乳膠漆及膩子是建筑裝修中的重要材料，按基本用途分為內墻和外墻用產(chǎn)品，按附加功能分為耐擦洗、耐老化、抗沾污、負離子、全效凈化、高彈性等各種特定功能的乳膠漆或膩子，其配制原料按作用功能分為：成膜物、填料、助劑（功能添加劑、分散劑、潤濕劑、消泡劑、成膜助劑、防霉劑、流平劑、增稠劑等）三類(lèi)。其中，填料的用量在乳膠漆中占到40%~65%，對乳膠漆的性能與成本影響較大；而膩子填料用量也較大，但所用粉體品種相對較少。
乳膠漆及膩子用粉體材料按生產(chǎn)工藝分為合成材料、天然物理加工材料（也稱(chēng)礦物粉體材料），而礦物粉體材料又主要是非金屬礦物粉體材料，其在乳膠漆及膩子中主要起填料和某些功能添加料的作用。隨著(zhù)非金屬礦物提純、超細粉碎、表面改性技術(shù)的發(fā)展，質(zhì)優(yōu)、價(jià)廉的非金屬礦物粉體材料在乳膠漆及膩子中的使用品種、用量逐年擴大和增加，尤其是作為填料的粉體材料用量增加幅度更大，大量的替代了成本較高的各種合成粉體材料；而選擇某些功能礦物粉體材料配制的新型乳膠漆及膩子品種也日益得到人們認可，乳膠漆專(zhuān)用粉體材料成為近年來(lái)非金屬礦加工領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，乳膠漆及膩子用粉體材料也成為非金屬礦物粉體材料重要的應用方向之一。
乳膠漆及膩子用礦物粉體材料品種和應用
粉體最早用于乳膠漆及膩子中是為了增加涂料和膩子體積，僅起填充作用以降低產(chǎn)品成本，主要定義為填料。隨著(zhù)礦物深加工技術(shù)的發(fā)展，粉體經(jīng)過(guò)進(jìn)一步精制和改性，附加上了許多其它功能。乳膠漆及膩子用礦物粉體材料在配方設計過(guò)程中如再通過(guò)品種選擇及合理搭配，可以改善乳膠漆及膩子的許多性能，表現為：
⑴ 有效降低乳膠漆漆膜的光澤；⑵ 提高乳膠漆的硬度、耐磨性和抗拉伸強度；⑶ 改善乳膠漆的白度，提高乳膠漆的粘度，改善沉降性能；⑷ 在高 PVC（顏料體積濃度）乳膠漆中，提高乳膠漆的干膜遮蓋力；⑸ 提高乳膠漆的固含量和漆膜豐滿(mǎn)度，改善乳膠漆的施工性能；⑹ 降低 VOC（揮發(fā)性有機化合物）含量；⑺ 釋放負離子功能；⑻ 改善乳膠漆的耐擦洗性、抗沾污性和老化性等。按照礦物粉體材料在乳膠漆及膩子中起的作用，可將粉體材料分為普通填料、活性填料、功能材料。
1 普通填料
1.1 重質(zhì)碳酸鈣
重質(zhì)碳酸鈣主要成分是CaCO3，是用量最大的非金屬礦物粉體材料品種，在乳膠漆的各種內、外墻產(chǎn)品和配套膩子中都有大量的應用。早期使用的重質(zhì)碳酸鈣粉體其篩分粒度一般多控制在0.045mm ~0.075mm，俗稱(chēng)大白粉或雙飛粉。隨著(zhù)重質(zhì)碳酸鈣超細粉碎、形貌控制、表面改性等加工技術(shù)的發(fā)展，原料價(jià)格低廉、白度高、化學(xué)性質(zhì)穩定的重質(zhì)碳酸鈣在乳膠漆和配套膩子中得到大量的應用，已大量取代成本相對較高、耐老化性能稍差的輕質(zhì)碳酸鈣。超細重質(zhì)碳酸鈣粉體材料對縮短乳膠漆生產(chǎn)過(guò)程中的分散砂磨時(shí)間、提高遮蓋力、改善乳膠粘度、降低鈦白粉用量及改善膩子的打磨性能等均有顯著(zhù)效果。
隨著(zhù)中國大量?jì)?yōu)質(zhì)、高白度重質(zhì)碳酸鈣資源的發(fā)現和加工技術(shù)的進(jìn)步，重質(zhì)碳酸鈣粉已大量取代輕質(zhì)碳酸鈣。目前在內墻乳膠漆中應用效果較好重質(zhì)碳酸鈣粉體是粒度控制d97＜10μm、d50 約為1.5μm、白度＞95%、CaCO3≥98%的乳膠漆專(zhuān)用重鈣粉體材料，其在性?xún)r(jià)比上較其它常用粉體有較好的綜合優(yōu)勢。
1.2 高嶺土
