填料也稱作填充劑、增量劑。某些填料同時又是體質(zhì)顏料。填料從名稱上看可能使人聯(lián)想到：只是起填充作用，不具有大的重要性。但實際上，填料對大多數(shù)著色涂層的性能均有很大影響。在化工產(chǎn)品中，填料又稱填充劑，是指用以改善加 工性能、制品力學性能并（或）降低成本的固體物料。其中可顯著提高制品強度的填料，如長纖維和晶須等常專稱增強材料，炭黑稱補強填充劑。填料可用以調(diào)整涂料的光澤、質(zhì)地、懸浮性、粘度等，填料的主要類型有碳酸鹽、硅酸鹽、硫酸鹽和氧化物。

實用填料的粒徑范圍一般是0.01～44μm，顆粒形貌有球形、針狀、纖維狀和片狀。填料粒子形態(tài)影響其包裝、涂膜的柔韌性和龜裂性等。粒徑和粒徑分布影響遮蓋力、粘度、涂膜孔隙度、介質(zhì)和表面活性劑需求量、光澤和細度等。下面將向讀者介紹幾種最常見且用量較大的涂料填料粉體。

1、碳酸鈣或白土：CaCO3

無論是內(nèi)用或外用涂料中，這是一類最常用的填料，作用在于控制涂料的光澤、防霉、稠度和降低成本。碳酸鈣有天然和人工合成兩種類型（也就重鈣和輕鈣），粒徑范圍極廣，0.05～44 μm都可適用。天然碳酸鈣用量很大，因其價格便宜，在有些用途中是相當合適的。粒徑較粗的品種只限制用于膩子、嵌縫漿、金屬用底漆和其他高顔料份、要求流動和粗糙面的制品中。粗粒徑碳酸鈣消光能力很低。中等粒徑品種主要用于內(nèi)用平光和半光涂料以及房屋用涂料。細粒徑品種用于印刷油墨。

天然碳酸鈣填料也廣泛地應用于戶外房屋用涂料，可單獨應用，也可與滑石粉配用。與滑石粉相比，天然碳酸鈣能降低粉化速率，改進保色性，提高抗法染性能。上碳酸鈣是堿性物質(zhì)，在水基涂料中可起到緩沖劑作用，但不能與對堿敏感性彩色顔料一起共用，如鐵藍和鉻綠；也不能用于可能遇有水溶性鐵鹽或銅鹽之場合。碳酸鈣不能用于酸性催化的三聚氰胺聚酯烘漆，因為會與催化劑發(fā)生中和反應。

合成碳酸鈣（輕鈣）填料的CaCO3含量為98%～99%，其粒徑小，粒徑分布窄，吸油量高，亮度高于重鈣。優(yōu)質(zhì)的輕鈣粒徑范圍為0.03～8μm，正屬于膠體范圍。對于內(nèi)用乳膠漆和紙張涂層遮蓋力來看，其最佳粒徑約為0.2μm。輕鈣最適用于需要最高干遮蓋力的場合。經(jīng)過表面改性后，進一步改進了其濕潤和分散性能，用于有光涂料中也無明顯失光傾向。在有些配方中能降低表面孔隙的滲透性，因而提高了頭道涂層的封閉作用。

2、硅酸鎂或滑石粉：2MgO·4SiO2·H2O

這是一類貯量豐富的礦物，世界各地多有開采，其晶型和相關物理特征隨產(chǎn)地不同而有區(qū)別，通常是各種晶型的混合物。工業(yè)生產(chǎn)的滑石粉對涂料性能的影響受其結(jié)構(gòu)類型或混合物類型、平均粒徑和粒徑分布的控制。因為大多數(shù)滑石粉產(chǎn)品基本是纖維狀或片狀，所以其分類也是以此為基礎的。纖維狀滑石粉戶外耐久性最好，但在涂料中流動性較差，涂膜平整度也不足。片狀滑石粉能賦予涂料優(yōu)異的可刷性、流平性、涂膜平整度和保旋光性，也能賦予涂料或油墨一種“潤滑”性能。粒狀滑石粉數(shù)量很少，但具有最好的粘附性和可磨性，這就表明其適用于可打磨的封閉漆或表層涂料。

