填料在建筑涂料中的应用及其发展
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#$ #$ ’ 硅酸铝
二氧化硅分白炭黑和石英粉两种，在建筑涂料中 都有重要应用。白炭黑因颗粒表面多孔而质轻，密度 小、 粒径细， 主要用作高档建筑涂料的消光剂， 溶剂型 建筑涂料的增稠剂等； 石英粉密度大、 硬度高、 耐化学 腐蚀性好， 在功能型建筑涂料中， 石英粉 & 砂 * 是耐磨地 面涂料和耐酸涂料的主要填料，也是高档墙面腻子的 主要填料。
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海泡石是一种天然黏土矿物，属于富镁型层状硅 酸盐， 其微观组织呈针束状， 相对密度小， 空隙发育良 好， 吸附和水化能力很强， 在水溶液中能够高度分散， 且具有一定的黏度， 并能够产生触变效应， 其悬浮体系 具有很好的稳定性。利用这些特性，近年来将其开发 应用于合成树脂乳液涂料中。
#$ %$ ’ 遮盖性聚合物
海泡石是一种有活性的黏土类矿物， 外观灰白色， 在合成树脂乳液涂料中能够起到增稠、 悬浮作用， 被用 作建筑涂料的增稠、 流变剂 1 ’ 2 。 #$ ! 特殊填料—— — 遮盖性聚合物 遮盖性聚合物是用于增加涂膜遮盖能力的一种聚 合物微球， 一般是由苯乙烯、 丙烯酸酯共聚物组成的聚 合物乳液。由于聚合物微球是中空结构，因而能够为 功能空心添加剂，主 要在日光热反射型外墙涂料中作为功能性添加剂。在 涂膜中，玻璃空心微珠除了能够赋予涂料像金属铝粉 那样的反射光和热的辐射而使涂膜具有隔热效果以 外， 还因其为空心、 密度小、 导热系数小而赋予涂膜以 绝热性能， 而且涂膜具有更好的装饰效果。
#$ ($ % 海泡石
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颜填料
在外墙涂料中应用，其最大的优势是既能够增加遮盖 作用， 又不会像钛白粉那样起消色作用。
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粉煤灰
粉煤灰是火力发电厂产生的固体废弃物，是一种 人工火山灰质材料， 自身具有一定的胶凝性， 当有水存 （-.） 形成具有一定 在时， 能够在常温下与 +, ! 反应， 强度的胶凝性化合物， 当有灰钙粉等富钙材料存在时， 因其对粉煤灰的激发作用而能够产生更高的强度。利 用其原理， 有研究者将其用于粉状外墙腻子中 & # ( 。
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硫酸钡分重晶石粉和沉淀硫酸钡两种。重晶石粉 在高档腻子中使用， 沉淀硫酸钡在各种中、 高档内、 外 墙乳胶漆和溶剂型涂料中应用， 因其密度接近钛白粉， 因而用其取代少量的钛白粉，既不会使涂料的遮盖力 因而在 降低， 也不会因为使用它而改变了涂料的 HIJ。 涂料中适量使用沉淀硫酸钡不会改变涂料的物理力学 性能。
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常用填料的主要特性及其在 建筑涂料中的应用
是最便宜的填料。
": ": ; 硫酸钡
