煅烧高岭土是天然高岭土经煅烧脱水、去除挥发性物质而制得的一种白度高、比表面积大、绝缘性和热稳定性好的矿物质材料。煅烧高岭土具有优异的耐化学腐蚀性、耐溶剂性、耐酸碱性及良好的补强和加工性能,广泛应用于油漆、涂料、造纸、橡胶和塑料制品、电缆、陶瓷等行业。

  

『1』

煅烧高岭土的煅烧工艺

        高岭土在煅烧过程中由于煅烧温度不同,煅烧产品的物相不同,特性不同,致使应用方向和应用领域也不同。因此,煅烧温度是产生不同高岭土产品的关键因素。

       低温煅烧(600-1000℃),其高岭土产品活性高,用于合成分子筛、铝盐化工及塑料、橡胶的功能性材料。

       中温煅烧(1000℃-1200℃),其高岭土产品白度高、不透明性好,可用于造纸、涂料工业,替代钛白粉作结构性颜料。用于造纸可增加纸涂层孔隙体积和松厚度,减少压光时的亮度和不透明度的损失。

       高温煅烧(1200℃以上),其高岭土产品为莫来石、堇青石,用于生产莫来石粒密铸造型砂、高级耐火材料和特种陶瓷等。

        根据煅烧温度的不同,可将煅烧高岭土分为不完全煅烧高岭土和完全煅烧高岭土。

       不完全煅烧高岭土:煅烧温度为650-750℃,脱羟基,密度2.4-2.5g/cm⊃3;,可用于造纸填料和涂布。

       完全煅烧高岭土:煅烧温度为1000-1050℃,在电子显微镜下已出现少量莫来石晶体,密度约2.7g/cm⊃3;,白度在90%以上。完全煅烧高岭土的良好性能对涂布纸,尤其是对低定量涂布纸的生产十分重要,在高档纸板涂料中其用量也在扩大。

『2』

煅烧高岭土的表面改性

      煅烧高岭土的表面改性,是根据应用的需要有目的地将其表面原有的物理及化学性质进行改变。

       表面改性机理:利表面化学的方法,将有机物分子中的官能团在高岭土颗粒表面产生吸附作用或化学反应,对其颗粒表面进行包覆,使高岭土的表面有机化。

       表面改性目的:

  •  1、要改变高岭土粉体界面的性质,改善煅烧高岭土与有机高分子材料的亲合性;

  •  2、提高在有机高分子材料中的分散性,增强制品的多种性能,起到功能性的作用;

  •  3、增加煅烧高岭土的填加量,提高产品档次,降低制品的成本。

       煅烧高岭土的表面改性是一项非常重要的深加工手段,也是扩大煅烧高岭土应用领域和提高有机高分子制品质量的一条十分有效的途径。

       表面改性剂的选择和应用是高岭土表面改性的关键技术,同时表面改性的工艺和设备也是表面改性技术很重要的部分。

  (1)煅烧高岭土表面改性剂的选择

       在选择表面改性剂时,应根据高岭土所需要填到加有机高分子材料及制品的配方、加工工艺等技术性能的要求,选择不同的改性剂和助剂。

      煅烧高岭土的表面改性,一般主要选择硅烷偶联剂。对特殊要求的高分子制品,要选择两种或两种以上的改性剂,配制成复合类的表面改性剂。

       可根据材料的性能和技术要求等,分别加入一定量的助剂或其它改性剂,配合硅烷偶联剂对煅烧高岭土进行有效的表面改性,使煅烧高岭土的产品性能和质量能达到更高的要求。

        表面改性机的用量,可根据锻烧高岭土的改性量、比表面积、最小包覆面积计算出。一般的经验加入量是0.3%-1.2%左右。

  (2)煅烧高岭土表面改性工艺

       首先要对煅烧高岭土进行加热,以便与硅烷偶联剂反应,并且要求对高岭土在动态的状况下保持一定的温度。只有这样才能把反应过程中及反应后多余的水脱除,以达到偶联剂与高岭土形成稳定和牢固的共价键结合。由此一定要根据表面改性的机理来确定表面改性的工艺。