粒徑較粗的滑石粉適用于一些要求粗糙涂膜或“有齒紋”的涂膜，例如內(nèi)墻用漆、底漆和縐紋漆。粒徑中等的品種(Hegman細度值大約為4)適用于房屋用漆，也可作一般填料使用。Heg man細度值為5～7的超細級滑石粉適用于控制半光涂料的光澤、稠度和流掛性能。滑石粉在 膠泥、裂縫填充劑和膩子中用量很大。特殊產(chǎn)品根據(jù)要求不同決定選用粗粒徑或細粒徑滑石粉。

滑石粉可應用于多種工業(yè)涂料中，尤其是底漆。鋼材結(jié)構(gòu)用底漆可全部或部份用滑石粉，可改進涂料的沉淀性、涂膜的機械力以及再涂覆性。許多制品和閃烘底漆和運輸工具用漆優(yōu)先 選用滑石粉。包括滑石在內(nèi)的片狀硅酸鎂因其能提高打磨和抗水性能，所以適用于金屬底漆，其中抗水性能可能源自片狀粒子延伸了濕氣通過涂膜的途徑。

3、硅酸鋁或瓷土、高嶺土：Al2O3·2SiO2·2H2O

瓷土(高嶺土)類填料的組成基本是硅酸鋁。 最初，瓷土作為一種廉價的填充料消費于造紙工業(yè)，目前仍在大量應用。近年來，生產(chǎn)商正使瓷土向適用于涂料工業(yè)發(fā)展。原先生產(chǎn)中只是簡單地通過空氣干燥和浮選，現(xiàn)在已被水洗 、嚴格地粒度控制、煅燒和表面處理所代替，從而提高了產(chǎn)品的檔次。在這些改革中，煅燒是最重要的工序，所以規(guī)模很大。

瓷土粒子形態(tài)絕大部分是薄片狀，或六角形片狀物。用途最廣的品種粒徑大約10μm。所有 品種的瓷土都具有不同程度的親水性，化學上都是中性，非煅燒品種的吸油量為25～44，煅 燒品種為48～58。亮度為80%～92%反射值。由于其片狀體能增強涂膜機械力，所以瓷土能賦予涂膜柔軟性。如果用于房屋涂料，抗粉化性比滑石粉更強。瓷土已廣泛地應用于金屬底漆，以提高其打磨性能。煅燒瓷土 在室內(nèi)平光墻面漆和需要平整涂膜的涂料中用量不斷增加。這類品種的粒徑極細，用于彩色半光和有光涂料中能降低浮色和漂浮傾向。在溶劑型涂料中，有些品種瓷土容易沈底結(jié)塊， 但經(jīng)過煅燒和表面處理后的品種可克服上述弊端。由于瓷土親水，所以是水性涂料用的良好的填料，它們在水性涂料中具有很好的懸浮性能，容易分散且賦予涂膜良好的刷涂和流平性。瓷土通常與其他填料一起配用。

4、硫酸鈣：CaSO4和CaSO4·2H2O

這類填充顔料以兩種基本形態(tài)存在：無水石膏和石膏(或石膏粉)。在涂料工業(yè)中廣為應用的 只有第一種形態(tài)。無水石膏可通過煅燒石膏而制得。無水石膏色澤明亮，在涂料中分散良好 ，可用于一些有光涂料以及要求其特殊性能的其他類型產(chǎn)品中。無水硫酸鈣稍溶于水并形成石膏，所以在乳膠漆中應用貯存時會形成細長狀結(jié)晶體。然而正 是這種水溶性使其能與乳膠漆中某些組份反應，因而無水石膏粉的應用十分有限。

5、重晶石或硫酸鋇：BaSO4

實用的硫酸鋇填充顔料有兩種形態(tài)：研磨后的重晶石粉以及沉淀硫酸鋇。在通過研磨和漂洗工藝生產(chǎn)重晶石粉過程中，近期的進展是改進色相和細度；而且有優(yōu)異色相和更細粒徑的沈 淀法硫酸鋇在涂料工業(yè)中尚未大量應用，因為前者已能滿足要求，且成本更低。硫酸鋇的主 要用途是工業(yè)底漆，包括汽車底漆。因為吸油量低，密度大，粒狀或球形結(jié)構(gòu)，所以具有良 好的填充性能，有助于光澤并具有良好的保旋光性。硫酸鋇幾乎都用于頭道漆光澤很重要的這 類涂料中。化學隋性使其在高酸性條件下應用的某引起需要抗化學性涂料中是大有價值的。