建筑涂料的特征之一是 HIJ 高于 JHIJ 的涂料得 （尤其是内墙涂料） 到大量应用 ； 特征之二是涂膜较厚， 淡雅的浅色涂料应用量较大。由于这两个特征，使得 建筑涂料中能够使用大量的填料以降低成本和满足某 些性能要求。因而，建筑涂料是使用填料量最大的涂 料品种。 按照填料在涂料中起的作用，把填料分为普通填 并介绍其 料、 活性填料、 功能性填料和特殊填料 / 种， 主要特性和在建筑涂料中的应用情况。 ": "
#$ %$ # 灰钙粉
灰钙粉的主要化学成分是氢氧化钙， 即消石灰， 是 历史上长期使用的建筑材料。但是，涂料用灰钙粉是 精选优质石灰且经过净化处理的， 其白度、 细度等都很 高。在涂料中使用的灰钙粉是我国建筑涂料技术人员 独立开发的建筑涂料用填料品种。用于涂料中能够带 来很多效益。研究证明，以灰钙粉为主要填料的合成 树脂乳液涂料吸收空气中二氧化碳的效果明显
#$ ($ ) 玻璃空心微珠
硫酸钙的主要商品是无水硫酸钙或者含半个结晶 水的半水硫酸钙， 二者都有水硬性， 即遇水能够发生水 化反应生成凝胶而具有一定的强度。主要在内墙腻子 中应用，能够起胶结作用而降低黏结剂的用量。内墙 石膏腻子已经成为内墙腻子的重要品种而得以应用。
#$ "$ " 氢氧化钙
氢氧化钙在建筑涂料中更通俗的名称是灰钙粉， 是一种气硬性胶凝材料， 本身具有胶结性能， 使用灰钙 粉作为活性填料配制的建筑涂料成本低、耐水性和耐 湿热性好、 涂料的流平性好、 涂膜手感滑润。灰钙粉具 有良好的干遮盖力，使涂料在钛白粉用量不高的情况 下具有较高的遮盖力。使用灰钙粉配制的乳胶漆具有 无须 很好的环保性， 其原因在于： !使用灰钙粉微粉， 使用防霉剂； 无须使用成膜助剂， 减 "用于 +,- 乳液， 少涂料中 +./ 的含量； #涂膜中含有比例很高的灰钙 粉微粉， 能够长期吸收居室中的二氧化碳， 有助于消费 者的健康。但是， 灰钙粉在涂料中应用也有缺点， 主要 施工人员如果皮肤长期接 体现在： !涂料的碱性较高， 触， 会产生一定的影响； "涂料用于旧墙面时可能会发 黄； #与丙烯酸乳胶漆相比该涂料刷涂和辊涂时有黏 滞感。 !""#$ % 现代涂料与涂装
遮盖性聚合物是一种聚合物微球，其粒子是由有 中空芯的硬聚苯乙烯 / 丙烯酸酯壳组成，在乳液态和 处于液态涂料中时， 中空芯里充满了水。 当涂膜干燥后， 微球芯中的水扩散出来， 芯成为空气穴。由于空气穴和 基料树脂对光的折射率不同，因而在涂膜中成为光的 散射介质从而使涂料的遮盖力增加。遮盖性聚合物在 涂料中具有抗颜料聚集效应，即在 01+ 远小于 +01+ 且钛白粉用量很高的涂料中，颜料粒子具有凝聚成团 的趋势，这种聚集效应会相互干扰光在涂膜中的散射 能力而显著降低涂膜的遮盖力。当涂膜中加入不透明 聚合物以后， 会使颜料聚集效应明显减少， 使涂膜的遮 盖力得以保证或者提高，并因减少涂膜中能够容纳或 吸附灰尘的空隙而使合成树脂乳液外墙涂料的耐沾污 性提高 & 2 ( 。在涂料中使用遮盖性聚合物除了增加涂料 的遮盖力外， 还能使涂料的调色更易进行。
#$ %$ ( 玻璃空心微珠
与水性涂料相比， 通过改性制成的有机膨润土， 对 溶剂型建筑涂料的增稠、悬浮作用表现得更为优越与 完善。因为溶剂型建筑涂料的流平性好，使用有机膨 润土对其增稠时不会给涂料带来流平性问题，且在抗 沉降方面很有效果。笔者曾将有机膨润土应用于以石 英砂为主要填料的地坪涂料中，因为石英砂在这类涂 料中很容易沉降， 但是， 通过有机膨润土的引入， 在石 英砂粒径较大时仍然能够防止其沉降和分层。在溶剂 型丙烯酸外墙涂料中膨润土也有很好的增稠、防沉降 效果。
收稿日期：!""& ’ (( ’ "!
