功能性无机矿物粉体材料与涂料
无机涂料的主要成分
无机涂料的主要成分1.颜料：颜料是无机涂料的重要成分，它能够提供涂层的色调、遮盖力和耐光性。
常用的颜料有钛白粉、氧化铁、碳酸钙等。
钛白粉具有优异的遮盖力和光稳定性，是常用的白色颜料；氧化铁颜料可以提供红色、黄色和棕色等颜色；碳酸钙则是一种常用的增白剂，能够提高涂料的光泽和白度。
2.溶剂：溶剂是用来调节涂料粘度和稀释性能的成分。
常用的无机涂料溶剂有水、石油醚、酯类和醇类等。
水是一种常用的溶剂，它对环境友好，无毒无害。
石油醚和酯类溶剂具有良好的挥发性，能够快速蒸发，提高涂料的干燥速度。
醇类溶剂则常用于调节涂料的粘度和流动性。
3.增稠剂：增稠剂是用来控制涂料流变性能的成分。
常用的增稠剂有有机膨润土、聚合物和硅酸盐等。
有机膨润土是一种常用的增稠剂，它能够增加涂料的黏度和稠度，提高涂料的悬浮稳定性。
聚合物增稠剂具有优异的胶凝性能，能够增加涂料的粘稠度和延展性。
硅酸盐增稠剂则广泛应用于防水涂料和高温涂料中，能够提高涂料的抗渗透性和耐热性。
4.助剂：助剂是用来改善涂料性能和应用特性的成分。
常用的助剂有防腐剂、增容剂和防火剂等。
防腐剂能够防止涂料受到微生物的侵蚀，延长涂层的使用寿命。
增容剂能够增加涂料的容量和涂布率，提高涂料的效益。
防火剂则能够提高涂料的阻燃性能，减少火灾风险。
5.水：水是无机涂料中的关键成分，能够作为溶剂和稀释剂使用。
无机涂料中的水分可以影响涂料的粘度、干燥性能和稳定性。
合适的水含量能够使涂料具有合适的流动性和涂覆能力，同时还可以提高涂料的耐候性和附着力。
总结：无机涂料的主要成分包括颜料、溶剂、增稠剂、助剂和水。
颜料提供涂层的色调、遮盖力和耐光性。
溶剂用于调节涂料粘度和稀释性能。
增稠剂控制涂料的流动性能。
助剂用于改善涂料的性能和特性。
水作为溶剂和稀释剂使用，还可以影响涂料的性能和稳定性。
这些成分的组合和配比决定了涂料的性能和应用特性。
无机涂料具有耐候性好、环境友好和防火性能强等优点，在建筑、工业和交通等领域得到广泛应用。
表面化学改性
表面化学改性粉体工业是一个重要的基础原料工业，在一些高分子材料工业及高聚物复合材料领域中，粉体常常用作无机矿物填料，不仅降低了材料的生产成本，而且还能提高复合材料的力学性能以及稳定性，甚至可以赋予材料某些特殊的物理化学性能，如耐腐蚀性、绝缘性和阻燃性等。
但由于这些无机矿物材料与有机高聚物基质(如塑料、橡胶、树脂等)的界面性质不同，因此当以无机矿物填料作为填充物时，除了需要相关的粒度和粒度分布要求之外，还必须对其表面进行改性，以改善其表面的物理化学特性，使其趋近基体的表面特性，提高其在基体中的分散性，从而提高材料的力学性能及综合性能。
表面改性就是指在保持材料或制品原性能的前提下，赋予其表面新的性能，如亲水性、生物相容性、抗静电性能、染色性能等。
表面改性的特点是：1）不必整体改善材料，只需进行表面改性或强化，可以节约材料；2）可以获得特殊的表面层，如果超细晶粒、非晶态、过饱和固溶体，多层结构层等，其性能远非一般整体材料可比；3）表面层很薄，涂层用料少，为了保证涂层的性能、质量，可以采用贵重稀缺元素而不会显著增加成本；4）不但可以制造性能优异的零部件产品，而且可以用于修复已经损坏、失效的零件。
表面改性的方法有很多，大体上可以归结为：表面化学反应法、表面接枝法、表面复合化法等。
下面本文对表面化学反应法改性做简单介绍，并举例说明几种表面化学改性方法。
所谓无机粉体表面化学改性[1]是指通过无机粉体粒子表面和表面改性剂之间的化学吸附作用或化学反应，改变粒子的表面结构和状态，从而达到表面改性的目的。
表面化学改性法是目前最常用的表面改性方法，在无机粉体粒子表面改性技术中占有极其重要的地位。
超细无机粉体颗粒比表面积大，表面键态、电子态与粒子内部不同，配位不全等都为用化学方法对无机粉体粒子进行表面改性提供了有利条件。
