源磊告诉你 | 矿物填料及在涂料中的作用

源磊告诉你 | 矿物填料及在涂料中的作用

填料又称为填充料，即添加入材料（如塑料、橡胶、胶黏剂、造纸、涂料、化纤、电力电子、陶瓷、玻璃、耐火材料、胶凝材料、油墨等）中作填充用的一类材料。是一种相对惰性的材料，它对材料可起到降低成本、改善性能、改进工艺特性等作用。

填料可分为两种：一种是为了降低成本，将廉价材料添加在价格较高的材料中，并不改变材料性能的惰性填料；另一种是功能性填料，具有特殊的功能，如电绝缘、导电、磁性、阻燃、抗静电和补强等，加入后使材料性能得到改善。

填料应用领域宽广、品种繁多，具有多种分类方法。按物质成分分为有机填料与无机填料，或矿物填料、植物填料、合成填料三大类。

颗粒是填料存在的形式，颗粒的形态并不十分规则，但不同填料的几何形态有着显著的差别，不同填料的颗粒形态对制品的性能有显著的影响。按矿物颗粒的几何形态分类

在填料改性中填料的化学组成决定着填料的本质，尤其是赋予材料功能性时，其填料的化学组成起着决定作用。美国学者Hurlbut将填料的化学组成按氧化物、盐、单质和有机物四大类划分。

从理论上讲，作为填充材料能够用于塑料的粉体材料的种类很多。但从经济、技术方面都不存在障碍的品种并不多，主要是碳酸钙、滑石粉、高岭土、云母粉、硅灰石粉以及具有特殊功能的石墨、水镁石粉、重晶石粉或沉淀硫酸钡、木粉和金属粉末等。

可作为矿物填料的矿种很多，用途也很广，按填料的应用领域可分为塑料填料、橡胶填料、造纸填料、涂料填料、油漆填料等10多种填料。

涂料是以油脂类、合成树脂类、橡胶类、高分子黏结剂等为主要原料制成的涂饰材料。涂料的基本成分：成膜物质、颜料包括体质颜料（填料）、辅助材料(助剂)、分散介质(溶剂或水)。添加填料除了可以降低成本外，还可以改善涂料的施工性能，提高涂膜耐水、耐磨和耐温性等。

常用的体质颜料：碳酸钙、硫酸钡、高岭土、二氧化硅、滑石、硅灰石、云母、石棉等。

此外，体质颜料的粒径、粒子形状、吸油量、密度和改性(表面处理、煅烧等)的主要物理特性将对涂料的性能产生影响。

涂料中使用填料能够起到：

1、在涂料中起骨架、填充的作用，增加漆膜厚度，使漆膜丰满坚实。

2、能够调节涂料的流变性能。

3、改善漆膜的机械强度，如提高耐磨性和耐久性。

4、调节涂料的光学性能，改变涂膜的外观、如消光等。

5、成膜物质发生化学反应，使之成一个整体，使涂膜能有效地阻挡光线的穿透，提高其耐水性和耐候性，延长涂膜的使用寿命。

6、作为涂料中的填充剂，减少树脂用量，降低生产成本。

7、对涂膜的化学性能起辅助作用，如增强防锈、抗湿、阻燃性等。

涂料中常用的填料有碳酸钙（重钙、轻钙、纳米钙）、重晶石粉（硫酸钡）、滑石粉、高岭土（瓷土地）、多孔粉石英（二氧化硅）、白炭黑、沉淀硫酸钡、云母粉、硅灰石、膨润土等。

碳酸钙

碳酸钙是涂料生产中重要的填充剂。碳酸钙在漆膜中起骨架和底板（钢板、木质）的填平作用，增强漆膜沉积性和渗透性。

滑石粉

滑石粉是溶剂型涂料中一种通用型填料。目前在各种底漆、中间涂料、路标漆、工业涂料以及内外用建筑涂料中应用。

高岭土

高岭土是国外涂料工业广泛采用的填料之一。常见用于涂料的高岭土包括超细高岭土、煅烧高岭土、活性高岭土（经表面改性处理）等。高岭土可用于各种涂料中，但以水性建筑涂料为主。

石墨

天然石墨因具有片状结构和良好的遮盖率，可用于钢结构维护涂料中，它的良好导电性和黑颜色，使它可用于电子计算机电屏蔽涂料中，这种涂料可含高达75%的石墨。另一种用途是防静电地板涂料。它可用于耐热涂料、底漆、封闭涂料以及耐水涂料，由于耐光性好，可用于汽车油漆中，作为一种效应颜料。

硅灰石

硅灰石的主要成分为偏硅酸钙（CaSiO3）,具有似针状结构，且有好的亮度、折射率（1.62）和相对低的吸油量（20~26g/100g）

针状结构的硅灰石（长径比为10:1~20:1），在涂料中可起平光剂的作用，改进涂膜机械强度，有时在增强性涂料中代替有害的石棉。涂料中一般多用于较细粒级（如325目）和微细级（10um）硅灰石粉，因为有利于涂料遮盖力的发挥。可用于油性建筑涂料、吸声（隔声）涂料、路标漆、聚乙酸乙烯乳胶漆等。表面处理的硅灰石可用于工业醇酸、环氧等防腐蚀涂料中，提高金属底漆的防腐蚀性，并部分取代活性防锈颜料。