煅燒高嶺土是天然高嶺土經(jīng)煅燒脫水、去除揮發(fā)性物質(zhì)而制得的一種白度高、比表面積大、絕緣性和熱穩(wěn)定性好的礦物質(zhì)材料。煅燒高嶺土具有優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性、耐
溶劑性、耐酸堿性及良好的補(bǔ)強(qiáng)和加工性能,廣泛應(yīng)用于油漆、涂料、造紙、橡膠和塑料制品、電纜、陶瓷等行業(yè)。
煅燒高嶺土的煅燒工藝
高嶺土在煅燒過程中由于煅燒溫度不同,煅燒產(chǎn)品的物相不同,特性不同,致使應(yīng)用方向和應(yīng)用領(lǐng)域也不同。因此,煅燒溫度是產(chǎn)生不同高嶺土產(chǎn)品的關(guān)鍵因素。
低溫煅燒(600-1000℃),其高嶺土產(chǎn)品活性高,用于合成分子篩、鋁鹽化工及塑料、橡膠的功能性材料。
中溫煅燒(1000℃-1200℃),其高嶺土產(chǎn)品白度高、不透明性好,可用于造紙、涂料工業(yè),替代鈦白粉作結(jié)構(gòu)性顏料。用于造紙可增加紙涂層孔隙體積和松厚度,減
少壓光時(shí)的亮度和不透明度的損失。
高溫煅燒(1200℃以上),其高嶺土產(chǎn)品為莫來石、堇青石,用于生產(chǎn)莫來石粒密鑄造型砂、高級(jí)耐火材料和特種陶瓷等。
根據(jù)煅燒溫度的不同,可將煅燒高嶺土分為不完全煅燒高嶺土和完全煅燒高嶺土。
不完全煅燒高嶺土:煅燒溫度為650-750℃,脫羥基,密度2.4-2.5g/cm?3;,可用于造紙?zhí)盍虾屯坎肌?/span>
完全煅燒高嶺土:煅燒溫度為1000-1050℃,在電子顯微鏡下已出現(xiàn)少量莫來石晶體,密度約2.7g/cm?3;,白度在90%以上。完全煅燒高嶺土的良好性能對涂布紙,尤其是對低定量涂布紙的
生產(chǎn)十分重要,在高檔紙板涂料中其用量也在擴(kuò)大。
煅燒高嶺土的表面改性
煅燒高嶺土的表面改性,是根據(jù)應(yīng)用的需要有目的地將其表面原有的物理及化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行改變。
表面改性機(jī)理:利表面化學(xué)的方法,將有機(jī)物分子中的官能團(tuán)在高嶺土顆粒表面產(chǎn)生吸附作用或化學(xué)反應(yīng),對其顆粒表面進(jìn)行包覆,使高嶺土的表面有機(jī)化。
表面改性目的:
要改變高嶺土粉體界面的性質(zhì),改善煅燒高嶺土與有機(jī)高分子材料的親合性;
提高在有機(jī)高分子材料中的分散性,增強(qiáng)制品的多種性能,起到功能性的作用;
增加煅燒高嶺土的填加量,提高產(chǎn)品檔次,降低制品的成本。
煅燒高嶺土的表面改性是一項(xiàng)非常重要的深加工手段,也是擴(kuò)大煅燒高嶺土應(yīng)用領(lǐng)域和提高有機(jī)高分子制品質(zhì)量的一條十分有效的途徑。
表面改性劑的選擇和應(yīng)用是高嶺土表面改性的關(guān)鍵技術(shù),同時(shí)表面改性的工藝和設(shè)備也是表面改性技術(shù)很重要的部分。
(1)煅燒高嶺土表面改性劑的選擇
在選擇表面改性劑時(shí),應(yīng)根據(jù)高嶺土所需要填到加有機(jī)高分子材料及制品的配方、加工工藝等技術(shù)性能的要求,選擇不同的改性劑和助劑。
煅燒高嶺土的表面改性,一般主要選擇硅烷偶聯(lián)劑。對特殊要求的高分子制品,要選擇兩種或兩種以上的改性劑,配制成復(fù)合類的表面改性劑。
可根據(jù)材料的性能和技術(shù)要求等,分別加入一定量的助劑或其它改性劑,配合硅烷偶聯(lián)劑對煅燒高嶺土進(jìn)行有效的表面改性,使煅燒高嶺土的產(chǎn)品性能和質(zhì)量能達(dá)到更高的要求。
表面改性機(jī)的用量,可根據(jù)鍛燒高嶺土的改性量、比表面積、最小包覆面積計(jì)算出。一般的經(jīng)驗(yàn)加入量是0.3%-1.2%左右。
(2)煅燒高嶺土表面改性工藝
首先要對煅燒高嶺土進(jìn)行加熱,以便與硅烷偶聯(lián)劑反應(yīng),并且要求對高嶺土在動(dòng)態(tài)的狀況下保持一定的溫度。只有這樣才能把反應(yīng)過程中及反應(yīng)后多余的水脫除,以達(dá)到偶聯(lián)劑
與高嶺土形成穩(wěn)定和牢固的共價(jià)鍵結(jié)合。由此一定要根據(jù)表面改性的機(jī)理來確定表面改性的工藝。煅燒高嶺土在表面改性過程中,是要在一定的溫度下進(jìn)行反應(yīng)的。
高嶺土表面改性工藝:首先就對煅燒高嶺土進(jìn)行動(dòng)態(tài)加熱到一定的溫度(100℃)時(shí),在其高速動(dòng)態(tài)的狀況下,加入水解后的硅烷偶聯(lián)劑或復(fù)合改性劑,最好以霧化法加入。在
偶聯(lián)劑與高嶺土反應(yīng)過程中的溫度應(yīng)保持在120℃以內(nèi),在高速動(dòng)態(tài)的狀況下,保持的時(shí)間,應(yīng)在3-5分鐘左右。
另外,表面改性劑與高嶺土反應(yīng)過程中,經(jīng)常產(chǎn)生假結(jié)顆粒,給產(chǎn)品質(zhì)量帶來很在的影響,所以必須進(jìn)行有效的分級(jí),只有這樣才能完全保證產(chǎn)品的質(zhì)量。