【作用】362亿美元建筑涂料市场，这17种矿物填料如何发挥作用？

    362亿美元建筑涂料市场，这17种矿物填料如何发挥作用？

日前，美国克利夫兰工业研究公司一项新的研究报告显示：到2022年，亚太地区建筑涂料市场规模每年将以5.2%的速度增长，产量达到1640万吨，市值价值362亿美元。尽管中国建筑涂料市场增幅放缓，2023年预计产量仍将达到910万吨。

建筑涂料是使用矿物填料量最大的涂料品种，近几年来，国内外的部分建筑涂料生产厂商及研究机构已开始着手研究利用非金属矿及深加工产品功能性来改善或赋予建筑涂料新的功能，这一领域已成为建筑涂料产业的一个新的热点。

1、碳酸钙轻质碳酸钙在内墙涂料和内墙腻子中应用得较多，能够增加涂料和腻子的黏度，提高涂料的遮盖力，改善腻子的打磨性等。除了一些有光泽的高档涂料以外，重质碳酸钙是最便宜的填料，在各种内、外墙涂料和腻子中都有大量的应用，主要起降低成本和填充作用。

2、硫酸钡 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降低，也不会因为使用它而改变了涂料的pvc。因而在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。

3、滑石粉滑石粉有很好的亲油性，在溶剂型建筑涂料中容易分散且不会形成结块性沉淀，是溶剂型建筑涂料的主要填料，但在水性涂料中易引起结块性沉淀。在腻子中应用能够改善腻子的批刮性。

4、硅灰石硅灰石粉白度高，微观上呈纤维结构（长径比约为10），能够增加涂膜的强度，改善涂膜的洁白感，主要作为水性和溶剂型内、外墙涂料的填料，在复层涂料中也被作为抗裂纤维。

5、高岭土 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。

6、膨润土 膨润土吸附水后体积能够增大至原体积的5-6倍，甚至十几倍，且在水溶液中能够释放出带电微粒而使涂料的粒子间产生静电斥力，所以有显著的增稠和悬浮作用，已成为低档内、外墙涂料常用的增稠、悬浮剂，在低档建筑涂料和粉状建筑涂料中有大量应用。

膨润土是开发应用较早的品种，在聚乙烯醇类建筑涂料中曾作为防沉、增稠剂而得到大量应用。随着聚乙烯醇类建筑涂料的淘汰，由于其显著的增稠、抗沉降效果，膨润土开始在低档合成树脂乳液建筑涂料中应用。但是，膨润土在水相中的增稠仅限于在低电解质浓度的溶液中，因而在乳胶漆中的应用受到限制。

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。

7、云母粉 云母粉微观上呈薄片状结构，在涂膜中平行取向排列，因而能够增大涂膜的封闭性能，在多种外墙涂料中少量应用，能够提高涂膜的耐老化性和耐腐蚀性。

8、二氧化硅 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。

9、海泡石 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。

10、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，根据易得性和成本而互为补充应用。

11、硅酸铝 硅酸铝与高岭土相比，硅酸铝外观更白，并具有很小的粒径和很好的悬浮性。类似于高岭土，可消除高钛白粉含量的涂膜中的光絮凝作用，增加入射光的有效散射点而使遮盖力有所提高。主要在高品质的内外墙涂料中应用以取代少量的钛白粉，在不影响遮盖力的情况下降低成本以及获得抗分水能力，提高开罐效果和涂料的观感等。

12、硫酸钙 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。

13、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很好的环保性，其原因在于：

（1）使用灰钙粉微粉，无须使用防霉剂。

（2）用于vae乳液，无须使用成膜助剂，减少涂料中voc的含量。

（3）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，主要体现在：

（1）涂料的碱性较高，施工人员如果皮肤长期接触，会产生一定的影响。

（2）涂料用于旧墙面时可能会发黄。

（3）与丙烯酸乳胶漆相比该涂料刷涂和辊涂时有黏滞感。

14、粉煤灰 高等级的粉煤灰也称粉煤灰空心玻璃微珠，有水硬性，外观呈灰白色，目前的应用仅限于粉状腻子和粉状保温隔热涂料。

15、硅藻土 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。

16、氢氧化铝 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。

17、玻璃空心微珠 玻璃空心微珠也称涂料用多功能空心添加剂，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。

目前，国内对矿物填料除了进行超细加工以外，其他方面的精深加工的研究与生产较少，例如对硫酸钡、碳酸钙进行表面处理，对膨润土、硅酸铝等天然黏土类矿物等进行插层改性。

有的企业为了更好地推广应用产品，已经认识到应用技术的重要性，对其产品在涂料中的作用进行专题研究，这也是填料技术进步的很好体现。

但是，因某些填料生产企业规模小或者偏小，质量检测、控制手段和措施缺失，导致产品质量不稳定。例如，使用相同的配方、原材料，以膨润土为增稠、悬浮剂时，常常因为产品中蒙脱石的含量不同而导致涂料黏度产生很明显的变化，使涂料的质量受到影响。再例如，填料的细度、白度不稳定而导致涂料的贮存稳定性、白度和涂膜手感以及其他物理力学性能不好等问题在实际中也是常见的，这类问题直接影响填料的应用。

随着建筑涂料市场的发展，其对矿物填料的质量要求必将越来越严格，非金属矿粉体要在涂料市场占有一席之地，必将加强其产品在涂料中的应用研究，并严格控制产品质量的稳定性，开发出更多更新的功能性涂料填料。