涂料是非金屬礦粉體重要的下游應用領(lǐng)域，而中國是全球最大的涂料生產(chǎn)國，2017年涂料產(chǎn)量達到了2041萬(wàn)噸。隨著(zhù)涂料行業(yè)的快速發(fā)展，其對非金屬礦粉體的需求量越來(lái)越大，質(zhì)量要求也越來(lái)越嚴格和多樣化。
今天，粉體技術(shù)網(wǎng)就來(lái)與大家分享一下，涂料中常用非金屬粉體的特性和功能，以期對非金屬礦加工企業(yè)開(kāi)拓涂料行業(yè)用戶(hù)有所幫助。
1）在涂料中起骨架、填充作用，增加漆膜厚度，使漆膜豐滿(mǎn)堅實(shí)；
2）調節涂料的流變性能，如增稠、防沉淀等；
3）改善漆膜的機械強度，如提高耐磨性和耐久性；
4）調節涂料的光學(xué)性能，改變涂膜的外觀(guān)，如消光等；
5）成膜物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應，使之成一個(gè)整體，使涂膜能有效地阻擋光線(xiàn)的穿透，提高其耐水性和耐候性，延長(cháng)涂膜的使用壽命；
6）作為涂料中的填充劑，減少樹(shù)脂用量，降低生產(chǎn)成本；
7）對涂膜的化學(xué)性能起輔助作用，如增強防銹、抗濕、阻燃性等。
涂料中常用的非金屬礦粉體有碳酸鈣、重晶石粉（硫酸鋇）、滑石粉、高嶺土、石英粉、白炭黑、云母粉、硅灰石、膨潤土、凹凸棒石、沸石等。
（1）碳酸鈣
碳酸鈣是涂料生產(chǎn)的重要填充劑，在漆膜中起骨架和底材（鋼板、木質(zhì)）的填平作用，可增強漆膜沉積性和滲透性。尤其用于金屬防銹底漆中，碳酸鈣與金屬表面形成氫鍵，增加其漆膜附著(zhù)力，并可吸收氫離子以阻止金屬形成微電池的腐蝕傾向。
按類(lèi)型：重質(zhì)碳酸鈣主要用于各種內用、外用涂料中，可降低粉化速率，改善淺色漆的保色性和增加抗霉菌性。除用于增量外，主要用于部分取代鈦白粉（一般為10%-20%，量大時(shí)為30%）和彩色顏料。
輕鈣具有小的粒徑和窄的粒徑分布范圍、高的吸油量和亮度，可用在需求最大消光效果的地方。
在半光、無(wú)光油漆和無(wú)光乳膠漆中較普遍將輕鈣和重鈣混合使用。
按粒級：粗級別碳酸鈣限用于膩子、填孔化合物、金屬的底漆及其他產(chǎn)物，它們需要高顏料量、流動(dòng)性及粗的表面。
中等粒級的碳酸鈣用在建筑涂料及室內無(wú)光或半光漆上；細粒級的碳酸鈣主要是沉淀碳酸鈣，用于印刷油墨。
具體指標要求：
▼《HG/T2226-2010 普通工業(yè)沉淀碳酸鈣》涂料用輕質(zhì)碳酸鈣指標要求
▼《HG/T3249.2-2013 涂料工業(yè)用重質(zhì)碳酸鈣》普通涂料工業(yè)用重質(zhì)碳酸鈣指標要求
▼《HG/T3249.2-2013 涂料工業(yè)用重質(zhì)碳酸鈣》 經(jīng)表面處理制得的涂料工業(yè)用活性重質(zhì)碳酸鈣指標要求
▼《GB/T19590-2011 納米碳酸鈣》涂料用納米碳酸鈣推薦指標
（2）滑石粉
滑石粉質(zhì)地柔軟和磨蝕性低，有良好的懸浮性和分散性，是溶劑型涂料中一種通用型填料，在各種底漆、中間涂料、路標漆、工業(yè)涂料以及內外用建筑涂料中應用。
