摘要：

通过对8种常用填料的物化性能进行研究，重点围绕填料的水分、莫氏硬度、矿物形态、密度和吸油量分析了填料的物化性能对涂料的影响。

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引言

体质颜料又称为填料，包括许多化合物，主要是钡、钙、镁或铝的盐类，硅或铝的氧化物，或从前两类物质衍生的双盐类，在涂料中具有广泛的用途。这些填料有2种通性：折射率低（1.45～1.70），白色或近乎白色。在涂料工业中，填料主要起到2个方面的作用：一是起到骨架与填充作用，减少树脂用量，降低生产成本；二是能够改善涂料的施工性能，例如：提高涂料施工的流动与流平性，提高产品的贮存性，提高涂料的涂膜质量，以及提高涂膜的硬度、机械强度、遮盖力、耐候性、耐水性、耐溶剂性、抗弯曲性、抗划痕性和抗龟裂性。

本文通过研究、对比与分析8种常用填料的物化性能，有助于涂料工作者了解填料对涂料的影响，并能较好地掌握与运用。

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填料的物化性能

本文以二氧化硅、滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、硅灰石、高岭土、云母粉和膨润土作为主要研究对象。填料的物化性能包括：水分、莫氏硬度、化学稳定性、矿物形态、熔点、密度和吸油量等（见表1）。由于填料的物化性能存在差异，不仅影响涂料的涂膜质量，也会影响涂料的功能与用途。

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填料的物化性能对涂料的影响

2.1 水分对涂料的影响

填料的水分有矿物结构自带的水，以及曝露于空气中吸附在矿物表面、裂缝和渗透的水。填料的水分对涂料的影响主要表现在：当填料的水分过大时易造成聚团与结块，从而影响分散性，导致涂料在制备过程中呈现返粗。由表1可知，滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、硅灰石和高岭土的水分均低于1%，而膨润土的水分最高，达到10%～15%，因此，在涂料制备过程中，需合理控制各种填料的加入量，以及加强对填料的密封包装和干燥存放的管理工作。

2.2 莫氏硬度对涂料的影响

莫氏硬度是填料内部化学键强度的表现，它是将棱锥形金刚钻针在矿物表面发生划痕测试，并将划痕深度分级（10级）来表示硬度。因此，可以利用填料的莫氏硬度这一特性来改善涂膜的硬度。由表1可知，莫氏硬度最大的是二氧化硅，为7.0，将二氧化硅制备成涂料时，有助于提高涂膜的硬度，提高涂膜的耐划伤性、耐洗刷性和耐磨擦性，适用于底漆或地坪漆；但硬度过高的填料不仅容易使得机械设备在研磨时造成磨损，而且当添加量过多时还会使涂膜变得硬而脆，导致涂料的抗冲击强度降低。表1中，莫氏硬度最小的是滑石粉，为1.0，因此它具有柔软滑腻感，加入涂料后有助于提高涂膜的打磨性。其他填料的莫氏硬度则介于2.0~5.0之间。

2.3 矿物形态对涂料的影响

矿物形态是矿物单晶体、规则连生晶体和集合体的外形特征，通常可分为柱状、针状、板状、纤维状、片状、粒状等。此外，矿物填料由于开采的产地和获取方式（天然与合成）的不同，可能会存在一种或几种形态，即“同质多晶现象”。

本文研究的填料所具有的矿物形态与它们对涂料的影响主要表现在以下4个方面。

1）片状。属于片状结构的填料有滑石粉、高岭土、云母粉和膨润土，但微细的结构差别则影响了它们在应用上的差异。例如，片状的滑石粉和云母粉在涂膜中都能与基材平行紧贴，从而形成致密的保护膜，使涂层具有较好的抗渗透性，涂膜发挥出良好的耐水性和耐溶剂性；同时，片状结构还能够提高涂膜的抗弯曲强度和内应力，防止涂膜由于弯曲或基材膨胀变形导致涂层龟裂而出现细小的裂纹，从而提高涂料的附着力。高岭土和膨润土则属于特殊的片状结构，二者均为复合结构组成的层状。高....