國家非金屬礦深加工工程技術(shù)研究中心
1、前言
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,，全國各地城鎮(zhèn)基本建設(shè)也隨之進(jìn)入一全新的發(fā)展階段,，這標(biāo)志著建筑業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)和標(biāo)志產(chǎn)業(yè)的地位日益強(qiáng)化。與之相聯(lián)的,，建筑涂料產(chǎn)業(yè)同樣也處于高速增長的發(fā)展期,，據(jù)權(quán)威部門統(tǒng)計(jì)，我國建筑涂料在整個涂料工業(yè)中的產(chǎn)值所占比例已達(dá)40％以上,�,；仡櫴昵拔覈慕ㄖ苛仙a(chǎn)水平和研發(fā)水平還較低，產(chǎn)品質(zhì)量差,，品種單一,，生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模小，經(jīng)過十年的快速發(fā)展,，我國的涂料生產(chǎn)和研發(fā)水平與世界領(lǐng)先水平間的差距正逐步縮小,。生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模和數(shù)量也已達(dá)到歷史最高水平，但也面臨著國外名牌企業(yè)及產(chǎn)品的強(qiáng)力競爭,，產(chǎn)品更新速度慢,，研發(fā)水平不高等問題的壓力。
隨著建筑涂料研發(fā)水平的不斷提高,，消費(fèi)者對產(chǎn)品功能的要求更新,，建筑涂料的多功能化，已成為發(fā)展趨勢,。如外墻涂料的耐老化抗紫外功能，自清潔功能,，內(nèi)墻涂料的環(huán)保功能和健康保健功能等,。
非金屬礦及深加工產(chǎn)品在建筑涂料中的應(yīng)用已很普遍,，如高嶺土、碳酸鈣,、滑石,、膨潤土、云母等,，主要作為填料,，在涂層中起到骨架結(jié)構(gòu)基料的作用，對改善建筑涂料的功能性作用不大,。近幾年來,，國內(nèi)外的部分建筑涂料生產(chǎn)廠商及研究機(jī)構(gòu)已開始著手研究利用非金屬礦及深加工產(chǎn)品功能性來改善或賦予建筑涂料新的功能。這一領(lǐng)域已成為建筑涂料產(chǎn)業(yè)的一個新的熱點(diǎn),。
二,、非金屬礦功能性材料
我國是世界上最早利用非金屬礦產(chǎn)的國家之一。也是世界上非金屬礦品種齊全,，儲量豐富的少數(shù)國家之一,，到目前為止，我國已發(fā)現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的非金屬礦產(chǎn)有100多種,。自20世紀(jì)80年代以來,，非金屬工業(yè)因應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，加工技術(shù)及裝備的發(fā)展已成為經(jīng)濟(jì)增長較快的領(lǐng)域,。
隨著非金屬礦深加工技術(shù)水平的提高,，其些非金屬礦產(chǎn)品的優(yōu)異特性得到不斷地開發(fā)。產(chǎn)品功能化已成為非金屬礦加工發(fā)展的一個重要方向,。目前,，已于建筑涂料中應(yīng)用或有應(yīng)用趨勢的非金屬礦及其深加工產(chǎn)品有：膨潤土，有機(jī)膨潤土,，凹凸棒土,、云母粉、絹云母粉,、納米碳酸鈣,、煅燒高嶺土、納米SiO2,、沸石,、滑石等。
三,、功能性非金屬礦產(chǎn)品在建筑涂料中的作用
功能性非金屬礦產(chǎn)品因其化學(xué)組成,，成礦條件，結(jié)晶結(jié)構(gòu),、晶層構(gòu)造的差異,，其技術(shù)物理化學(xué)特性均有所不同,，通過深加工處理，其局部結(jié)構(gòu),，表面化學(xué)性能,，表面電性能等發(fā)生改變，功能性更明顯,，以下就以吸附類礦物,、片狀礦物及納米類三種非金屬礦產(chǎn)品作分析探討。
3.1 咐附類非金屬功能性礦物