按類(lèi)型：片狀結構的滑石粉具有優(yōu)良的涂刷性、涂膜的流動(dòng)性和平滑性、耐水性及磁漆珠不滲入性，主要用于底漆和中間涂料。
纖維狀滑石粉吸油量更高些，并且具有良好的流變性，可改善涂料的諸多性能，如防儲存時(shí)沉降和涂刷時(shí)流掛、改進(jìn)施工性能等。
按粒級：較粗粒級的滑石粉用于某些需要粗糙的漆膜中，如內墻底漆中間層和斑紋漆；超細級滑石粉用在控制半光磁漆的光澤、稠度和流掛；
微細級和超微細級滑石粉除了能改進(jìn)涂膜性能外，還具有空間位隔能力，可部分取代TiO2等顏料；化學(xué)預處理的滑石粉也可取代TiO2顏料。
▼《GB/T15342-2012 滑石粉》
滑石粉的一個(gè)缺點(diǎn)是吸油量偏高，因此在需要低吸油量的場(chǎng)合，它必須與吸油量低的填料和重晶石粉配合。
滑石粉的耐磨性不高，在需要高耐磨性的場(chǎng)合，要加入其他的填料加以彌補。含有其他非金屬礦物的滑石粉，因雜質(zhì)礦物易與酸（如酸雨）反應，故不適合于要求高耐候性的外用涂料中。
工業(yè)滑石粉因含有有色雜質(zhì)而白度下降，因而對填料明度要求很高的場(chǎng)合，一般不用滑石粉作填料。
滑石粉具有消光性，故它一般不用于高光澤涂料中。
（3）高嶺土
高嶺土是國外涂料工業(yè)廣泛采用的填料之一。以美國用量為最大，近年為30萬(wàn)噸/年左右，其中煅燒高嶺土為10萬(wàn)噸/年以上。
高嶺土可用于各種涂料中，但以水性建筑涂料為主，特別是內用乳膠漆，由于高嶺土在水基性涂料中具有較好的遮蓋力，從而能部分替代鈦白粉顏料。
超細高嶺土可部分替代鈦白粉，約代用鈦白粉量的10%左右，可降低漆的成本，而對漆的光澤、遮蓋力，儲存穩定性影響不大。
煅燒高嶺土折射率由原來(lái)1.56提高到1.62，彌補了原遮蓋力和白度的不足。另外煅燒高嶺土能提高涂料的不透明性和涂膜的牢固性，比未煅燒土更具有耐洗刷性和抗粉化性。
煅燒高嶺土代替部分鈦白粉在公路標線(xiàn)漆、粉末涂料、建筑外用乳膠漆等得到了一定應用。在外墻涂料中超細高嶺土和煅燒高嶺土可代替15%～20%的鈦白粉。
在溶劑稀釋漆中某些高嶺土表現出較差的懸浮性，但經(jīng)表面改性處理過(guò)的煅燒高嶺土可克服這些缺點(diǎn)。
陰極電泳涂料用高嶺土，則需要選擇粒度高（-2μm粒度通過(guò)百分率≥85%）、325目篩余物含量少（≤0.005%）、電導率低（≤35μS/cm）、隔焰窯鍛燒生產(chǎn)的高品質(zhì)高嶺土。
▼GBT14563-2008高嶺土及其試驗方法
（4）石英粉（二氧化硅）
石英粉表面含有一定數量的羥基（-OH）-硅醇。作為極性官能團，用于粉末涂料中有助于提高產(chǎn)品的附著(zhù)力和粘結性。另一方面，由于羥基的存在，更容易通過(guò)偶聯(lián)劑表面處理，增加其交聯(lián)、補強的作用，增加產(chǎn)品的物理力學(xué)性能又可提高涂膜的拉伸強度。
天然石英粉在涂料中主要起增量和半補強作用，可用于各種涂料和建筑涂料，特別是底漆和中間涂料，細粒晶體SiO2在環(huán)氧和聚酚粉末涂料中可取代高達50%的TiO2。
