中国粉体网讯 中国涂料行业“十四五”发展规划中指出，我国涂料行业的基础研究要在涂料应用基础理论、新型原材料、先进装备与自动化技术、涂层评估技术等领域，增强已有优势，培植新优势，取得一批达到国际先进水平的标志性成果，使涂料行业基础研究整体水平有较大提升。
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上海工程技术大学/迷涂新材料技术(上海)有限公司总经理，上海工程技术大学化学与化工学院客座教授周建龙先生
其中，重点指出在新型原料方面，涂料行业的发展强烈依赖涂料原材料工业的发展。涂料发展方向的绿色化、长效化、功能化需要不断开发新型的树脂、颜填料、助剂和环境友好型溶剂。关键核心原材料的国产化是涂料创新发展的重要基础。2021年6月29-30日，由中国粉体网主办的“2021全国碳酸钙产业高值化发展交流大会”在安徽池州隆重召开。会议围绕“精细加工 高值应用”，开展产、学、研合作，共同推动行业发展。
会议期间，中国粉体网邀请了上海工程技术大学/迷涂新材料技术(上海)有限公司总经理，上海工程技术大学化学与化工学院客座教授周建龙先生作了《重质碳酸钙在涂料中的应用研究 》专题报告，为众多涂料行业的参会者分享了重质碳酸钙的应用技术，以碳酸钙为案例探讨了中国涂料行业“十四五”发展规划中重点提到的新型原料问题。在此，再次感谢周建龙教授同众多与会专家共同出席2021全国碳酸钙产业高值化发展交流大会并促进大会成功举办。
以下内容，为会议期间由中国粉体网专访周建龙教授相关内容。采访期间，周建龙教授就重质碳酸钙在涂料领域的发展和应用问题表达自己的观点，现与大家分享。
粉体网：周教授，您好。您作为迷涂新材料技术(上海)有限公司总经理，又是上海工程技术大学化学与化工学院客座教授，还曾出任过十几家涂料企业总经理、顾问，兼任过各种涂料协会的秘书长等职务，在涂料行业可以称得上是名副其实的专家。现在想请您分析一下涂料对填料市场的需要情况是怎样的?重质碳酸钙作为涂料填料性能上有何特点或优势?
周建龙教授：现代涂料工业的发展正快速朝着功能化、高装饰性、环保与低成本化方向发展，填料作为涂料中的重要辅助成膜物质，占有极大的比例，对于涂料配方的设计起着重要作用。填料在涂料中主要的作用有两方面：一是填充作用，降低成本，因此在涂料配方设计中，填料通常被当作低成本的原料添加到涂料中，以提高涂料的固含量；二是通过加入填料改变涂膜或漆料的物理和化学性质。随着涂料技术的发展，填料除了作为填料降低涂料成本外，还可改善或调节涂料各方面的性能，如光泽、遮盖力、流动性、流平性、耐久性、膜牢固性、透气性和流变性等。现代涂料技术更加重视填料的第二方面也就是功能性方面的作用，如选择不同种类和数量的填料，可有效改善涂料的贮存性能和施工性能，提高涂膜的机械强度、耐磨性、耐水性、防火、抗紫外线性、隔热性和抗龟裂等。与颜料相比，大部分填料具有成本低、吸油量低和较易分散等优点。所以，要获得性价比高的涂料产品，颜填料性能的研究、改进与发展必不可少。
重质碳酸钙作为涂料填料，性能上有一系列的优势：白度高、纯度好、色相柔和及化学成分稳定;增加产品的体积，起一种骨架作用，降低生产成本;在厚浆漆中，重质碳酸钙可以使涂料增稠、加厚，起填充和补平作用;增加涂膜厚度上粉率和喷涂面积，提高涂层耐磨性和耐久性;改善涂料的流动性及涂膜的物理力学性能;半光漆和无光漆产品，一般可直接加入重质碳酸钙配制，无须加消光剂，节约成本;功能化改性可以改善吸油值、与有机高分子的相容性等特性;碳酸钙是碱性物质，在水基涂料中可起到缓冲剂作用，在混凝土表面涂装有一定防护作用；可提高漆膜的强度、耐水性、干性、耐擦洗性;多项指标都接近沉淀硫酸钡，可以在多种涂料中部分或全部替代硫酸钡，从而降低成本。
粉体网：周教授，请问目前重质碳酸钙在工业涂料中的应用情况如何?细分应用有哪些分类和趋势?