吸附類非金屬礦物如膨潤土,、凹凸棒土,、沸石等，同屬層狀或架狀含水鋁硅酸鹽,，具有獨(dú)特的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和晶體化學(xué)性質(zhì),，從而具有強(qiáng)吸附性、膨潤性,、懸浮性,、陽離子交換性,、觸變性等,，其深加工產(chǎn)品為有機(jī)膨潤土，改性凹凸棒土等,，在建筑涂料可作增稠劑,，防沉劑，目前也有建筑涂料生產(chǎn)廠家利用它們具有層間水在弱電解作用下產(chǎn)生羥基負(fù)離子（H3O2-）的特點(diǎn)來生產(chǎn)負(fù)離子環(huán)保保健型內(nèi)墻建筑涂料,，研究資料表明它對NH3,、甲醛等揮發(fā)物的吸附去除率可達(dá)到90％以上。
3.2 片狀非金屬功能材料
白云母,、絹云母,、滑石片巖等具有片狀結(jié)構(gòu)，｛001｝易解理,，一般外表呈絲絹光澤,，片狀非金屬礦物可以經(jīng)磨剝劈成極簿的薄片（片徑厚1～100nm），所以也有人將片狀礦物的超細(xì)產(chǎn)品歸類為二維納米材料范疇,，所以片狀礦物的超細(xì)磨剝產(chǎn)品又稱為廣義納米材料
白云母,、絹云母等產(chǎn)品在建筑外墻涂料中的應(yīng)用，除了改善涂層的機(jī)械性能,，又能提高涂料的耐老化,、抗紫外性能，防止龜裂,，延遲粉化,，同時顏料粒子容易進(jìn)入片狀礦物的晶格層,，可保持涂料顏色長久不褪色。眾所周所,，太陽光中的紫外線是造成涂料老化，功能減弱的根本原因,，超細(xì)簿片狀礦物因?yàn)榫哂芯w偏光效應(yīng)，和層間結(jié)晶水的光干涉效應(yīng),，對紫外線,、紅外線起到強(qiáng)烈的吸收和反射作用,，從而有效地保護(hù)了外墻涂料中的涂層和顏料。經(jīng)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),，在外墻涂料中添加5～8％的超細(xì)云母粉、絹云母粉,，可使外墻涂料的耐老化性能提高到750小時以上,。
3.3 非金屬礦納米功能材料
非金屬礦納米材料一般采用合化成法加工制備，或?qū)⒕哂屑{米結(jié)構(gòu)的非礦粉體化加工,，如納米CaCO3,、納米SiO2、蒙脫石凝膠等,，因?yàn)樵擃惖V物的納米結(jié)構(gòu)，使得它們在建筑涂料中的應(yīng)用,，賦予建筑涂料許多新的功能,，例如作為無機(jī)抗菌劑來制備抗菌涂料，非金屬礦無機(jī)抗菌劑通過利用緩釋抗菌組分,，對細(xì)菌中酶蛋白的活性基團(tuán)進(jìn)行破壞而發(fā)揮抗菌作用,，與傳統(tǒng)的有機(jī)抗菌劑相比，具有在抗菌廣泛性,、特效性,、光穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性等方面具有優(yōu)勢,；作為抗老化助劑制備高耐候性外墻涂料,，因其量子尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)，納米非礦材料對太陽光中的紫外線產(chǎn)生強(qiáng)吸收和反射,，當(dāng)納米顆粒與樹脂進(jìn)行復(fù)合形成復(fù)合體后,，作用在涂料上的紫外光能量被納米材料吸收和反射，從而提高了外墻涂料的耐老化性能,。
四,、結(jié)語
建筑涂料產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但競爭也日益激烈,。
建筑涂料的多功能化已成為必然的發(fā)展趨勢,，它既代表了建筑涂料產(chǎn)業(yè)的研究開發(fā)水平，又反映了社會和消費(fèi)者對新型建筑涂料產(chǎn)品的新要求,。加強(qiáng)研究開發(fā)非金屬功能材料在建筑涂料中的應(yīng)用,，也已成為改造傳統(tǒng)非金屬礦產(chǎn)業(yè)最有前途的方向之一。相信通過非金屬行業(yè)和建筑涂料行業(yè)科研人員和生產(chǎn)人員的努力,，一定會開發(fā)出更多更新的多功能建筑涂料產(chǎn)品,，使建筑涂料工業(yè)的發(fā)展達(dá)到一個新的階段。