硅灰石粉白度高， 微观上呈纤维结构 0 长径比约为 能够增加涂膜的强度， 改善涂膜的洁白感， 主要作 (" 1 ， 为水性和溶剂型内、 外墙涂料的填料， 在复层涂料中也 被作为抗裂纤维 K ! L 。
": ": = 碳酸镁
碳酸镁分白云石粉和碳酸镁两种，性能和在涂料 中的主要作用分别与重质碳酸钙、 轻质碳酸钙相似， 根 现代涂料与涂装 !""#$ %
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硅藻土吸附性强、 质轻， 在功能型建筑涂料 & 例如 保温隔热涂料、 防霉涂料等 * 中作为功能性填料使用。
#$ ($ ! 氢氧化铝
活性填料
硫酸钙
氢氧化铝具有阻燃功能，在防火涂料中能够产生 阻燃、 消烟和填充等功能， 并且能够与多种物质产生协 同效应。氢氧化铝阻燃剂由于受热分解而吸收蒸发潜 热，使涂层温度下降而起到阻燃作用。用作阻燃剂和 阻燃填料具有热稳定性好、 无毒、 不挥发、 发烟量少、 阻 燃效果好等特点。
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玻璃空心微珠也是近年来新开发的、主要用作外 玻璃空心微 墙热反射涂料中的功能性填料。 据研究 & % ( ， 珠还能够提高双组分聚氨酯涂料与金属的黏结强度、 耐酸碱腐蚀、 热老化和耐水性能， 改善外观、 色彩和工 艺性能等。 #$ # 提高填料的应用性能 提高填料的应用性能的突出标志是对填料的深 度加工。例如，过去使用的填料细度一般都在 )"" 目 以下。随着加工技术的发展，现在在涂料中使用 %"" 目以上细度的填料已经十分常见。现在中、高档涂料 用 填 料 一 般 都 在 %"" 3 4 !"" 目 甚 至 更 高 的 细 度 范 围。表 4 中列出了目前市场上具有的各种超细商品填 料。这里值得指出的是， 填料的细度并不是越细越好， 因为细度高意味着在相同质量分数的情况下分散剂 现代涂料与涂装 !""#$ %
#$ #$ & 高岭土
功能性填料
二氧化硅
高岭土有水洗高岭土和煅烧高岭土两种。水洗高 岭土成本低，在内墙乳胶漆中适量使用具有改善涂膜 手感的效果； 煅烧高岭土成本相对较高， 但白度高、 粒 径小，在高档外墙涂料中使用超细煅烧高岭土代替适 量的钛白粉， 不会降低涂料的遮盖力， 甚至还会因为能 够消除高钛白粉含量的涂膜中的光絮凝作用和增加入 射光的有效散射点而使遮盖力有所提高，近年来在外 墙涂料中得到较多应用。
二氧化硅分白炭黑和石英粉两种，在建筑涂料中 都有重要应用。白炭黑因颗粒表面多孔而质轻，密度 小、 粒径细， 主要用作高档建筑涂料的消光剂， 溶剂型 建筑涂料的增稠剂等； 石英粉密度大、 硬度高、 耐化学 腐蚀性好， 在功能型建筑涂料中， 石英粉 & 砂 * 是耐磨地 面涂料和耐酸涂料的主要填料，也是高档墙面腻子的 主要填料。
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海泡石是一种天然黏土矿物，属于富镁型层状硅 酸盐， 其微观组织呈针束状， 相对密度小， 空隙发育良 好， 吸附和水化能力很强， 在水溶液中能够高度分散， 且具有一定的黏度， 并能够产生触变效应， 其悬浮体系 具有很好的稳定性。利用这些特性，近年来将其开发 应用于合成树脂乳液涂料中。
#$ %$ ’ 遮盖性聚合物
海泡石是一种有活性的黏土类矿物， 外观灰白色， 在合成树脂乳液涂料中能够起到增稠、 悬浮作用， 被用 作建筑涂料的增稠、 流变剂 1 ’ 2 。 #$ ! 特殊填料—— — 遮盖性聚合物 遮盖性聚合物是用于增加涂膜遮盖能力的一种聚 合物微球， 一般是由苯乙烯、 丙烯酸酯共聚物组成的聚 合物乳液。由于聚合物微球是中空结构，因而能够为 功能空心添加剂，主 要在日光热反射型外墙涂料中作为功能性添加剂。在 涂膜中，玻璃空心微珠除了能够赋予涂料像金属铝粉 那样的反射光和热的辐射而使涂膜具有隔热效果以 外， 还因其为空心、 密度小、 导热系数小而赋予涂膜以 绝热性能， 而且涂膜具有更好的装饰效果。