通常，表面改性剂一端为极性基团，能与粉体表面发生化学反应而连接在一起，另一端的非极性基团能与基体形成物理缠绕或是发生化学反应，从而改变无机粉体的分散性，改善制品的性能。
无机粉体表面改性的目的、原理及方法及改性剂的选择
无机粉体表面改性的目的、原理及方法及改性剂的选择
虽然无机粉体表面改性的目的因应用领域的不同而异，但总的目的是通过粉体改性剂改善或提高粉体材料的应用性能或赋予其新的功能以满足新材料、新技术发展或者新产品开发的需要。
无机粉体改性的目的是什么呢
1.使无机矿物填料由一般增量填料变为功能性填料；
2.提高涂料或油漆中颜料的分散性并改善涂料的光泽、着色力、遮盖力和耐候性、耐热性和保色性等；
3.在无机/无机复合粉料中，提高无机组分，特别是小比例无机组分在大比例无机组分中的分散性，如陶瓷颜料和多相陶瓷材料；
4.通过对层状粉体进行插层改性，制备新型的层间插层矿物材料；
5.对于吸附和催化材料，提高其吸附和催化活性以及选择性、稳定性、机械强度等性能
6.超细和纳米粉体制备中的抗团聚；
粉体表面改性的原理和方法
1.表面或界面性质与其应用性能的关系
2.表面或界面与表面改性剂或者处理剂的作用机理和作用模型
3.各种表面改性方法的基本原理或者理论基础，包括表面改性处理过程中的热力学和动力学，模拟和化学计算等。
无机矿物填料
无机矿物填料无机矿物填料是一种主要原料为无机矿物或非金属矿物、经过加工后的具有一定化学成分、几何形状和表面特性的粉体材料。
无机矿物填料广泛应用于高分子材料或高聚物基复合材料（塑料、橡胶、胶黏剂等）、无机复合材料、造纸、涂料等领域，是高聚物基复合材料中不可或缺的填充物或组分之一，用量占复合材料质量的5%〜80%,除了可以减少树脂的用量、节约石油资源、降低材料的成本外，还可赋予材料一定的功能性，如强度、刚性、尺寸稳定性、热稳定性、化学稳性、难燃性、绝缘性或导电性等,对现代材料的发展,特别是高聚物基复合材料的发展具有重要作用。
无机矿物填料的分类方法很多,一般来说,填料的化学组成决定填料的本质,尤其是赋予材料以功能时,其化学组成起决定作用。
无机矿物填料按其化学组成可以分成氧化物或氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐、碳质及复合矿物填料几大类（表1-1）。
表1-1 无机矿物填料按化学组成的分类类型氧化物/ 氢氧化物碳酸盐主要化学成分氧化镁、氧化铝、氧化钙等氧化钙、氧化镁、二氧化碳等实例氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化钙等碳酸钙（沉淀碳酸钙和细磨碳酸钙）、碳酸镁（白云石粉）等滑石粉、皂石粉、云母粉、高岭土和煅烧高岭土（硅酸铝）、硅灰石、硅藻土、石英粉、长石粉、膨润土、海泡石、凹凸棒石、石棉、叶蜡石粉、绿泥石、透闪石、电气石、蛭石等石膏粉、重晶石粉沉淀硫酸钡、明矾石等晶质（鳞片状）石墨和非晶质（土状）石墨氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化铁、硅酸盐氧化钙、氧化钾、氧化纳、结构水硫酸盐碳质复合矿物填料硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶等氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化钙、碳酸钙/硅灰石复合填料、氢氧化镁/ 氢氧化铝复合填氧化钛、氧化锌等料、滑石/ 透辉石复合填料等此外，无机矿物填料按其几何形状还可以分为球状、立方状、片状、纤维状、针状、纺锤状等。
无机矿物填料的特性1. 无机矿物填料的特性与无机矿物填料填充效果有关的主要性能是化学组成、粒度大小和粒度分布、比表面积、颗粒形状、密度与堆砌密度、吸油值、白度、硬度以及表面性质、热性能、光性能、电性能、磁性能等。