白炭黑（或稱(chēng)輕質(zhì)二氧化硅）由于比表面積大，熱穩定性好可防止顏料沉淀，尤其在乳膠漆中使用，調整漆的有效黏度，改善漆膜流掛并起消光作用，對漆膜耐熱穩定性好。
氣相二氧化硅是一種多功能體質(zhì)顏料，又是性能優(yōu)良的涂料流變控制劑。在液體涂料中，它的流變控制功能包括：增稠、觸變、防流掛、覆蓋邊緣；在固體粉末涂料體系中，增進(jìn)粉末的自由流動(dòng)，防止結塊和流體化。
（5）硫酸鋇
用作涂料體質(zhì)顏料的硫酸鋇有天然和合成兩種，天然產(chǎn)品稱(chēng)重晶石粉，合成產(chǎn)品稱(chēng)沉淀硫酸鋇。
重晶石粉填料主要用于要求高涂膜強度、高填充力和高化學(xué)惰性的工業(yè)底漆和汽車(chē)中間涂料，也用于需要較高光澤的面漆中。在乳膠漆中，由于重晶石折射率高（1.637），微細重晶石粉可具有半透明性白色顏料的功能，可在涂料中取代部分鈦白粉。
（6）硅灰石
硅灰石在涂料中可作為體質(zhì)顏料和代替部分白色顏料，起遮蓋、增量作用，降低漆的成本，使白漆保持長(cháng)久明亮的色調。
涂料中一般多用較細粒級（如325目）和微細級（10um）硅灰石粉，因為有利于涂料遮蓋力的發(fā)揮，主要用于油性建筑涂料、吸聲（隔聲）涂料、路標漆、聚乙酸乙烯乳膠漆等。
針狀結構的硅灰石（長(cháng)徑比為10:1～20:1）,在涂料中可起平光劑的作用，改進(jìn)涂膜機械強度，有時(shí)在增強性涂料中代替有害的石棉。
表面處理的硅灰石可用于工業(yè)醇酸、環(huán)氧等防腐蝕涂料中，提高金屬底漆的防腐蝕性，并部分取代活性防銹顏料。
（7）膨潤土
膨潤土在水中形成絮狀物質(zhì)，具有增稠作用，它的分子基團能與涂料中的有機基料結合，能增強涂層的耐水性，提高涂層的強度和附著(zhù)力。
膨潤土在水介質(zhì)中具有良好的懸浮性和分散性，膨潤土生產(chǎn)工藝使涂料不易沉淀，不易分層，顏色均勻，從而改善涂料懸浮液的穩定性，而且涂刷性能好，能形成厚薄均勻、平整光滑的涂層。
膨潤土具有一定的黏合力和遮蓋力，而且價(jià)格低廉，把它加到聚乙烯醇系列涂料中，可使聚乙烯醇的用量大為減少，使產(chǎn)品成本降低。
膨潤土具有優(yōu)良的親水性、塑性、膨脹性、黏結性，可與適量的水結合成膠體，膨潤土粉碎機它在水中能釋放出帶電離子，這種離子間的電斥性，在涂料中起到分散劑的作用。在防水涂料中，高速運動(dòng)中的膨潤土膠粒與熱瀝青發(fā)生碰撞、切割，將瀝青破碎、膠化。已膠化的瀝青顆粒內的極性物質(zhì)對膨潤土微粒發(fā)生吸附作用，使瀝青顆粒表面形成膠體水化膜，降低了瀝青與水的界面張力，阻止瀝青顆粒重新凝聚，從而形成穩定的分散相，起到了乳化劑的作用。
膨潤土具有耐寒性，所配制的涂料在冬季較低溫度下仍可使用。
（8）云母粉
涂料中主要應用白云母，也可少量應用金云母。主要利用它的高徑厚比的片狀結構、良好的耐熱性、耐候性、透明性、耐化學(xué)性、紫外屏蔽性等性能，在防腐蝕涂料、功能性涂料中作填料。
在涂料配方中主要用于一些特種油性和水性涂料，其加量從工業(yè)涂料的大約20%到浮雕花紋建筑涂料大約40%不等。