周建龙教授：就碳酸钙行业而言，重质碳酸钙由方解石经粉碎制得，价格便宜，在工业涂料中分为两类：I类为普通涂料工业用重质碳酸钙;II类为经表面处理的涂料工业用重质碳酸钙。每类按照细度分为8种型号。涂料行业更多按行业、材质或主要成膜物质细分应用领域，比如金属涂料、木器涂料、混凝土表面用涂料、粉末涂料、塑胶涂料、玻璃涂料等等。重质碳酸钙在金属涂料如钢结构表面用涂料、轨道交通用涂料、汽车涂料、木器涂料、粉末涂料等涂料类型中常使用。
随着填料精制技术的发展，填料经过改性和精制，就具有许多重要的特性。 比起化学特性而言，物理特性对涂料中填料的影响更大，如粒径和粒子形状、吸油量、密度和表面处理或煅烧的效果。填料的粒径可以从小于0.1μm 到超过3,000μm，但通常用到的填料粒径均在 0.2 ~ 20μm 内。超细填料有较高的表面积，吸油量也非常高，会影响涂料的干遮盖力、光泽等多种特性。因此，从趋势上，填料改性类产品应用会逐步增加，以赋予更多的功能性。
粉体网：周教授，重质碳酸钙在建筑涂料中应用范围如何?建筑涂料重质碳酸钙产品有哪些指标要求?
周建龙教授：重钙在内外墙中也有应用，但在这种情况更多用轻钙，这是因为内外墙为混凝土结构，重钙在乳胶漆中使用易沉降，粒度比轻钙大，吸油量比轻钙低，轻钙有更大的堆积体积，性价比更优，通常可以将重钙与轻钙搭配使用，发挥各自的优点。
建筑涂料中重钙的作用：
(1)作为体质颜料，具有填充作用，使之细腻、均匀、白度高。
(2)具有一定的干遮盖力，一般使用超细产品，当其粒径与钛白粉粒径接近时，可提高钛白粉的遮盖效果。
(3)可提高漆膜的强度、耐水性、干性、耐擦洗性。
(4)改善保色性。
(5)降低成本，使用量为10%~50%。
缺点：密度大、易沉淀，使用量不宜过大。在建筑涂料中，最主要的标准是内外墙标准，更多是关于涂料的性能标准，和重钙有关的多半在于影响涂料性能的主要指标，如对比率、耐碱性、耐洗刷性、施工性等。一般而言，重钙的白度、D50和D97粒度、吸油值、重金属含量等都是建筑涂料中对重钙所关注的方面。
粉体网：周教授，目前涂料用重质碳酸钙的生产有哪些重要技术问题需要解决?涂料生产企业对重钙是否存在一些比较迫切的需求?
