近年來，我們從實例考量了顏填料的應用技術，已在涂料配方設計與涂料產品創(chuàng)新中起到積極推動作用。在掌握顏填料結構及基本性能基礎上，合理運用顏填料的復配改性規(guī)則及協(xié)同效應，可提高研發(fā)效率，增加涂料產品技術含量及競爭力，拓展應用市場。

1、用于涂料的粉體材料

粉體材料包括有機粉體材料和無機粉體材料，廣泛用于涂料、塑料、醫(yī)藥、日用品、化妝品和其他新材料等領域。用于涂料的粉體材料有顏填料（如著色顏料、效應顏料、防銹顏料、通用填料和功能填料等）、粉體助劑和納米材料。

2、顏填料的基本性能

涂料配方設計中選用粉體材料是一種具有創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)性的研發(fā)工作，任何一類涂料產品都必須滿足特定的服役環(huán)境和使用壽命要求。顏填料是涂料領域使用量大的粉體材料，它可使涂料具有著色、遮蓋、保護、裝飾、防腐、耐溫、增強、耐候、美化及改善生活環(huán)境等功能。涂料用部分顏填料性能列于表1。

1、復配改性的特征

復配改性也稱復合改性（或復合效應）。復配改性的主要特征是參與復配改性的基元組分間交叉滲透、正效應加和、改善性能、創(chuàng)新產品。實踐表明，復配改性技術更新了材料應用理念，增加了產品技術含量，拓展了應用市場空間。顏填料的復配改性技術為選擇確定涂料用顏填料體系提供了技術基礎。

2、顏填料復配的規(guī)則

涂料服役環(huán)境及使用壽命是決定顏填料品種與復配體系的切入點。在掌握顏填料結構與使用性能基礎上，恰當?shù)厝∮闷贩N與配比，注意調整顏填料的形態(tài)與粒度分布；考量顏填料體系與涂料其他組分的相容性、匹配性和穩(wěn)定性，發(fā)揮不同顏填料間的正效應加和；合理掌控涂料中的顏填料體積分數(shù)（φP或PVC），關注φP與涂料應用性能的關聯(lián)度，采取防止顏填料粒子產生絮凝的有效措施；設定的復配顏填料體系應有利于涂料的制造、貯運、涂裝及提升涂膜的應用效能等。

3、復配改性示例

近年來，在涂料配方設計時，對復配顏料體系進行優(yōu)化整合，達到預想效果的示例如下。復配顏填料體系中各組分間配比為質量比。

（1）耐酸耐蝕性復配顏填料

在設計高固體分油管內壁用耐蝕涂料配方時,采用耐酸耐蝕性復配顏填料組成是鈦白粉∶滑石粉∶活性防銹顏料∶助防銹顏料∶重晶石粉∶石墨粉為

1.0∶1.0∶0.6∶0.2∶2.1∶0.02。形成的涂膜具有優(yōu)異的耐混酸（12%鹽酸+3%氫氟酸）、耐硫酸、耐堿、耐鹽水、耐污水、耐油、耐鹽霧和耐高壓堿水等特性，用于輸油管和石油鉆桿內壁防護、含酸堿鹽等強腐蝕介質防護場所。

（2）復配顏填料041

在輸氣管道內壁用減阻耐磨涂料中，采用復配顏填料041的組成是氧化鐵紅∶沉淀硫酸鋇∶滑石粉∶鈦白粉為13.5∶12.6∶8.3∶15.0。形成涂膜的鉛筆硬度不低于4H，耐鹽霧500h、耐沸水煮7d、耐3.5%鹽水（60℃）30d，耐磨性不大于3.5mg，呈現(xiàn)優(yōu)良的使用效果。

（3）復配顏填料A（或D）

在設計單包裝無溶劑環(huán)氧防腐涂料配方時，選擇復配顏填料A的組成是重晶石粉∶鈦白粉∶滑石粉∶復合防銹顏料∶粉體助劑FE為

39∶19∶13∶16∶2。制造的涂料具有優(yōu)良的貯存穩(wěn)定性、施工性和固化性，涂膜成功通過耐硫酸、耐環(huán)己酮和耐高壓堿水（試棒浸泡在pH為12.5的堿水中，在150℃，70MPa壓力下蒸煮16h，涂膜表面無龜裂、無起泡、無脫落、防著性良好、底材無銹蝕）試驗考核，達到配方設計要求。試驗證明，重晶石粉∶鈦白粉∶滑石粉∶復合防銹顏料∶粉體助劑CR為

39∶19∶13∶16∶6-8組配成復合顏填料D，用復配顏填料D代替復配顏填料A，形成的涂膜的服役環(huán)境溫度可達到140℃以上。

（4）水性涂料用復配顏填料

以苯丙乳液為基料的水性防腐蝕涂料中，復配顏填料體系組成是

氧化鐵紅∶滑石粉∶陶土∶鋅黃∶磷酸鋅為2.5∶1.3∶0.2∶1.0∶0.4。以純丙與苯丙復合乳液為基料制造底面合一的水性帶銹防銹漆時，采用復配顏填料體系組成是

K-白∶磷酸鋅∶氧化鋅∶滑石粉∶沉淀硫酸鋇∶著色顏料為

10∶5∶1∶2∶2∶適量。兩種水性涂料都具有優(yōu)良的性能。

（5）復配顏填料性能比較

在設計多用型防垢耐磨涂料配方時，考證4種復配顏填料體系對涂料施工時的流平性、固化性、涂膜防垢率及耐酸性的影響，確定滿意的復配顏填料體系。4種復配顏填料體系組成見表2。