濕磨云母粉的一個(gè)重要應用領(lǐng)域，是用作鈦珠光顏料的載體原料。涂料、油墨、塑料等行業(yè)都需要不同規格系列的云母鈦珠光顏料。
（9）石墨
天然石墨因具有片狀結構和良好的遮蓋率，可用于鋼結構維護涂料中。
石墨具有良好導電性和黑顏色，可用于電子計算機電屏蔽涂料中，含量可達75%。
另外，石墨還可用于防靜電地板涂料，在汽車(chē)油漆中，由于耐光性好，也可作一種效應顏料。
（10）凹凸棒石
凹凸棒石粘土作為涂料的填充劑、流平劑、增稠劑和穩定劑，其性能好，成本低。凹凸棒石涂料的涂膜在電鏡里觀(guān)察，其晶體呈網(wǎng)狀排列，均勻地分布在有機粘結劑中，所以涂膜耐洗擦。
尤其是凹土在外力攪拌下分散性好，形成穩定的不被電解質(zhì)破壞的懸浮液，使涂料不沉淀、不分層，與傳統的106涂料相比較，具有多種優(yōu)越性：涂刷性能好，不流掛，節約鈦白粉的用量。
由中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所完成的“基于濕法凹凸棒石高值利用關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)與應用”項目，成功的將凹凸棒石應用在高端耐候性涂料中，目前已應用于展辰新材料集團股份有限公司、西北永新涂料有限公司、南京長(cháng)江涂料有限公司和西安經(jīng)建油漆股份有限公司高端涂料產(chǎn)品中，提高了涂料的觸變性、穩定性和耐候性。
（11）涂料對非金屬礦粉體的一般要求
1）白度高，特別是在對涂膜顏色要求很高的涂料中，白度一般要求在90%以上。
2）易分散，這不僅有利于降低涂料生產(chǎn)時(shí)研磨分散的能耗和時(shí)間，更重要的是有利于涂料性能的發(fā)揮，因為填料和顏料的分散好壞，對涂膜性能（光澤、顏色、耐久性等）有直接的影響。
3）要有較低的吸油性，吸油值低才能提高涂料的臨界顏料體積濃度（CPVC），節約樹(shù)脂基料，才能適應符合環(huán)保要求的現代高固體分涂料的要求，才能制備出含量更高的預分散填料漿，才能與吸油值日趨降低的顏料（特別是鈦白粉）相配套。
4）應當有確定的粒度和窄的粒度分布，篩余物應盡可能低，現在涂料要求填料在許多應用領(lǐng)域里具有微細化甚至超細化的粒徑，這樣才能發(fā)揮它在涂料中的空間位隔作用，使涂膜中的顏料粒子均勻分布，從而最大限度地發(fā)揮顏料的遮蓋（如鈦白粉）、著(zhù)色（如彩色顏料）和防銹（如防銹顏料）等潛力，起到部分替代顏料的作用。
5）能使涂料具有良好的流變性（流動(dòng)性、流平性、懸浮性、增稠性等），使涂料在儲存時(shí)不沉淀，便于施工成膜，形成光滑平整的涂膜。
6）應與涂料中的基料、顏料和其他添加劑有良好的相容性但同時(shí)也應有一定的惰性，不與上述成分發(fā)生化學(xué)反應。
7）具有適宜的比表面積，因為它影響著(zhù)涂料的黏度、流變性、分散穩定性、沉降性和吸油量等。
8）具有確定的粒子形狀和晶體形態(tài)，使涂料具有確定的折射率等光學(xué)性能和保證填料在涂料中應有的功能。