1、前言
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,，全國各地城鎮(zhèn)基本建設(shè)也隨之進(jìn)入一全新的發(fā)展階段,，這標(biāo)志著建筑業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)和標(biāo)志產(chǎn)業(yè)的地位日益強(qiáng)化。與之相聯(lián)的,，建筑涂料產(chǎn)業(yè)同樣也處于高速增長的發(fā)展期,，據(jù)權(quán)威部門統(tǒng)計(jì)，我國建筑涂料在整個涂料工業(yè)中的產(chǎn)值所占比例已達(dá)40％以上,�,；仡櫴昵拔覈慕ㄖ苛仙a(chǎn)水平和研發(fā)水平還較低，產(chǎn)品質(zhì)量差,，品種單一,，生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模小，經(jīng)過十年的快速發(fā)展,，我國的涂料生產(chǎn)和研發(fā)水平與世界領(lǐng)先水平間的差距正逐步縮小,。生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模和數(shù)量也已達(dá)到歷史最高水平，但也面臨著國外名牌企業(yè)及產(chǎn)品的強(qiáng)力競爭,，產(chǎn)品更新速度慢,，研發(fā)水平不高等問題的壓力。
隨著建筑涂料研發(fā)水平的不斷提高,，消費(fèi)者對產(chǎn)品功能的要求更新,，建筑涂料的多功能化，已成為發(fā)展趨勢,。如外墻涂料的耐老化抗紫外功能，自清潔功能,，內(nèi)墻涂料的環(huán)保功能和健康保健功能等,。
非金屬礦及深加工產(chǎn)品在建筑涂料中的應(yīng)用已很普遍,，如高嶺土、碳酸鈣,、滑石,、膨潤土、云母等,，主要作為填料,，在涂層中起到骨架結(jié)構(gòu)基料的作用，對改善建筑涂料的功能性作用不大,。近幾年來,，國內(nèi)外的部分建筑涂料生產(chǎn)廠商及研究機(jī)構(gòu)已開始著手研究利用非金屬礦及深加工產(chǎn)品功能性來改善或賦予建筑涂料新的功能。這一領(lǐng)域已成為建筑涂料產(chǎn)業(yè)的一個新的熱點(diǎn),。
二,、非金屬礦功能性材料
我國是世界上最早利用非金屬礦產(chǎn)的國家之一。也是世界上非金屬礦品種齊全,，儲量豐富的少數(shù)國家之一,，到目前為止，我國已發(fā)現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的非金屬礦產(chǎn)有100多種,。自20世紀(jì)80年代以來,，非金屬工業(yè)因應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，加工技術(shù)及裝備的發(fā)展已成為經(jīng)濟(jì)增長較快的領(lǐng)域,。
隨著非金屬礦深加工技術(shù)水平的提高,，其些非金屬礦產(chǎn)品的優(yōu)異特性得到不斷地開發(fā)。產(chǎn)品功能化已成為非金屬礦加工發(fā)展的一個重要方向,。目前,，已于建筑涂料中應(yīng)用或有應(yīng)用趨勢的非金屬礦及其深加工產(chǎn)品有：膨潤土，有機(jī)膨潤土,，凹凸棒土,、云母粉、絹云母粉,、納米碳酸鈣,、煅燒高嶺土、納米SiO2,、沸石,、滑石等。
三,、功能性非金屬礦產(chǎn)品在建筑涂料中的作用
功能性非金屬礦產(chǎn)品因其化學(xué)組成,，成礦條件，結(jié)晶結(jié)構(gòu),、晶層構(gòu)造的差異,，其技術(shù)物理化學(xué)特性均有所不同,，通過深加工處理，其局部結(jié)構(gòu),，表面化學(xué)性能,，表面電性能等發(fā)生改變，功能性更明顯,，以下就以吸附類礦物,、片狀礦物及納米類三種非金屬礦產(chǎn)品作分析探討。
3.1 咐附類非金屬功能性礦物