粉体材料相关知识(一)
粉体材料相关知识（一）填料是用以改善复合材料性能，并能降低成本的固体添加剂，它与增强材料不同，填料呈颗粒状，因而呈现纤维状的增强材料不作为填料使用。
填料的加入能够起到改善强度、降低线膨胀系数、提高导电系数、改善耐候性、提高表面光泽、改善声学性能、增加黏度、降低成本等作用。
填料的种类分为：（1）无机填料和有机填料；（2）惰性填料和活性填料：（3）微球形（实心或空心）填料；（4）片状、纤维状、针状填料；（5）玻璃粉与磨碎玻璃纤维填料；（6）复合型填料；这里主要介绍无机填料。
无机填料主要以天然矿物为原料经过开采、加工制成的颗粒状填料，少数填料是经过处理制成的。
无机填料的种类碳酸钙类碳酸钙主要有重质碳酸钙和轻质碳酸钙，是橡胶工业中用量仅次于陶土的矿物材料，其用量约占无机矿物填料总量的27%。
重质碳酸钙是由天然大理石、石灰石、白垩、方解石、白云石或牡蛎、贝壳等经粉碎、分选到一定细度制得。
在橡胶中主要起填充增容的作用，无补强效能。
轻质碳酸钙，粒径在0.5～6μm之间，化学沉淀法制得，有微弱的补强效果。
轻质碳酸钙按其粒径大小分为普通轻钙、超细碳酸钙、纳米钙，超细碳酸钙、纳米钙粒径在0.01～0.1μm 之间，有较好的补强效果。
云母粉由天然云母矿石经干法、湿法研磨制得其化学成分为硅酸钾盐。
用做橡胶填充增量剂。
绢云母有补强效能，可替代部分半补强碳黑使用，还可用做隔离剂。
由于它属于单斜晶系，其结晶呈薄片，能提高橡胶的阻尼性能。
它有良好的耐热、耐酸性能和电绝缘性能，还有防护紫外线和放射性辐射的功能，可用于特种橡胶制品。
滑石粉滑石粉由天然滑石经干法、湿法粉碎或高温煅烧而得，是六方或菱形结晶颗粒，粒径为1.3～149μm。
其化学组成为水合硅酸镁。
用作橡胶填充剂、增容剂、隔离剂及表面处理剂。
蒙脱土纳米蒙脱土系蒙皂石粘土（包括钙基、钠基、钠-钙基、镁基蒙粘土）经剥片分散、提纯改性、超细分级、特殊有机复合而成，平均晶片厚度小于25纳米，蒙脱石含量大于95%。
关于塑料用无机矿物填料,这些知识你一定要知道
关于塑料用无机矿物填料，这些学问你肯定要知道塑料填充改性是指在纯树脂中添加非金属矿、有机材料、金属粉体等填料，以提升塑料树脂的各类性能，以达到所需要的技术指标或提高性价比。
非金属矿物。
顾名思义，塑料用非金属矿物填料通常可认为是大自然中存在被人工开采、加工利用具有上述定义性质的并被添加在塑料中的非金属矿物材料，通常被制成粉体。
氧化物：二氧化硅、硅藻土、氧化铝、二氧化钛、氧化铁、氧化锌、氧化镁、三氧化二锑、高铁酸钡、高铁酸锶、氧化铍、氧化铝纤维。
氢氧化物：氢氧化铝、氢氧化镁、盐基性碳酸镁。
碳酸盐：碳酸钙、碳酸镁、白云石、碱式碳酸纳铝。
（亚）硫酸盐：硫酸钡、硫酸钙、硫酸铵、亚硫酸钙。
硅酸盐：滑石粉、粘土、云母、石棉、硅酸钙、蒙脱土、膨润土、玻璃微珠、玻纤。
碳素：炭黑、石墨、碳素中空球、碳纤维。
其它：硼酸锌、硼酸钙、硼酸纳、偏硼酸钡、钛酸钾。
（1）纳米蒙脱土（MMT）蒙脱土是一种天然矿物质材料，可用于塑料的隔绝改性。
蒙脱土具有亲水疏油性能，与大多数树脂的相容性都比较差，要与树脂形成良好的复合材料，首先要对其进行疏水亲油改性处理，以提高与树脂的相容性。
利用蒙脱土的良好插层性能可以进行长链有机化合物的插层，大幅度提高与各类树脂的相容性，制造多种纳米塑料填充材料，同时改善复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度，这正是目前纳米材料的讨论重点。
目前，已成功开发出如PA6/蒙脱土、PET/蒙脱土、PMMA/蒙脱土、PI/蒙脱土、EP/蒙脱土、PS/蒙脱土等复合材料。
（2）纳米凹凸棒粘土（AT或ATP）凹凸棒粘土是一种水合镁铝硅酸盐非金属矿物，呈水晶链层状结构，但与蒙脱土的层状结构明显不同，凹凸棒石为一种天然纤维状晶体形态结构的含水富镁的铝硅酸盐矿。