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粉煤灰
粉煤灰是火力发电厂产生的固体废弃物，是一种 人工火山灰质材料， 自身具有一定的胶凝性， 当有水存 （-.） 形成具有一定 在时， 能够在常温下与 +, ! 反应， 强度的胶凝性化合物， 当有灰钙粉等富钙材料存在时， 因其对粉煤灰的激发作用而能够产生更高的强度。利 用其原理， 有研究者将其用于粉状外墙腻子中 & # ( 。
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硫酸钡分重晶石粉和沉淀硫酸钡两种。重晶石粉 在高档腻子中使用， 沉淀硫酸钡在各种中、 高档内、 外 墙乳胶漆和溶剂型涂料中应用， 因其密度接近钛白粉， 因而用其取代少量的钛白粉，既不会使涂料的遮盖力 因而在 降低， 也不会因为使用它而改变了涂料的 HIJ。 涂料中适量使用沉淀硫酸钡不会改变涂料的物理力学 性能。
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常用填料的主要特性及其在 建筑涂料中的应用
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建筑涂料的特征之一是 HIJ 高于 JHIJ 的涂料得 （尤其是内墙涂料） 到大量应用 ； 特征之二是涂膜较厚， 淡雅的浅色涂料应用量较大。由于这两个特征，使得 建筑涂料中能够使用大量的填料以降低成本和满足某 些性能要求。因而，建筑涂料是使用填料量最大的涂 料品种。 按照填料在涂料中起的作用，把填料分为普通填 并介绍其 料、 活性填料、 功能性填料和特殊填料 / 种， 主要特性和在建筑涂料中的应用情况。 ": "
#$ %$ # 灰钙粉
灰钙粉的主要化学成分是氢氧化钙， 即消石灰， 是 历史上长期使用的建筑材料。但是，涂料用灰钙粉是 精选优质石灰且经过净化处理的， 其白度、 细度等都很 高。在涂料中使用的灰钙粉是我国建筑涂料技术人员 独立开发的建筑涂料用填料品种。用于涂料中能够带 来很多效益。研究证明，以灰钙粉为主要填料的合成 树脂乳液涂料吸收空气中二氧化碳的效果明显
#$ ($ ) 玻璃空心微珠
硫酸钙的主要商品是无水硫酸钙或者含半个结晶 水的半水硫酸钙， 二者都有水硬性， 即遇水能够发生水 化反应生成凝胶而具有一定的强度。主要在内墙腻子 中应用，能够起胶结作用而降低黏结剂的用量。内墙 石膏腻子已经成为内墙腻子的重要品种而得以应用。
#$ "$ " 氢氧化钙
氢氧化钙在建筑涂料中更通俗的名称是灰钙粉， 是一种气硬性胶凝材料， 本身具有胶结性能， 使用灰钙 粉作为活性填料配制的建筑涂料成本低、耐水性和耐 湿热性好、 涂料的流平性好、 涂膜手感滑润。灰钙粉具 有良好的干遮盖力，使涂料在钛白粉用量不高的情况 下具有较高的遮盖力。使用灰钙粉配制的乳胶漆具有 无须 很好的环保性， 其原因在于： !使用灰钙粉微粉， 使用防霉剂； 无须使用成膜助剂， 减 "用于 +,- 乳液， 少涂料中 +./ 的含量； #涂膜中含有比例很高的灰钙 粉微粉， 能够长期吸收居室中的二氧化碳， 有助于消费 者的健康。但是， 灰钙粉在涂料中应用也有缺点， 主要 施工人员如果皮肤长期接 体现在： !涂料的碱性较高， 触， 会产生一定的影响； "涂料用于旧墙面时可能会发 黄； #与丙烯酸乳胶漆相比该涂料刷涂和辊涂时有黏 滞感。 !""#$ % 现代涂料与涂装