吸附類非金屬礦物如膨潤土,、凹凸棒土,、沸石等，同屬層狀或架狀含水鋁硅酸鹽,，具有獨(dú)特的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和晶體化學(xué)性質(zhì),，從而具有強(qiáng)吸附性、膨潤性,、懸浮性,、陽離子交換性,、觸變性等,，其深加工產(chǎn)品為有機(jī)膨潤土，改性凹凸棒土等,，在建筑涂料可作增稠劑,，防沉劑，目前也有建筑涂料生產(chǎn)廠家利用它們具有層間水在弱電解作用下產(chǎn)生羥基負(fù)離子（H3O2-）的特點(diǎn)來生產(chǎn)負(fù)離子環(huán)保保健型內(nèi)墻建筑涂料,，研究資料表明它對NH3,、甲醛等揮發(fā)物的吸附去除率可達(dá)到90％以上。
3.2 片狀非金屬功能材料
白云母,、絹云母,、滑石片巖等具有片狀結(jié)構(gòu)，｛001｝易解理,，一般外表呈絲絹光澤,，片狀非金屬礦物可以經(jīng)磨剝劈成極簿的薄片（片徑厚1～100nm），所以也有人將片狀礦物的超細(xì)產(chǎn)品歸類為二維納米材料范疇,，所以片狀礦物的超細(xì)磨剝產(chǎn)品又稱為廣義納米材料
白云母,、絹云母等產(chǎn)品在建筑外墻涂料中的應(yīng)用，除了改善涂層的機(jī)械性能,，又能提高涂料的耐老化,、抗紫外性能，防止龜裂,，延遲粉化,，同時顏料粒子容易進(jìn)入片狀礦物的晶格層,，可保持涂料顏色長久不褪色。眾所周所,，太陽光中的紫外線是造成涂料老化，功能減弱的根本原因,，超細(xì)簿片狀礦物因?yàn)榫哂芯w偏光效應(yīng)，和層間結(jié)晶水的光干涉效應(yīng),，對紫外線,、紅外線起到強(qiáng)烈的吸收和反射作用,，從而有效地保護(hù)了外墻涂料中的涂層和顏料。經(jīng)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),，在外墻涂料中添加5～8％的超細(xì)云母粉、絹云母粉,，可使外墻涂料的耐老化性能提高到750小時以上,。
3.3 非金屬礦納米功能材料
非金屬礦納米材料一般采用合化成法加工制備，或?qū)⒕哂屑{米結(jié)構(gòu)的非礦粉體化加工,，如納米CaCO3,、納米SiO2、蒙脫石凝膠等,，因?yàn)樵擃惖V物的納米結(jié)構(gòu)，使得它們在建筑涂料中的應(yīng)用,，賦予建筑涂料許多新的功能,，例如作為無機(jī)抗菌劑來制備抗菌涂料，非金屬礦無機(jī)抗菌劑通過利用緩釋抗菌組分,，對細(xì)菌中酶蛋白的活性基團(tuán)進(jìn)行破壞而發(fā)揮抗菌作用,，與傳統(tǒng)的有機(jī)抗菌劑相比，具有在抗菌廣泛性,、特效性,、光穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性等方面具有優(yōu)勢,；作為抗老化助劑制備高耐候性外墻涂料,，因其量子尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)，納米非礦材料對太陽光中的紫外線產(chǎn)生強(qiáng)吸收和反射,，當(dāng)納米顆粒與樹脂進(jìn)行復(fù)合形成復(fù)合體后,，作用在涂料上的紫外光能量被納米材料吸收和反射，從而提高了外墻涂料的耐老化性能,。
四,、結(jié)語
建筑涂料產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但競爭也日益激烈,。
建筑涂料的多功能化已成為必然的發(fā)展趨勢,，它既代表了建筑涂料產(chǎn)業(yè)的研究開發(fā)水平，又反映了社會和消費(fèi)者對新型建筑涂料產(chǎn)品的新要求,。加強(qiáng)研究開發(fā)非金屬功能材料在建筑涂料中的應(yīng)用,，也已成為改造傳統(tǒng)非金屬礦產(chǎn)業(yè)最有前途的方向之一。相信通過非金屬行業(yè)和建筑涂料行業(yè)科研人員和生產(chǎn)人員的努力,，一定會開發(fā)出更多更新的多功能建筑涂料產(chǎn)品,，使建筑涂料工業(yè)的發(fā)展達(dá)到一個新的階段。