6、二氧化硅：SiO2

實用的二氧化硅主要有三種不同類型：由石英進行研磨和分級而制得的普通二氧化硅、硅藻土；合成二氧化硅（白炭黑）。

石英型或結(jié)晶型二氧化硅：用途相當有限。這類填料分散困難，容易沈底結(jié)塊。由于不 耐磨，所以在輥磨或球磨中研磨時會嚴重變色。它是木器填充劑中所用的主要填料，為此， 它具有良好的綜合性能，吸油量低導致收縮性也低，與基料不起反應，涂膜粗糙度良好。

硅藻土或無定形二氧化硅：由于消光效果好，這類二氧化硅用途很廣。其二氧化硅含量 大約為83%～95%。大多數(shù)產(chǎn)品是白色，少數(shù)是淺灰、淺粉或米色。表觀密度低，吸油量高， 加上不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，這些綜合因素使其產(chǎn)生很高的消光效應、增稠能力和良好的懸浮性能。 硅藻土廣泛地應用于內(nèi)用平光墻面涂料。由于孔隙多，質(zhì)地脆，所以對平光墻面涂料的去污 和耐擦洗性能有負面影響，但比其他多數(shù)填料在磨擦和洗滌之后更能增亮光澤。這類二氧化 硅也已用于戶外房屋涂料消光，有報道說有助于綜合耐久性，具體應用比例根據(jù)稠度、刷涂 性和流動性結(jié)果而定。制漆中不用研磨只用高速攪拌或卵石磨進行簡短分散是有利的，否則 ，這種二氧化硅的脆性粒子可能被破壞，從而大大降低其消光能力和在涂料中的懸浮性能。 由于在涂料生產(chǎn)中二氧化硅粒徑明顯降低是不現(xiàn)實的，所以仔細選擇硅藻土的品牌并用Hegm an計測定細度是非常重要的。

合成二氧化硅：這也是一種無定形二氧化硅，通過合成法生產(chǎn)，消光能力很強，適用于硝基噴漆、清漆和磁漆以降低光澤。

7、云母：K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O

云母中包含有組成和性質(zhì)各不相同的幾種礦物，由上式表示的白云母是云母粉填料常用的原 料。云母以象書本一樣多層晶狀薄片體形式存大于自然界。當?shù)V石在壓縮空氣作用下剝離成 碎片，再經(jīng)過濕磨和干粉便制得云母填料。濕磨后品種用途最廣，粒徑相當大，約為325目( 43μm)。也有粒徑僅為5～10μm的品種。

云母具有獨特的片狀結(jié)構(gòu)，這是其賦予涂膜特殊性能的根本原因，包括增強涂膜的機械力， 增加水份或濕氣滲透過涂膜所必須通過的路徑的長度。在油性房屋用漆中加入少量云母粉可 防止產(chǎn)生裂紋；在墻用乳膠漆中也具有防裂和改進洗刷性功能。云母粉在涂料中的用量比例 一般很低，只有顔填料總量的5%。少量云母可作為一些美國聯(lián)邦規(guī)格結(jié)構(gòu)鋼材底漆的一種特 殊組分，能提高耐鹽霧性和耐久性。在戶外涂料中，云母通過反映光線而賦予涂膜亮光，這對于有些產(chǎn)品是很重要的。

8、硅酸鈣：CaSiO3

由硅灰石制得的硅酸鈣具有針狀結(jié)構(gòu)，良好的亮度和很低的吸油量，適用于油性房屋涂料， 平光或半光內(nèi)用涂料和乳膠涂料。其pH約為9.9，在堿性條件下的乳膠漆中能起到緩沖作用。

合成硅酸鈣是一種水合硅酸硅酸鈣，由硅藻土和石灰經(jīng)水熱反應制得。粒形可由“圓形”到 針狀而變化。所有品種的平均粒徑都為1.6～3.8μm，屬于膠體范圍。其較好的品種為白色 。這類填料性能比硅藻土優(yōu)越，其極高的吸油量意味著具有很強的消光能力和高干遮蓋效應。在涂料中應用比例不大，只有填料總量的10%。其吸水量特高，推薦用于乳膠漆。

小結(jié)：涂料用非金屬礦物填料種類繁多，不僅限于以上幾種。同時以上幾種非金屬礦物填料也不僅用于涂料行業(yè)，還廣泛應用于各種高分子材料、造紙等領域。隨著塑料、橡膠、紙張、涂料等行業(yè)的高速發(fā)展，對非金屬礦物填料的需求也越來越大。據(jù)不完全統(tǒng)計，當前我國非金屬礦物填料行業(yè)總產(chǎn)量已經(jīng)突破2000萬噸，市場容量巨大。