膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的矿物黏土。蒙脱石属于单斜晶系结构，是一种含水的层状铝硅酸盐矿物。它的矿物层问带有负电荷，能吸收Ca2+、Mg+、K+、Na+等阳离子，并具有阳离子交换性质。由于蒙脱石层间带负电荷，所以蒙脱石像一个带负电荷的大阴离子，可以吸附阳离子、水和有机极性分子。因此，当膨润土分散于水性涂料中，涂料基团中的有机分子，如聚乙烯醇、聚醋酸乙烯、丙烯酸、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素等有机物分子中的-OH、-COOH、-CH2CH2OH等极性基团，可以被蒙脱石层间负电荷所吸引而插入层问，形成蒙脱石—有机复合物（膨润土—有机复合物）。在涂料介质中，蒙脱石与有机物相互交联，形成膨润土—有机复合物的网状立体结构，又因有机分子进入蒙脱石层间，使膨润土发生膨胀，从而增大了涂料的稠度。当体系受剪切作用时，网络结构解离，黏度下降。一旦剪切作用消失，则又恢复网络结构，黏度上升，称为触变效应。膨润土增稠能力强，尤其存中高颜料体积浓度( PVC)水性涂料中，比同样用量的常用碱溶胀丙烯酸类和聚氨酯类增稠剂有更高的稠度，且触变指数较大，低剪切条件下黏度高，高剪切条件下黏度低，能达到理想的罐内防沉效果和厚涂抗流挂效果。
天然膨润土以钙基膨润土居多，但钙基膨润土的分散性、悬浮性差。水性涂料一般选用钠基膨润土或人工钠化改型处理的钙基膨润土。由于膨润土在水中会电离而出现离子，应将其和所用乳液进行相容性试验，以免因电离的离子和乳液中乳化剂的离子电性相异而引起破乳现象。
膨润土是水性涂料常用的重要的防沉降剂和防流挂剂。