由于纳米级的晶棒很简单聚集，因此凹凸棒石与聚合物的混合只能是微米级的混合，起到增量填充的作用。
凹凸棒石表面大量的硅羟基与非极性聚合物相容性差，填充前要进行表面处理。
无机涂料的认识
无机涂料一、什么是无机涂料以无机材料为主要成膜物质的涂料。
在建筑工程中常用的涂料是碱金属硅酸盐水溶液和胶体二氧化硅的水分散液。
用以上两种成膜物，可制成硅酸盐和硅溶胶（胶体二氧化硅）无机涂料，再加入颜料、填料以及各种助剂，可制成硅酸盐和硅溶胶（胶体二氧化硅）无机涂料，具有良好的耐水、耐碱、耐污染、耐气性能。
无机涂料是由无机聚合物和经过分散活化的金属、金属氧化物纳米材料、稀土超微粉体组成的无机聚合物涂料，能与钢结构表面铁原子快速反应，生成具有物理、化学双重保护作用，通过化学键与基体牢固结合的无机聚合物防腐涂层，对环境无污染，使用寿命长，防腐性能达到国际先进水平，是符合环保要求的高科技换代产品。
二、无机涂料的发展历史全无机矿物涂料简称无机涂料，广泛用于建筑、绘画等日常生活领域。
早在几千年前中国西部地区的人民就实用于绘画及建筑装饰，至今仍保存完好。
1768年，德国诗人兼剧作家J.W.歌德通过试验，发现当纯石英溶解于适量的某种强碱中时，便释放出一种透明如玻璃的硅酸盐液体------水玻璃，这就是硅涂料之原始主要原料。
后来德国科学家凯姆将水玻璃（硅酸钾）无机色素混合在一起，成功的制造出一种涂料。
这种涂料能渗入矿物基层内部，而且能与其表面合成一体。
它能美化建筑，提高建筑之寿命，对建筑物有超强的保护力。
其品质之优越，非其他涂料所能比拟。
这种涂料就是-----全无机硅酸盐矿物涂料。
凯姆把硅酸盐溶液发展成硅漆（矿物涂料）并实现工业化生产，并在1878年8月10日获得国王卢德维一世颁发的专利。
座落在德国特劳士及瑞士的几幢古典建筑之外墙使用了矿物涂料，至今100年色泽任亮丽如新。
可见矿物涂料的阻燃性，耐候性非同凡响！哥拜耳人传承中华民族能工巧匠在敦煌壁画及广西花山壁画经历数千年气候摧残，其壁画色彩依旧艳丽如新的民族传统工艺内涵，吸纳了欧洲生产矿物涂料的技术精髓，于2002年成功研发出新一代《氧化改性水性无机矿物涂料》。
粉体表面改性处理介绍-文档资料
（3）气相法改性 气相法改性是指将改性剂汽化以后与固体颗粒表
面进行接触，在其表面发生化学反应或物理结合而吸
附在颗粒表面，达到对颗粒进行表面改性处理的方法 。在该方法中由于要将改性剂汽化，一般局限于一些 低分子量、低沸点的改性剂。
干法表面改性设备
目前干法表面改性设备主要有高速加热 式混合机、SLG型连续式粉体表面改性机、 PSC型连续式粉体表面改性机、高速气流冲
图4 HYB主机的结构示意图
（5）流化床式粉体表面改性机
图5 不同形式的流化床
(a) 顶喷式 (b) 底喷式 (c)Wurster式 (d) 侧喷旋转式
2)表面改性的分类
包覆处理改性 表面化学包覆
沉淀反应包膜 胶囊化处理
机械化学改性，等
包覆处理改性 包覆 也称涂敷，利用有机高聚物或树脂等对粉体
（1）干法改性 干法改性是指颗粒在干态下在表面改性设备中首先进 行分散，然后通过喷洒合适的改性剂或改性剂溶液，在一 定温度下使改性剂作用于颗粒材料表面，形成一层改性剂 包覆层，达到对颗粒进行表面改性处理的方法。这种改性 方法具有简便灵活，适应面广，工艺简单，成本低，改性
后可直接得到产品，易于连续化、自动化等优点，但是在
粉体表面改性
概述
1)定义
表面改性 是指利用各类材料或助剂，采用物理、 化学 等方法对粉体表面进行处理，根据应用的需要有目的地改 善粉体表面的物理化学性质或物理技术性能，如表面晶体 结构和官能团、表面能、表面润湿性、电性、表面吸附和
反应特性等等，以满足现代新材料、新工艺和新技术发展
的需要。
2) 表面改性的目的
化学方法
物理化学方法 机械物理方法
其它表面改性方法