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非金属矿物在涂料工业中主要作为功能填料使用，其目的有3个： （1）降低涂料成本； （2）增加乳胶漆的稠度，提高颜料在漆中的悬浮性； （3）赋予涂料功能性，改善其性质，包括光泽、遮盖力、流动和均化、耐久、涂膜厚度、渗透和流变性等。 矿物填料种类繁多，性能差异较大，因此，彻底搞清楚矿物填料性能和最佳应用场合，是非金属矿粉体生产企业打开涂料市场的关键。 1、水性涂料 水性涂料是近年来迅速发展的一类环保涂料，其溶剂主要是水或以水为主的溶剂。除所有矿物学有用特征外，填料的化学组分在水性涂料中的作用是非常重要的。 一是矿物填料应有酸碱条件下都稳定、水溶物含水量很少的性质，这些特征在抗腐涂料系列中尤为重要； 二是为了获得良好的活性（润湿性）和分散性，矿物填料必须是亲水的，否则它们会絮凝； 三是比表面积要低，因为涂料中粘合剂和表面活性剂的用量极小，乳化树脂（粘合剂）的粘合能力和阻碍功能不高。考虑成本，粘合剂的用量应尽可能少。 （1）滑石 滑石具有良好的亲水特征，在水中分散不彻底，除非加入反絮凝剂。在必须提高活性和分散能力时，滑石的片状形态必须保留，以便增强机械性能（抗裂）。 内墙涂料中，滑石可用作流动调节剂，消光剂及钛白粉的补充剂。滑石也能改善涂料的耐冲洗能力。 （2）高岭土 由于亲水性好，高岭土在水性涂料中分散性很好，可用来诱导触变并改善抗凝性，也能改善耐冲洗能力并提高白度，不规则粒状粗粒高岭土可减少涂层光泽。 煅烧高岭土的老化率低，因而也可作建筑外墙涂料。在不影响涂料光泽的情况下，用超细高白度的高岭土可取代10-20%的钛白粉，当高岭土的粒径与钛白粉十分相近时，能很好的取代占据钛白粉颗粒的空间位置。 （3）硅灰石和霞石正长岩类矿物 硅灰石和霞石正长岩类矿物是碱性矿物（pH值为10），特别适合于水性涂料系列，它们可改善涂料贮藏的稳定性。由于霞石正长岩能很好地适用于水性涂料，改造水性涂料仅需要增加霞石正长岩的矿物用量，霞石正长岩现在多用作功能填料用在新型无表面活性剂的涂料中，因为它在水基系列涂料中很易分散。 （4）白云石 白云石（碳钙镁石）具有高亮度，片状，微小粒径（D50=0.3～0.4μm），亲水，可作为钛白粉的替代物，在白色涂料中代替30%的钛白粉，而不会影响涂料的遮盖力。 2、粉末涂料 粉末涂料作为无溶剂涂料，具有经济、环保、高效、性能卓越等特性。粉末涂料中所用填料主要是重晶石、碳酸钙和硅灰石等。填料的选择取决于所用的树脂类型、光泽要求，机械性质和涂料的最终用途。 （1）硅灰石 用硅灰石作为填料的粉末涂料具有天然光泽，比用重晶石和方解石作填料的粉末涂料低得多，硅灰石能增强涂料的机械强度和抗腐能力。 （2）重晶石 重晶石比方解石具有更高的遮盖率和更持久的高光泽。重晶石具有化学惰性，吸油量低的特性，只会稍微减少粉末涂料的流动性和平整性。 重晶石填充的典型用量范围是5-30%，粉末涂料是固体，以重量为销售单位，重晶石的大比重特点可使厂家满意。 相对于沉淀硫酸钡，天然重晶石的优势是可选用重金属含量低微的天然重晶石，且价格便宜。 （3）云母粉 云母粉为复杂的硅酸盐类组成，粒子为鳞片状，耐热、耐酸碱性优良，对粉末涂料的熔融流动性有影响，一般在耐温和绝缘粉末涂料中使用，可作为纹理粉的填料用。 （4）重质碳酸钙 由于重钙应用的场所多数对细度要求不是很苛刻，所以目前市场上出现的重钙一般都未经过表面处理。但粉末涂料由于流动性差，一般应将超细重质碳酸钙进行表面改性，改性剂多采用一些偶联剂如钛酸酯等，或磷酸、表面活性剂、硫酸铝与六偏磷酸钠等，有时脂肪酸也一并被考虑，近年来也出现过一些使用高聚物作表面处理剂的例子。通过改性，碳酸钙的用量可增加20%～50%，且光泽、流平性均增加。由于重质碳酸钙无毒，在要求无毒的粉末涂料中很有市场基础，如童车、玩具等。 （5）霞石正长岩 粉末涂料中霞石正长岩的用量正在迅速扩大，霞石正长岩可以提高粉末涂料的耐磨性，霞石正长岩具有高热容特性，还可改善粉末涂料熔融时的流动性能。 3、高固涂料 一般固体份在55%的涂料均可称为高固涂料，其对颜料和填料的主要要求是：在正常剪切应力下，对粘合剂的影响甚微。 高固涂料中，涂膜的连接网比较脆弱，粘性差。由于吸收水分，为了避免粘着力损失，内在的抗腐力减弱和起泡，填料表面必须亲水，表面积小，呈片状。 （1）滑石 滑石是一种表面积小的微晶矿物，适用于高固保护和船舶涂料。由于滑石良好的阻隔作用，其传统用途是工业和船舶维护。虽然滑石的吸油量高，会增加涂料的粘度，但是通过严格控制粒度，滑石仍可用在高固涂料中。 （2）高岭土 吸油量低的高岭土能很好地用于高固涂料中，有利于改善涂料的粘度稳定性，增强抗裂机械力和耐冲刷能力，可以用来制取高光泽和高平滑度的面漆。 （3）重晶石和硫酸钡 在要求高光泽和强耐磨时，重晶石常作填料用于高固涂料，如高固工业面漆之中。0.7-0.8μm的微粉级沉淀硫酸钡用于高固体分有光面漆，可降低VOC，并替代部分昂贵的二氧化钛。 4、防腐涂料 原先大多数有效抗腐颜料都以铬盐和铅盐为基础。现在这两种盐会产生有毒的地下污染而受到环保的关注。 抗腐涂料所用填料特征包括低化学反应、亲水、低吸油量，主要有滑石、硅灰石、重晶石、云母粉以及最新兴起的石墨烯等。 （1）滑石和重晶石 滑石是一种减少漆膜透水性的重要矿物，而重晶石除吸油量最低外还可以提高涂料耐气候和耐酸、碱能力。
（2）硅灰石 硅灰石用来增加涂料抗张能力和减少裂纹，特别是经过硅烷偶联剂处理过的硅灰石，还有一个重要特征是防腐。例如，硅灰石可作抗腐剂部分替代昂贵的锌磷盐抗腐颜料用于水基环氧金属底漆之中。
（3）伊利石 在环氧树脂体系中，伊利石是一种优质功能填料。环氧树脂和胺固化剂交联反应后的涂膜呈碱性，将偏碱性的伊利石粉加入到涂层中，可以促使胺基和环氧基的充分固化反应，再加上自身为碱性，增强了涂层的碱性，相应提高了涂层的防腐性能，并降低生产成本。 （4）石墨烯
石墨烯由于屏蔽性好，比表面积大，很容易在涂层中形成致密薄膜，对于提高防腐性能有很大帮助。研究证明，CVD生长的石墨烯可以在铜、铝等金属表面形成保护层，防止金属的氧化和腐蚀。 氧化还原制备的石墨烯可以与有机树脂混合制备复合材料涂层，发挥石墨烯的屏蔽作用和树脂优异的附着能力，达到长效防腐的目的，用其制备的石墨烯涂层相比于普通涂层，可以使低合金钢的腐蚀速率降低1个数量级。 （5）准球形硅微粉 准球形硅微粉在防腐粉末涂料中可以充实到涂层的组织结构中，形成质地致密而坚固的涂膜，起到化学钝化和物理封闭作用。
（6）云母粉 云母鳞片来源广泛，价格便宜，具有优良的绝缘性、弹性和柔韧性，径厚比大，热膨胀系数小，在各种化学介质中惰性，抗紫外线辐射，经偶联剂表面处理后，完全可代替昂贵的玻璃鳞片和不锈钢鳞片，从而降低成本。此外，云母鳞片有20-1000目各种规格，可选用不同规格和级配比的云母粉来增加漆膜的致密性，降低漆膜的透气性。如将云母鳞片用于水性硅丙乳胶漆的配制，有效提高了漆膜的耐水性和耐化学介质腐蚀性。
5、辐射处理涂料 大多数传统填料都可用于辐射处理涂料中。矿物种类和用量最终取决于成品的要求。 例如，涂在木质材料表面的辐射处理涂料中，填料用量一般为10-40%，以便获得良好的耐磨抗腐能力。正常情况下，选用折射率低的矿物，可使填料对处理效果影响降到最小。现在，灯光系统的改进已允许对有色涂料进行辐射处理，矿物吸收紫外光谱的能力（如滑石、高岭土、云母）在选择填料过程中也要充分考虑。 重晶石用于辐射处理涂料中起掺砂作用，滑石作填料以便获得高平滑面的底漆，而不同粒度的碳酸钙的使用，既可作填料又可降低成本，硅土可用作消光剂。 部分资料来源：超细重钙在涂料工业中的应用，作者：刘伯元等 |
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