中国粉体网讯 非金属矿物是涂料工业中不可或缺的关键原材料，它们作为功能性填料和颜料，为涂料提供了除成膜物质(树脂)和溶剂之外的大部分体积和关键性能。其价值主要体现在降低成本和显著提升涂料性能两大方面。
非金属矿在涂料中的应用
1、碳酸钙（CaCO3）
成分与性质：主要成分为碳酸钙，分为天然研磨的重质碳酸钙（重钙）和化学沉淀的轻质碳酸钙（轻钙）。白色粉末，无毒、无味，化学性质稳定。
分类：除了上述涉及的加工方式分类，按粒度碳酸钙还可分为：普通填料、细粉、超细粉。
作用：主要作为体质颜料（填料）使用。起到增容、降本、增强耐磨性、改善施工性能（如防流挂）等作用。超细碳酸钙具有一定的补强和触变作用。轻钙因其吸油量较高，在溶剂型涂料中可用于消光。
用量：碳酸钙是涂料中用量最大的填料之一，在许多底漆和中低端乳胶漆中，填充量可达配方总量的20%-40%，甚至更高。
2、高岭土（水合硅酸铝，Al2O3·2SiO2·2H2O）
成分与性质：主要成分是水合硅酸铝。通常为片状结构，白色软质矿物，有吸湿性。
分类：可分为天然（水洗）高岭土和煅烧高岭土。煅烧后去除了水分和有机物，白度更高，化学惰性更强，吸油量增大。
作用：在涂料中主要作为功能性填料。其片状结构能改善涂膜的屏蔽性能，增强抗渗性。能改善涂料的悬浮性，防止沉淀。煅烧高岭土因其微孔结构，能提供优异的消光效果和干遮盖力（光学协同效应），部分替代钛白粉，降低成本。
用量：通常作为功能性添加，用量在配方总量的5%-15%之间。
3、滑石粉（水合硅酸镁，3MgO·4SiO2·H2O）
成分与性质：主要成分为水合硅酸镁。片状或纤维状结构，柔软有滑腻感，化学性质不活泼。
分类：按粒度可分为不同目数的粗粉、细粉、超细粉。
作用：其独特的片状结构能在涂膜中形成平行排列，有效阻隔水汽和氧气的渗透，显著增强涂膜的屏蔽防腐性能和耐候性。同时能改善涂料的施工流平性和漆膜的手感，减少沉降。常用于防腐底漆、工业面漆和外墙建筑涂料。
用量：用量范围较广，在5%-25%之间，根据不同性能要求调整。
4、硅灰石（偏硅酸钙，CaSiO3）
成分与性质：天然偏硅酸钙，针状或纤维状晶体结构，白色，具有较高的亮度和折射率。
分类：可分为高长径比和表面处理（如硅烷偶联剂处理）的硅灰石粉。
作用：其针状结构能起到增强骨架的作用，提高漆膜的硬度、耐磨性和耐久性。能减少漆膜的裂缝和开裂。因其白度高，可少量替代钛白粉。经过表面处理后，与树脂的相容性更好，增强效果更显著。
用量：通常用量在5%-15%。
5、重晶石（硫酸钡，BaSO4）
成分与性质：主要成分为天然硫酸钡（重晶石粉）或化学沉淀硫酸钡。化学性质极其稳定，耐酸、耐碱、密度大、硬度适中、光泽好。
分类：天然重晶石粉和沉淀硫酸钡。沉淀硫酸钡纯度更高，粒度更细。
作用：主要用于制备高密度、高固含涂料，如底漆、腻子，能增加涂膜的密度和硬度。其化学惰性使其特别适用于耐化学介质涂料。能增强漆膜的光泽和流平性，减少缩孔。天然重晶石粉常用于耐磨地面涂料和防辐射涂料。
用量：用量通常在10%-30%，根据密度要求调整。
6、云母粉（钾铝硅酸盐，KAl2(AlSi3O10)(OH)2）
成分与性质：属于层状硅酸盐矿物，具有独特的片状或鳞片状结构，弹性好，耐高温，化学稳定。
分类：白云母、金云母等，涂料中常用的是白云母粉。
作用：其核心作用是屏蔽作用。云母片在漆膜中层层叠加，形成致密的屏障，极大程度地阻隔水分、氧气和其它腐蚀性物质的穿透，极大提高防腐性能。同时能改善涂膜的机械强度、抗裂性、耐候性和耐热性，减少紫外线老化。是重防腐涂料、船舶涂料、耐热涂料的关键功能性填料。