周建龙教授：重钙粉添加于涂料,在生产过程中应注意的问题。
1絮凝
当用纯溶剂或高浓度的漆料调稀重钙粉分散体时，容易发生絮凝;其原因在于调稀过程中，纯溶剂可从原重钙粉浆料中提出树脂，使重钙粉保护层上的树脂部分为溶剂取代，稳定性下降，当用高浓度漆料调稀时，因为有溶剂、成膜助剂的提取过程，使原涂料中重钙粉浓度局部大增加，从而增加絮凝的可能。
2配料后漆浆增稠
水性涂料生产中，会在配料后或砂磨分散过程遇到漆浆增稠的现象。其原因，一是重钙粉由于加工或贮存的原因，含水量过高，在涂料中出现了假稠现象，二是重钙粉中的水溶盐含量过高，或含有其它碱性杂质，它与涂料混合后，脂肪酸与碱反应生成皂而导致增稠。
解决方法：增稠现象较轻时，加少量溶剂，或补加适量主体树脂。增稠情况严重时，如原因是水分过高，可加入少量乙醇等醇类物质。如是碱性物质所造成的，可加入少量亚麻油酸或其它有机酸进行中和。
3细度不易分散
研磨钙粉浆料时细度不易分散的原因主要有以下几点。
3.1.钙粉细度大于涂料要求的细度。如原始颗粒大于涂料细度的标准，解决办法是，先将钙粉进一步粉碎加工，使其达到涂料细度的要求。此时，单纯通过研磨分散解决不了钙粉原始颗粒的细度问题。
3.2钙粉颗粒聚集紧密难以分散，且易沉淀。解决办法是，分散过程中不要停配料罐搅拌机，砂磨分散时快速进料过磨，经过砂磨机过一遍后，再正常进料，二次分散作业，此外还可以对钙粉进行表面处理，提高钙粉的分散性能，也可加入分散剂，提高分散效率。
3.3在贮存中变胶。某些钙粉容易造成涂料贮存中变胶，解决方法，可采用冷存稀浆法，即配钙粉浆料研磨后，立即倒入冷漆料中搅拌，同时加去离子水稀释搅匀。
3.4细度不合格。细度不合格的主要原因有：研磨钙粉浆料细度不合格，调漆工序验收不严格;漆料的细度不合格，调漆罐没刷洗干净，没放稀料或树脂混溶性不好。
3.5沉淀。由于杂质或不溶性物质的存在，涂料中的重钙粉出现沉底的现象叫沉淀。产生的原因主要有：色漆组分粘度小，稀料用量过大，树脂含量少;重钙粉相对密度大，颗粒过粗;稀释剂使用不当;贮存时间长。可以加入适量的硬脂酸铝或有机膨润土等涂料常用的防沉剂，提高重钙粉的研磨细度避免沉淀。
3.6发胀。重钙粉浆料在研磨过程中，浆料一旦静置下来就呈现胶冻状，而一经搅拌又稀下来的现象称为发胀。这种现象主要发生在羧基分子中，产生羧基组分发胀的原因主要有：羧基树脂pH值偏低，采用了与重钙粉相冲的其他碱性填料，两者发生皂化反应使色浆发胀，聚合度高的羧基树脂会使一些活动颜料结成的粒子团而显现发胀。可以用三辊机对发胀的重钙粉浆料再研磨，使絮凝的钙粉浆料重新分散;在研磨料中加入适量的乙醇胺类，能消除因水而引起的发胀。
3.7变色。在贮存过程中由于某些原因颜色发生变化的现象叫变色。这种现象主要发生在羧基组分中，其原因有：羧基组分PH值偏低，与包装铁桶和重钙粉发生化学反应;重钙粉与其他填料之间发生化学反应，改变了原来涂料的固有显色;填料之间相对密度相差大，填料分层造成组分色相不一致。可以通过选用高pH值羧基树脂，最好是中性树脂避免变色;在重钙粉的选用上须考虑它们与其它组分不发生反应。
3.8结皮。添加了重钙粉的水性涂料，容易在贮存中表层结出一层硬结的漆膜的现象。产生的原因有：涂料包装桶的桶盖不严;催干剂的用量过多。可加入防结皮剂丁酮肟以及生产时严格控制催干剂的用量解决。
重钙由于价格便宜，在生产中常常大量使用，生产中需要发挥重钙的各种特性，关键是解决以上各种问题，为生产中更大范围使用重钙服务。
粉体网：周教授，依照目前重质碳酸钙的发展情况来看，未来重钙在涂料行业发展前景如何?需要哪些技术突破来拓宽应用价值呢?
周建龙教授：未来重钙在涂料行业发展前景一片大好，功能化改性、规模化、超细化、环保化、应用多元化是其方向。涂料是应用科学，生产重钙的原材料企业需要与涂料企业的技术人员多沟通，大幅增加原材料的应用，用数据说话赢得客户，从而能够不断拓宽其应用领域。具体而言，重钙超细化会让涂料表面更加精细化，装饰效果更佳，价格会更高，由于吸油量增加，需要更多的树脂平衡配方，但表面观感更强，可以用于对表面要求更高的场合。表面的功能化改性会赋予产品更多性能，不仅可以提高重钙用量，同时一定情况下可能反而降低涂料整体成本，这都需要在目前的技术上突破。
粉体网：非常感谢周教授的分享。