高嶺土是以高嶺石為主要礦物成分的粘土礦，高嶺石化學(xué)式為3Al2O3.2SiO.2SiO2，高嶺土有水洗高嶺土和煅燒高嶺土之分。水洗高嶺土成本低，在內墻乳膠漆中適量使用具有改善涂膜手感的效果；煅燒高嶺土白度高、粒徑小，在外墻涂料中使用超細煅燒高嶺土可替代適量的鈦白粉而不會(huì )降低涂料的耐老化性能，并且還因能夠消除高鈦白粉含量對涂膜的光絮凝作用和增加入射光的有效散射而使遮蓋力提高，近年來(lái)在外墻涂料中得到較多應用。乳膠漆用高嶺土一般選擇 d97 約為15μm、d50 約為2μm、白度＞92%的超細高嶺土。
1.3 滑石粉
滑石是一種層狀含水硅酸鹽，理論化學(xué)式3MgO.4SiO. H2O，觸摸有滑膩感，天然質(zhì)純的滑石礦很少，礦體常伴有綠泥石、蛇紋石、菱鎂礦、透閃石、白云石等?；塾糜谌槟z漆中可改善涂料的施工性、流平性，且硬度較高，同時(shí)還能有效提高涂層的耐蝕性；在配套膩子中應用能夠改善膩子的批刮性。但在乳膠漆用量大時(shí)易引起結塊性沉淀，在涂刷施工后也易引起粉化，并且高白度的滑石資源量有限，其用量近年來(lái)逐步減少。
1.4 重晶石粉
重晶石粉主要成分是BaSO4，性質(zhì)和用途相近的是合成的沉淀硫酸鋇。重晶石粉可用于各種中、高檔內、外墻乳膠漆和配套的高檔膩子。因其密度接近鈦白粉，因而可用其取代少量的鈦白粉，既不會(huì )使涂料的遮蓋力明顯降低，也不會(huì )因為使用它而改變了涂料的PVC，因而在乳膠漆中適量使用重晶石粉不會(huì )顯著(zhù)改變涂料的物理力學(xué)性能。
從白度指標考察，天然高白的重晶石原礦資源較重質(zhì)碳酸鈣少，塊礦加工成同樣粒度的粉體其加工成本較重質(zhì)碳酸鈣高，因此，其在乳膠漆中的應用也有一定局限。
1.5 硅灰石粉
硅灰石主要成分為CaSiO3，呈纖維狀晶型結構，加工后的粉體可保持長(cháng)徑比＞10 的特性。硅灰石粉體白度高，也因其纖維狀結構，分散后不僅提高涂膜的潔白感，而且能增加涂膜的強度，在復層涂料中硅灰石粉體被廣泛作為抗裂纖維。
1.6 白云石粉
白云石主要化學(xué)成分為MgCO3，同時(shí)也含有一定量的CaCO3。白云石粉在乳膠漆中的主要作用與重質(zhì)碳酸鈣粉相似，但耐候性較重質(zhì)碳酸鈣粉稍差。
1.7 云母粉
云母粉主要成分為鋁硅酸鹽，其具有連續層狀的結構，分為白云母、黑云母、鋰云母等。白云母理論化學(xué)式為KAl2[AlSi3O10](OH)2，乳膠漆中主要是用白云母邊角料加工的白云母粉。云母片在涂膜中能平行取向排列，因而能增大涂膜的封閉性能，在多種外墻涂料適量應用，能夠提高涂膜的耐老化性和耐腐蝕性。
絹云母是白云母或鈉云母呈致密微晶集合體的亞種，為中低溫熱液蝕變礦物。絹云母加工后的粉體保留礦物具有的絲絹光澤，粉體潤滑、細膩、白度較高，用其配制的漆料耐候性較好，但其白度較高白度的重鈣粉相比較低，在大量應用的白色乳膠漆中用量受到限制。
2 活性填料
2.1 石膏粉
石膏主要成分為CaSO4，商品銷(xiāo)售的產(chǎn)品分為生石膏（二個(gè)水）、熟石膏（半個(gè)結晶水）。石膏粉遇水能夠發(fā)生水化反應生成凝膠而具有一定的強度，主要在乳膠漆配套的內墻膩子中應用，能夠起膠結作用而降低粘結劑的用量，內墻石膏膩子已經(jīng)成為乳膠漆的重要配套產(chǎn)品。
2.2 灰鈣粉
灰鈣粉主要成分是Ca(OH)2，是一種氣硬性膠凝粉體材料?；意}粉作為活性填料配制的建筑涂料流平性好、漆膜手感滑潤、耐水性和耐濕熱性好、成本低，灰鈣粉也具有良好的干遮蓋力，能使漆料在鈦白粉用量不高的情況下具有較高的遮蓋力；使用灰鈣粉配制的乳膠漆具有較好的環(huán)保性，能夠長(cháng)期吸收使用環(huán)境中的二氧化碳；且因為灰鈣粉的堿性較高，配制漆料時(shí)防霉劑和成膜助劑用量少；但灰鈣粉在涂料中應用也有缺限，如用于舊墻面時(shí)易發(fā)黃等。
3 功能性材料
3.1 電氣石粉
電氣石俗稱(chēng)“碧璽”，是一種以含硼為特征、化學(xué)組成復雜的環(huán)狀硅酸鹽礦物，其成分用（Na，K）R3Al6B3Si6O27(OH)4 表示，其中R 可能是Mg（鎂電氣石）、Fe（鐵電氣石）、Mn（錳電氣石）、（Li+Al）（鋰電氣石）等。
