高PVC内墙乳胶漆中填料的选择和应用

李迎旭，王 镇 （亚士创能科技（乌鲁木齐）有限公司，新疆乌鲁木齐 830000）

0 引言

自从20世纪90年代绿色化学的概念提出以后，绿色涂料的发展势如破竹、日新月异。已经研制和生产使用的绿色涂料类型有乳胶漆、水溶性涂料、无溶剂反应型涂料、高固体分涂料、粉末涂料、辐射固化涂料及电泳漆。这些绿色涂料及涂装技术还在不断地改进和完善中，使之更加符合环保和生态环境的严格要求，达到名副其实的绿色化。

乳胶漆是应用较早的绿色涂料，是建筑涂料的主要品种之一，其组成、生产、运输、施工等各个环节都更贴近低能耗、低污染，符合环保涂料的要求，属环境友好型涂料。随着其功能的不断改善和技术含量的提高，正在越来越多地取代溶剂型涂料，成为建筑涂料的主流。

乳胶漆彻底解决了溶剂型涂料在施工中由于有机溶剂毒性气体的挥发而带来的劳动保护及环境污染问题，从根本上杜绝了火灾的危险；施工方便，可以刷涂也可辊涂、喷涂、抹涂、刮涂等，施工工具可以用水清洗；涂层干燥迅速，一天可以涂刷2~3道，因而施工效率高、成本低；保色性、耐气候性好，大多数外墙乳胶白漆，不容易泛黄，耐候性可达10 a以上；透气性好、耐碱性强，因此涂层内外湿度相差较大时，不易起泡，在室内，涂层也不易“出汗”，特别适用于建筑物内外墙的水泥面、灰泥面的涂刷。由于乳胶漆具有花色品种繁多，色彩鲜艳、质轻，建筑物装饰更新快等特点，使其广泛用于建筑物的内外墙面装饰。本研究主要对乳胶漆中常用的填料进行简述，并通过正交试验考察了碳酸钙和高岭土对高PVC（颜料体积浓度）乳胶漆涂膜耐擦洗性及对比率的影响。

1 乳胶漆所用填料的定义和功能

1.1 填料的定义

填料又被称为体质颜料，但不能提供明显的颜色和遮盖力，其主要作用是降低乳胶漆的成本，并可改善某些性能或消除某些弊病。

1.2 填料在乳胶漆中的功能

填料在乳胶漆中的应用正从单纯降低成本，向功能化转变：

（1） 骨架、填充作用，增加漆膜厚度，使漆膜丰满坚实；

（2） 调节涂料的流变性能，如增稠、防沉淀等；

（3） 改善漆膜的机械性能，如提高耐磨性和耐久性；

（4） 调节涂料的光学性能，改变漆膜的外观，如消光等；

（5） 对漆膜的化学性能起辅助功能，如增强防锈性、抗湿性、阻燃性等。

1.3 乳胶漆中常用的填料种类及性能

乳胶漆中常用的填料及其性能如表1所示。

表1 乳胶漆中常用的填料及其性能Table 1 Commonly used fillers in latex paint and their properties

由于填料的品种不同，其在涂料体系中表现出的性能亦不同，即使是同一种填料，不同的加工方法或产品不同，其性能也有差异。随着我国非金属材料加工技术和应用技术的提高，目前已有许多新型填料面市，合理应用各种填料可以改善涂料的性能。

2 内墙乳胶漆中常用填料的选择

目前，高PVC内墙乳胶漆中最常用的提供遮盖力的填料为高岭土和轻质碳酸钙，它们都具有一定的遮盖能力，能够提高钛白粉的利用效率，而且悬浮性好，利于贮存。下面将通过正交试验，讨论高岭土和轻质碳酸钙对高PVC内墙乳胶漆对比率和耐洗刷性的影响。

2.1 原料及仪器

钛白粉（R型），进口；重钙（15 μm），新疆；轻钙（10 μm），甘肃；高岭土（10 μm），山西；乳液，进口；分散一体机、对比率测定仪、耐洗刷仪，上海现代环境工程技术股份有限公司。

2.2 正交试验

所有配方采用10 %（质量分数）的乳液，2 %（质量分数）的R型钛白粉，调整配方量至100 %，选择重钙、轻钙、高岭土作为主要考察因素，采用L9（3）3正交试验，配方设计见表2。

表2 正交试验的因素与水平表Table 2 Factors and levels of orthogonal test

正交试验结果及分析见表3。

表3 正交试验结果及分析Table 3 Orthogonal experimental results and analysis

2.3 结果讨论

乳胶漆的耐擦洗性和颜填料的结构及细度有关，针状和片状结构的颜填料比球状结构的颜填料耐擦洗性更好，其中又以针状结构填料的耐洗擦性最好；对于相同性质的填料来说，细度较粗的耐擦洗性远好于细度较细的，其原因为细粒径的填料使得钛白粉的分布更均匀，比表面积增大，吸油量增大，耐洗刷性变差，遮盖力提高，而粗粒径填料会使得钛白粉聚集，比表面积减小，吸油量减小，耐洗刷性变好，遮盖力降低（如图1所示）。由表2、3可以看出，因素B（轻钙）对涂膜的耐洗刷性影响很大，而因素C（高岭土）对涂膜的对比率影响较大，同时还可以看出，涂膜的耐洗刷性和对比率都与体系的PVC有一定的关系，随着PVC的增大，耐洗刷性下降，而对比率增高。此内墙乳胶漆配方PVC在81 %~83 %，填料可选用重质碳酸钙和高岭土配合使用为宜。

图1 填料粒径对遮盖力的影响Figure 1 Influence of packing particle size on hiding power

3 结语

合理选择填料的品种及规格对乳胶漆的质量有较大影响，如果选择不当会带来不必要的麻烦。应根据乳胶漆的应用范围来选择适宜的填料。

一般在外墙涂料中应选择耐候性好，不易粉化的填料，建议使用绢云母、硫酸钡、硅灰石、煅烧高岭土等，一般不用轻钙；内墙涂料中则建议使用重钙、轻钙、滑石粉、高岭土等白度较高的产品，同时使用超细粉体。二氧化钛颜料的粒径接近时，可提高钛白的遮盖效果，同时提高漆膜的强度和耐水性能。同时应考虑涂料体系的PVC，尤其是在高PVC体系中，PVC的较小差异，会造成涂膜性能的较大差别。