用量：作为关键防腐填料，用量通常在5%-20%。
7、二氧化硅（SiO2）
成分与性质：分为天然（石英砂、硅藻土）和合成（气相法、沉淀法）两大类。硬度高，化学惰性。
分类：
沉淀法二氧化硅：多孔，高吸油量，主要用于消光和防沉。
气相法二氧化硅：极细，表面经硅醇基改性，是高效的触变剂和流变控制剂，能有效防沉和防流挂。
作用：主要功能是消光、增稠、触变、防沉降和耐磨。气相二氧化硅是高端溶剂型涂料中最常用的流变助剂之一。
用量：作为助剂使用，用量很低，通常为0.5%-3%。
8、膨润土
膨润土/蒙脱石(Na0.7(Al，Mg)4[(OH)4(Si，Al)8O2O]·nH2O )
成分与性质：膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的黏土矿物，含量一般在85%-90%以上。蒙脱石是一种片状结构的硅酸盐类矿物质，其结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2∶1型晶体结构。膨润土的吸水性、离子交换性、触变性、吸附性使其在涂料领域广泛应用。
分类：在涂料工业中，主要使用经过提纯、改性(如钠化改性或有机化改性)的膨润土产品。
作用：提供优异的触变性和防沉降效果，防止颜料沉底结硬块，同时保证施工时良好的流平性并防止流挂。广泛应用于油漆、油墨、润滑油等领域。改善施工性能，有效控制涂料的表现粘度，使喷涂时雾化效果好，刷涂时手感顺畅。根据涂料体系的不同(水性或溶剂型)，需选用不同型号的膨润土。
用量：水性涂料中用量0.1%-2.0%。溶剂型涂料中用量0.2%-2.5%。
9、硅灰石（CaSiO3）
成分与性质：硅灰石是一种天然产出的偏硅酸钙矿物，呈白色、针状或纤维状的晶体结构。针状结构能提供优异的增强效果。高白度，有利于提高涂料的遮盖力和色泽。低吸油量，可以加入更多填料而不会过度增稠，节省树脂(基料)成本。化学稳定性高，耐腐蚀、耐化学品，呈弱碱性(pH值约9.9)，能提高涂料的耐腐蚀性。热稳定性高，熔点高达1540℃，能提高涂料的耐热性。硬度高，莫氏硬度为4.5，能增强涂膜的耐磨性和耐擦洗性。
分类：按照粒径大小与长径比分为：硅灰石普通粉、超细粉、针状粉、超细针状粉、改性粉等。
作用：增强和增韧：像“微纤维”一样强化涂膜。屏蔽和防腐：形成物理屏障，延缓腐蚀。改善流平性和降低收缩：提升表面质量。提高耐久性：增强耐磨、耐擦洗性。部分替代钛白粉和树脂：降低配方成本。改善光学性能：提供一定的遮盖力和白度。
用量：防腐涂料/工业底漆：用量5%-20%。建筑乳胶漆(内外墙涂料)：用量5%-15%之间。粉末涂料：用量10%-30%。
结语
涂料中常用的颜填料种类多样，除了填充作用之外均有不同程度的功能性。在实际应用中，如何选择合适的填料，如何让不同填料产生协同补强作用，是优化配方，降低成本的重要途径。
参考来源：
陈照峰《无机非金属材料学》重庆大学出版社
洪啸吟《涂料化学（第三版）》科学出版社
李志强等：沸石在功能性涂料中的应用研究进展
王小雨等：硅藻土基复合调湿净化材料的制备及其在涂料中的应用
张光华等：有机膨润土的制备及其在涂料中的应用研究
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(中国粉体网编辑整理/昧光)
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