電氣石的主要用途是作寶石、壓電、熱釋電材料，而加工的電氣石粉在溫度、壓力變化時(shí)其晶體可產(chǎn)生電勢差，致使周?chē)目諝獍l(fā)生電離，被擊中的電子附著(zhù)于鄰近的水和氧分子并使它轉化為空氣負離子，移動(dòng)時(shí)能將負電荷輸送給環(huán)境中的細菌、灰塵、煙霧微粒以及水等，電荷與這些微粒相結合能達到凈化環(huán)境空氣的目的；此外，電氣石結晶體兩端隨著(zhù)溫度的變化可產(chǎn)生電壓，其所含極性離子在平衡位置振動(dòng)能引起偶極距變化產(chǎn)生遠紅外電磁輻射，能使人體產(chǎn)生熱效應和共振吸收，對人體有保健作用。
負離子涂料同一般乳膠漆的主要區別是在其制作過(guò)程中添加了電氣石粉，但普通的電氣石粉產(chǎn)生負離子量有限，一般需經(jīng)超細粉碎、溶膠凝膠法包覆改性、離子交換摻雜以及高溫激活等手段提高負離子發(fā)生量，具有負離子釋放量高、發(fā)射遠紅外線(xiàn)、抗菌并凈化空氣的作用。
3.2 膨潤土
膨潤土是以蒙脫石主要成分的層狀硅酸鹽礦物， 蒙脫石理論組成為（ 1/2Ca,Na ）0.7(Al,Mg,Fe)4(Si,Al)8O20(OH)4，其結構是以二個(gè)硅氧四面體夾一個(gè)鋁氧八面體構成單位晶胞，蒙脫石四面體中的硅被鋁、八面體中的鋁被鎂或鐵同晶置換，使片層表面具有過(guò)剩的負電荷，并通過(guò)層間吸附Na+、K+、Ca2+、Mg2+等陽(yáng)離子達到晶胞電荷平衡，膨潤土能直接或提純后使用。膨潤土吸附水后其體積能夠增大至原體積的幾到十幾倍，且在水體系中能夠釋放出帶電微粒而使涂料的粒子產(chǎn)生靜電斥力，所以有顯著(zhù)的增稠和懸浮作用，已成為內、外墻乳膠漆中常用的價(jià)廉增稠、懸浮劑，在粉狀涂料中也能大量應用。膨潤土色澤偏黃或粉色居多，對白度要求高的配方其應用量受到一定的局限。
3.3 石英粉
石英粉主要成分為SiO2，密度大、硬度高、耐化學(xué)腐蝕性好，在功能型建筑涂料中，石英粉及砂是耐磨地面涂料和耐酸涂料的主要填料，也是乳膠漆配套用高檔墻面膩子的主要原料。
3.4 海泡石
海泡石是一種富鎂硅酸鹽，理論式為Mg8[Si12O30](OH)4.12H2O，外觀(guān)灰白色，其微觀(guān)組織呈針束狀，相對密度小，空隙發(fā)育良好，吸附和水化能力很強，在水溶液中能夠高度分散，具有較高的粘度，并能夠產(chǎn)生觸變效應，其懸浮體系具有很好的穩定性。在乳膠漆配方中能夠起到增稠、懸浮作用，被用作乳膠漆增稠、流變劑。
3.5 硅藻土
硅藻土是一種生物成因的硅質(zhì)沉積巖，主要由硅藻的遺骸所組成，成分以SiO2.nH2O 表示，礦物成分以蛋白石及變種為主，常伴生各種粘土、石英及白云石等，純凈的硅藻土為白色，實(shí)際色澤因伴生的鐵或有機質(zhì)被污染成其它顏色。硅藻土其孔隙度大、吸附性強、質(zhì)輕、熔點(diǎn)高，用作保溫隔熱、防霉、吸音的乳膠漆功能材料添加劑使用。
3.6 膨脹珍珠巖粉
珍珠巖是一種由火山噴發(fā)經(jīng)急劇冷卻而成的玻璃質(zhì)酸性熔巖，因其具有珍珠裂隙結構而得名。其成分隨產(chǎn)地不同而略有差異，一般SiO2 含量為68%～75%、Al2O3 為9.0%～14.0%、Fe2O3 為0.9%～4.0%、Na2O 為2.5%～5.0%、K2O 為1.5%～4.5%及結晶水2%～6%等。珍珠巖在1200℃高溫條件體積可膨脹數倍至30 倍，其膨脹后的粉體是制作優(yōu)質(zhì)超輕絕熱漆料和膩子的功能添加材料。
作者：余麗秀1，孫亞光2，劉巖1，宋廣毅1（1.中國地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所，鄭州，450006； 2.河南工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，鄭州，450052）
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