第四章 無機顏料Ⅱ─白色擴展劑顏料
(White Extender Pigments)
五、石 英 (Silica)(SiO2)白顏料27PW-27(77811)
作為顏料用的氧化矽，取自石英石(quartz)或矽藻石(tripolite)，以及單細胞
水產植物的砂質骨架沈積物，合成的膠質氧化矽也有用作顏料的。從水產
有機質所得的氧化矽是蚪作矽藻土(diatomite，diatomaceous earth)或矽藻土
氧化矽(diatomaceous silic)，在近代顏料具有獨特的地位，他們不同於動物
性或植物性的顏料，後者他們有時叫作〝化石〞樹脂(〝fossil〞resins)，他
們雖仍用作為顏料，但因為原始有機質的種類太多，很少普通用顏料具有
直接價值的，利用這些化石樹脂。
從石英或矽藻石所得的氧化矽，是叫作無定形氧化矽，這名詞雖並不正確
，但用來和矽藻土有分別。石英或矽藻石在開採後，通常第一步是𦱾燒和
用水驟冷，使以後的打碎和研磨容易些，最後用水分選、篩分或空氣浮選
。
調化矽左小多足純的二氧化矽，SiO2(99％)，餘下的普通是R2O3和水。顏
料級的氧化矽，的光係數1.55，此重2.55∼2.65，吸油度15∼47磅油/100磅
顏料，最多有5%留剩在325號篩子上。還有若干粗品級的。
氧化矽是非常有磨蝕性，難於研磨或散佈在普通常用的油漆擔體中，使他
們作油漆的用途減少。矽藻石比起石英石，要軟一些，同時在組織上要細
一點。因為是一種細粉末，所以在使用時，有妨礙衛生的危險。儘管有這
缺點，以及在配方不好的油漆，沈澱很快，但因為他們的化學不活潑和價
格低廉，仍應用很多。他們從前有室外房屋油漆用的，因為矽酸鎂和其他
擴展劑有更好效果，而減少應用，仍舊應用在漿狀木材填料、底漆、和平
漆中，因為他們會使油漆容易刷塗，同時有〝齒牙〞(tooth) 特性，使以後
的繼續油漆加塗黏著牢固。他們也應用在地板漆、船板漆、和交通標誌漆
中。
因為他們能在高速油漆研磨設備中處理，以致對無定形礦物性氧化矽顏料
的平均顆粒大小減小有很大的進步，噴射研磨法，使顆粒減少，以分選系
統，便能供應三種品級的氧化矽顏料，〝10μ〞,〝15μ〞和〝25μ〞。
合成氧化矽顏料(syn．silica)，大部份作平均劑(flattering agent)，或給予油
漆的底質或增加油漆的稠度。製造合成氧化矽有兩種方法：一種空氣膠法
(aerogel)，在其中空氣替代了在氧化矽水膠中的液體；還有一種火燒方法
(Pyrogenic process)，在此法中，那四氯化矽在蒸氣相中水解，兩種方法所
產的產品，都有非常細顆粒和非常高的吸油度特性，因此也影響了他們用
在油漆配方中的量，如同前節氧化矽有關妨礙衛生所提及的。
矽藻土在世界各地有許多的沈積，但祇有少數的，是足夠的細和足夠的多
，值得開發。矽藻土的礦藏，普通是用露天開採(open or strip mining)。製
造方法有三種，這些方法發展出是要對矽藻土獨特矽藻結構(diatom
structure)，避免作不必要的破壞，因為那些結構是這些礦物所需要的性質
。原始的矽藻土可以最高含有60%自由水份，可以用乾燥法減少除去。在
一個方法，乾燥物質，加熱、研磨、以及空氣浮選。另外一個方法，最初
在1000∼2000℉時𦱾燒，除去水份，接合的水，以及有機物質，接著研磨
和空氣分選。第三個方法也包括有研磨和燃燒，但在1600∼2000℉和化學
品在一起𦱾燒，化學用品用來漂白和轉變雜質成為錯合矽酸鹽。𦱾燒產品
用空氣浮選，產生不同的品級，對作為油漆顏料最為有用。
矽藻土主要是氧化矽，含有83∼89%或有更多的SiO2，餘下的主要為Al2O3
和Fe2O3，以及少量或微量的鈉、鉀、鈣、鎂、鈦以及其他的氧化物。
因為矽藻土具有開口、多孔性結構的基本矽藻骨架，他們的物理性質，變
化廣泛。折光係數1.4∼1.5間，其此重2.0(非𦱾燒品級)∼2.30（𦱾燒過的和
漂白的白色品級)，用每固體加侖顏料計算，分別為16.7和19.2磅。平均顆
粒大小同樣變化很大，在 1∼60μ間。獨特的矽藻結構也變化很大，他們
比表面積從7050cm2/g，以至最多達67,000 cm2/g，吸油度因為比表面積有
關，所以變化也大，30∼210磅油/100磅顏料。
顏料級矽藻土在1900年起已在油漆中使用，但從1935年起慢慢減少，但因
為引進更白的更細顆粒，使他們適合作一般油漆用，又鼓勵他們的採用。
現在他們廣應用在習慣常用的油漆中，因為他們的化學不活潑性，產生低
的光澤、高的容積值、和高的吸油度。他們應用在平牆油漆、底漆．交通
標誌漆、半亮油漆、偽裝漆(comonflage paints)、初道漆─表面漆（primer-
surfacers)、水泥和泥灰(stucco)加工漆、房屋漆、平清漆、和平瓷漆中，作
為平無光(fliitting)的擴展劑。他們也在乳化漆和其他水基油漆中有大用處，
在這些油漆中他們不僅作為無光劑(flatting agent)，也貢獻真的遮蓋力。因
為矽藻組份的各種形式，矽藻土在油漆薄膜中也提供有〝刷疊〞(brush-
pile)型的結構，加強了薄膜的結構，改進了抗裂性。同時因為氧化矽顆粒
具有開口結構，和不規則形狀，在薄膜中產生相當程度的多孔性，這在若
干情形下是需要有用的。同樣的原因，這些多孔性，對漬痕物質(staining
materials)能滲透更深入，同時可以使水蒸氣從薄膜中走出。應用矽藻土在
表面塗裝上，如果需要利用從結構得來的獨特性質，在避免過度研磨，避
免損壞這些結構。否則過度研磨，將使矽藻顆粒破損，因而減低油漆稠度
，增加光澤，和減少薄膜的多孔性。