遮盖性聚合物是一种聚合物微球，其粒子是由有 中空芯的硬聚苯乙烯 / 丙烯酸酯壳组成，在乳液态和 处于液态涂料中时， 中空芯里充满了水。 当涂膜干燥后， 微球芯中的水扩散出来， 芯成为空气穴。由于空气穴和 基料树脂对光的折射率不同，因而在涂膜中成为光的 散射介质从而使涂料的遮盖力增加。遮盖性聚合物在 涂料中具有抗颜料聚集效应，即在 01+ 远小于 +01+ 且钛白粉用量很高的涂料中，颜料粒子具有凝聚成团 的趋势，这种聚集效应会相互干扰光在涂膜中的散射 能力而显著降低涂膜的遮盖力。当涂膜中加入不透明 聚合物以后， 会使颜料聚集效应明显减少， 使涂膜的遮 盖力得以保证或者提高，并因减少涂膜中能够容纳或 吸附灰尘的空隙而使合成树脂乳液外墙涂料的耐沾污 性提高 & 2 ( 。在涂料中使用遮盖性聚合物除了增加涂料 的遮盖力外， 还能使涂料的调色更易进行。
#$ %$ ( 玻璃空心微珠
与水性涂料相比， 通过改性制成的有机膨润土， 对 溶剂型建筑涂料的增稠、悬浮作用表现得更为优越与 完善。因为溶剂型建筑涂料的流平性好，使用有机膨 润土对其增稠时不会给涂料带来流平性问题，且在抗 沉降方面很有效果。笔者曾将有机膨润土应用于以石 英砂为主要填料的地坪涂料中，因为石英砂在这类涂 料中很容易沉降， 但是， 通过有机膨润土的引入， 在石 英砂粒径较大时仍然能够防止其沉降和分层。在溶剂 型丙烯酸外墙涂料中膨润土也有很好的增稠、防沉降 效果。
收稿日期：!""& ’ (( ’ "!
硅灰石粉白度高， 微观上呈纤维结构 0 长径比约为 能够增加涂膜的强度， 改善涂膜的洁白感， 主要作 (" 1 ， 为水性和溶剂型内、 外墙涂料的填料， 在复层涂料中也 被作为抗裂纤维 K ! L 。
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碳酸镁分白云石粉和碳酸镁两种，性能和在涂料 中的主要作用分别与重质碳酸钙、 轻质碳酸钙相似， 根 现代涂料与涂装 !""#$ %
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硅藻土吸附性强、 质轻， 在功能型建筑涂料 & 例如 保温隔热涂料、 防霉涂料等 * 中作为功能性填料使用。
#$ ($ ! 氢氧化铝
活性填料
硫酸钙
氢氧化铝具有阻燃功能，在防火涂料中能够产生 阻燃、 消烟和填充等功能， 并且能够与多种物质产生协 同效应。氢氧化铝阻燃剂由于受热分解而吸收蒸发潜 热，使涂层温度下降而起到阻燃作用。用作阻燃剂和 阻燃填料具有热稳定性好、 无毒、 不挥发、 发烟量少、 阻 燃效果好等特点。
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玻璃空心微珠也是近年来新开发的、主要用作外 玻璃空心微 墙热反射涂料中的功能性填料。 据研究 & % ( ， 珠还能够提高双组分聚氨酯涂料与金属的黏结强度、 耐酸碱腐蚀、 热老化和耐水性能， 改善外观、 色彩和工 艺性能等。 #$ # 提高填料的应用性能 提高填料的应用性能的突出标志是对填料的深 度加工。例如，过去使用的填料细度一般都在 )"" 目 以下。随着加工技术的发展，现在在涂料中使用 %"" 目以上细度的填料已经十分常见。现在中、高档涂料 用 填 料 一 般 都 在 %"" 3 4 !"" 目 甚 至 更 高 的 细 度 范 围。表 4 中列出了目前市场上具有的各种超细商品填 料。这里值得指出的是， 填料的细度并不是越细越好， 因为细度高意味着在相同质量分数的情况下分散剂 现代涂料与涂装 !""#$ %
#$ #$ & 高岭土
功能性填料
二氧化硅
高岭土有水洗高岭土和煅烧高岭土两种。水洗高 岭土成本低，在内墙乳胶漆中适量使用具有改善涂膜 手感的效果； 煅烧高岭土成本相对较高， 但白度高、 粒 径小，在高档外墙涂料中使用超细煅烧高岭土代替适 量的钛白粉， 不会降低涂料的遮盖力， 甚至还会因为能 够消除高钛白粉含量的涂膜中的光絮凝作用和增加入 射光的有效散射点而使遮盖力有所提高，近年来在外 墙涂料中得到较多应用。