       煅烧高岭土在表面改性过程中,是要在一定的温度下进行反应的。

     高岭土表面改性工艺:首先就对煅烧高岭土进行动态加热到一定的温度(100℃)时,在其高速动态的状况下,加入水解后的硅烷偶联剂或复合改性剂,最好以雾化法加入。在偶联剂与高岭土反应过程中的温度应保持在120℃以内,在高速动态的状况下,保持的时间,应在3-5分钟左右。

       另外,表面改性剂与高岭土反应过程中,经常产生假结颗粒,给产品质量带来很在的影响,所以必须进行有效的分级,只有这样才能完全保证产品的质量。

     (3)煅烧高岭土表面改性设备

      煅烧高岭土表面改性的设备有高速捏合机、连续式改性机和高频振动研磨机等。

       高速捏合机改性:将锻烧高岭土粉体加入到捏合机中,在搅拌叶片的高速旋转运动下,高速旋转的料流撞击到折流板上,改变物料流动的方向,物料可旋转式的上下转动,强化了物料的混合与分散效果,当磨擦升温后,滴加助剂,调整锻烧高岭土的表观性质。当温度继续上升时,以雾化或滴加的方式加入改性剂,然后再经高速搅拌等工艺,达到表面改性的目的。

       连续改性机改性:SLG三筒连续改性机是将高岭土和复合改性剂按一定比例分加,以螺旋送料方式进入到改性腔中,高岭土可在该段加热。物料进入改性腔体后,在高速旋转的转子带动下,呈流化态旋转,对物料进行充分打散混合和强制改性。

       高频振动研磨机:该设备是依靠激振器,使筒体内的介质产生高频率小振幅的振动,由于振动加速度比重力加速度大得多,使磨管内的介质产生高强度的冲击和旋转运动,并且物料可快速升温,使物料在强力振动和一定的温度中能快速有效地被打散、混合。

       该法可将锻烧后的高岭土的打散和表面改性一次完成,在打散的过程中即可进行表面改性。使用该机前首先要调整好介质的级配,当物料输入磨机振动磨擦升温后,复合改性剂可在磨管的加液口处以雾化的方式按物料的流动比量加入,也可在上、下磨管的加液口处,分别加入助剂和改性剂等。

       该设备的改性效果不但好,而且还可提高锻烧高岭土的加工效率、简化生产工艺,降低了高岭土的改性成本,具有很好的应用价值。

       表面改性设备的选择应根据煅烧高岭土的表面改性机理所确定的工艺为基准,选择和配套表面改性机组。

       不管用什么样的表面改性设备,都要以表面改性的机理和表面改性的工艺为依据,来满足煅烧高岭土表面改性工艺的技术要求。应要求表面改性设备能在高速动态状况下加热到100℃以上,并能保温,可排除水蒸气,表面改性剂可以分加,有分级的功能,解决表面改性的团聚问题,保证产品的质量。

『3』

煅烧高岭土表面改性需要注意的问题

       目前,改性锻烧高岭土主要应用于有机高分子制品行业,而这些行业所用的有机原料、配方、加工工艺及技术性能的要求不同,这样就给锻烧高岭土的表面改性提出了一个重要的问题,即怎样才能适应和满足其要求,并能显示出改性高岭土的功能性。

       改性高岭土能否起到功能性作用,首先应注意各种有机高分子制品的原辅材料和生产工艺的技术环节,是不是能在加工中相辅相成,相克相消,认真分析原辅材料的质量、规格、配方设计等工艺技术参数和工艺条件等,这些因素都能影响到改性高岭土的应用效果。

      要搞好高岭土表面改性工作,就需认真地了解有机高分子制品的主要技术要求,主体原材料及加工工艺等。应以此为依据,有针对性地选择好改性剂,调整好改性剂的配方,确定合理的加工工艺。

       高岭土的表面改性,不仅只用偶联剂,而是要根据不同锻烧温度的高岭土性质及有机高分子制品的技术要求,加入一定量的其它功能性的助剂,配合主体偶联剂进行更有效的表面改性,使改性高岭土的性能和质量达到更高的要求。


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煅烧高岭土表面改性工艺及注意事项!