Automotive Coatings Formulation: Chemistry, Physics und Practices

barium sulphate
(heavy spar, barytes), 
calcium carbonate
(calcite, chalk), 
calcium 
magnesium carbonate
(dolomite), and various 
aluminium silicates
(kaolin, mica, feldspar, 
and wollastonite). Average particle sizes here range from 1 to 25 µm. Although there are products 
containing larger particles, they are not used as extenders for primer surfacers.
Silicon dioxide
(silica) is one of the most widespread minerals in nature. Commercial extenders 
based on the minerals quartz and cristoballite are available. Quartzes confer high hardness and 
high abrasion resistance on coating films. Unfortunately, these properties also cause abrasion of 
grinding media in stirrer mills for dispersing pigments. Kieselguhr is the geological sediment of 
the shells of diatoms. It has a very complex structure and has numerous cavities that account for 
its very high specific surface area.
Unlike most inorganic coloured pigments, extenders have relatively low densities, the exception 
being barium sulphate.
Primer surfacers

---

94
Synthetic extenders are mainly precipitated from aqueous solutions. Given the right precipitation 
conditions, very fine particles can be prepared. This group also includes products which have 
average particle sizes (primary particles) below 10 nm (e.g. nanoscale silicon dioxide in pyrogenic 
silica and silica gel). Silica gel (colloidal silica) is precipitated from solutions of alkali silicates with 
acids. The resultant products have silanol groups on their surfaces and contain occluded water. 
Other precipitated silicas are prepared from solutions of alkali silicates under neutral or basic 
conditions. There are also products that have very fine particles. Pyrogenic silica is prepared by 
flame hydrolysis of silicon tetrachloride. This process yields very fine particles (nanoparticles).
The particle sizes listed in Table 3.5.1 refer to the average diameter of primary particles. Table 
3.5.1 lists oil values 
[92]
; these refer to the quantity of oil (linseed oil) needed to wet 100 g of a pig-
ment and form a homogeneous paste. The requisite quantity depends not only on the particle size 
but also on the surface structure of the particles. The value stands for the specific surface area 
of an extender. For example, due to the highly structured surface, the oil value for kieselguhr is 
ten times that of barium sulphate, which has a spheroidal particle structure, even though the two 
extenders have nearly the same average particle size.
The extenders chosen for formulating primer surfacers have to be resistant to chemicals; these are 
barium sulphate, aluminium silicates, and silica. Less suitable are calcium carbonates and calcium 
sulphate as they are soluble in acids. Those extenders which have very small particles (precipitated 
and pyrogenic silicas) and those which consist of platelet particles, such as kaolin, mica and talc, 
Table 3.5.1: Extenders and the characteristic values