用硅改性樹脂，4種復配顏填料，匹配助劑F、908固化劑配制城的多用型防垢耐磨涂料的配方及性能見表3-4。

由表4可知，用含重晶石粉的復配顏填料制造的涂料02和涂料03比用含云鐵灰的復配顏填料制造的涂料01和涂料04有更好的流平性、防垢效果和耐混酸性；在重晶石粉用量基本相等的復配顏填料體系中，增加鈦白粉和石墨粉用量（減少滑石粉用量）的復配顏填料02制造的涂料02比減少鈦白粉和石墨粉用量（增加滑石粉用量）的復配顏填料03制造的涂料03有更優(yōu)良的流平性及防垢效果。在選擇復配顏填料體系時，除掌握參與復配的顏填料品種、結構，性能及用量外，還應認真考察復配顏填料對涂料性能的影響，只有優(yōu)化復配才能確定滿意的復配顏填料體系。

協(xié)同增效技術也稱協(xié)同效應或增效作用。協(xié)同效應的特征是采用兩種或兩種以上原料配合時會呈現(xiàn)出比單獨用一種原料更優(yōu)異的某種性質，即1+1＞2的效果。下面介紹顏填料的協(xié)同效應示例。

1、顏填料的配合與處理

選擇涂料的顏填料時，應注意不同品種顏填料間的協(xié)同效應。如惰性防銹顏料與活性防銹顏料匹配后會產生優(yōu)異的協(xié)同效應；K－白∶氧化鋅∶絹云母為1.0∶0.25∶0.5（質量）時，比單獨用K－白有更優(yōu)異的防銹耐蝕性；采用鋁、硅、鋯、鈦聯(lián)合包膜處理TiO2比單獨用一種元素處理TiO2具有更好的耐久性和保光性。

2、復合磷酸鹽與鐵紅等的協(xié)同效應

在設計氣干型水性醇酸防護涂料配方時，采用復合磷酸鹽∶氧化鐵紅∶重晶石粉為7∶3∶1（質量）配合。無毒害的復合磷酸鹽具有離子交換能力和催化功效，復合磷酸鹽產生的離子與金屬底材的Fe2+和Fe3+生成螯合物鈍化金屬表面，活潑的正磷酸根離子與涂膜內極性基團形成堅硬的絡合物保護膜；氧化鐵紅對日光、大氣、堿和稀酸相當穩(wěn)定；重晶石粉耐酸堿等介質侵蝕、耐光、耐候、耐水，抗腐蝕介質破壞能力強。利用三種顏填料本質特性的交互作用，產生相當優(yōu)異的協(xié)同效應，明顯提升涂膜的耐蝕防銹性和抗腐蝕介質滲透能力，應用效果滿意。

3、氧化鋅與防霉劑的協(xié)同效應

氧化鋅可增加乳膠漆對UV輻射的抵擋力,提升涂膜的抗老化性；對霉菌也起到有效的防護作用。在外墻乳膠涂料中，加入5%的氧化鋅和0.2%的異噻唑啉酮防霉劑，形成涂膜的防霉效果比它們分別單獨使用時更有效，證明氧化劑與防霉劑配合后產生協(xié)同效應。

4、其他協(xié)同效應

采用氧化鐵黃與三氧化二鉻配合產生促進固化的協(xié)同效應，可有效地提高加成固化成膜涂料的固化反應速度，取得實用效果；取熔點450℃、700℃的玻璃粉及偏硼酸鋇配合發(fā)揮良好的協(xié)同效應，得到像陶瓷一樣的涂層，呈現(xiàn)好的耐熱性。

在專用阻燃涂料配方設計中，考測了幾種顏填料的阻燃效果，其阻燃性數(shù)值比較見表5。

阻燃涂料的配制組成是基料清漆∶顏填料為1.0∶0.8（質量），固化條件為180℃，3min；單獨基料清漆為環(huán)氧樹脂E-44∶專用酚醛樹脂為2∶1（質量），基料清漆膜的阻燃性數(shù)值是0.65。將被測涂膜置于酒精燈氧化焰上燃燒時，涂膜阻燃性可按下式計算：阻燃性=t2/t1

式中：t1被測試涂膜在火焰中燃燒時間（每種被測品在火焰上燃燒時間相同，樣品質量相等），s；t2被測試涂膜離開火焰后，涂膜上的火焰自熄時間s。

上式計算的阻燃性數(shù)值越小，涂膜的阻燃效果越好。由表5知，含滑石粉∶氧化鋅∶鈦白粉為1∶1∶1的混合顏填料涂膜中，由于三種顏填料交互作用產生協(xié)同效應，則阻燃效果比它們分別單獨使用時更好。在專用阻燃涂料中加入具有良好阻燃性的混配顏填料，不僅提升涂膜的阻燃效果，而且降低阻燃涂膜的吸水率及阻燃涂膜的制造成本。

運用顏填料的性能及復配規(guī)則，展示復配顏填料體系的正效應加和，取得優(yōu)良功效。復配改性技術設計內容豐富，滲透領域廣泛，應用效果突出，為涂料配方設計及涂料產品創(chuàng)新起到推動作用。兩種或兩種以上的顏填料組配后，對涂料的某種性能起1+1＞2的改善效果。將顏填料有針對性選配，就可能產生協(xié)同效應。涂料配方設計者應著力探尋、發(fā)掘，利用協(xié)同效應示例，為增加涂料產品技術含量與涂料品種更新提供新思路與新方法。