煅燒高嶺土是天然高嶺土經煅燒脫水、去除揮發性物質而制得的一種白度高、比表面積大、絕緣性和熱穩定性好的礦物質材料。煅燒高嶺土具有優異的耐化學腐蝕性、耐溶劑性、耐酸堿性及良好的補強和加工性能，廣泛應用于油漆、涂料、造紙、橡膠和塑料制品、電纜、陶瓷等行業。
圖1 煅燒高嶺土的用途
1、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，煅燒產品的物相不同，特性不同，致使應用方向和應用領域也不同。因此，煅燒溫度是產生不同高嶺土產品的關鍵因素。
低溫煅燒（600-1000℃），其高嶺土產品活性高，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℃），其高嶺土產品白度高、不透明性好，可用于造紙、涂料工業，替代鈦白粉作結構性顏料。用于造紙可增加紙涂層孔隙體積和松厚度，減少壓光時的亮度和不透明度的損失。
高溫煅燒（1200℃以上），其高嶺土產品為莫來石、堇青石，用于生產莫來石粒密鑄造型砂、高級耐火材料和特種陶瓷等。
根據煅燒溫度的不同，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/cm³，可用于造紙填料和涂布。
完全煅燒高嶺土：煅燒溫度為1000-1050℃，在電子顯微鏡下已出現少量莫來石晶體，密度約2.7 g/cm³，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十分重要，在高檔紙板涂料中其用量也在擴大。
2、煅燒高嶺土的表面改性
煅燒高嶺土的表面改性，是根據應用的需要有目的地將其表面原有的物理及化學性質進行改變。即是利表面化學的方法，將有機物分子中的官能團在高嶺土顆粒表面產生吸附作用或化學反應，對其顆粒表面進行包覆，使高嶺土的表面有機化。
煅燒高嶺土表面改性的目的是要改變高嶺土粉體界面的性質，改善煅燒高嶺土與有機高分子材料的親合性，提高在有機高分子材料中的分散性，增強制品的多種性能，起到功能性的作用，增加煅燒高嶺土的填加量，提高產品檔次，降低制品的成本。
煅燒高嶺土的表面改性是一項非常重要的深加工手段，也是擴大煅燒高嶺土應用領域和提高有機高分子制品質量的一條十分有效的途徑。
表面改性劑的選擇和應用是高嶺土表面改性的關鍵技術，同時表面改性的工藝和設備也是表面改性技術很重要的部分。
（1）煅燒高嶺土表面改性劑的選擇
在選擇表面改性劑時，應根據高嶺土所需要填到加有機高分子材料及制品的配方、加工工藝等技術性能的要求，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，配制成復合類的表面改性劑。
可根據材料的性能和技術要求等，分別加入一定量的助劑或其它改性劑，配合硅烷偶聯劑對煅燒高嶺土進行有效的表面改性，使煅燒高嶺土的產品性能和質量能達到更高的要求。
表面改性機的用量，可根據鍛燒高嶺土的改性量、比表面積、最小包覆面積計算出。一般的經驗加入量是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行加熱，以便與硅烷偶聯劑反應，并且要求對高嶺土在動態的狀況下保持一定的溫度。只有這樣才能把反應過程中及反應后多余的水脫除，以達到偶聯劑與高嶺土形成穩定和牢固的共價鍵結合。由此一定要根據表面改性的機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行反應的。所以，首先就對煅燒高嶺土進行動態加熱到一定的溫度（100℃）時，在其高速動態的狀況下，加入水解后的硅烷偶聯劑或復合改性劑，最好以霧化法加入。在偶聯劑與高嶺土反應過程中的溫度應保持在120℃以內，在高速動態的狀況下，保持的時間，應在3-5分鐘左右。
另外，表面改性劑與高嶺土反應過程中，經常產生假結顆粒，給產品質量帶來很在的影響，所以必須進行有效的分級，只有這樣才能完全保證產品的質量。
圖2 煅燒高嶺土表面改性工藝
（3）煅燒高嶺土表面改性設備
煅燒高嶺土表面改性的設備有高速捏合機、連續式改性機和高頻振動研磨機等。
高速捏合機改性：將鍛燒高嶺土粉體加入到捏合機中，在攪拌葉片的高速旋轉運動下，高速旋轉的料流撞擊到折流板上，改變物料流動的方向，物料可旋轉式的上下轉動，強化了物料的混合與分散效果，當磨擦升溫后，滴加助劑，調整鍛燒高嶺土的表觀性質。當溫度繼續上升時，以霧化或滴加的方式加入改性劑，然后再經高速攪拌等工藝，達到表面改性的目的。
連續改性機改性：SLG三筒連續改性機是將高嶺土和復合改性劑按一定比例分加，以螺旋送料方式進入到改性腔中，高嶺土可在該段加熱。物料進入改性腔體后，在高速旋轉的轉子帶動下，呈流化態旋轉，對物料進行充分打散混合和強制改性。
（圖片來源：江陰啟泰SGL型連續式粉體表面改性機）
高頻振動研磨機：該設備是依靠激振器，使筒體內的介質產生高頻率小振幅的振動，由于振動加速度比重力加速度大得多，使磨管內的介質產生高強度的沖擊和旋轉運動，并且物料可快速升溫，使物料在強力振動和一定的溫度中能快速有效地被打散、混合。
該法可將鍛燒后的高嶺土的打散和表面改性一次完成，在打散的過程中即可進行表面改性。使用該機前首先要調整好介質的級配，當物料輸入磨機振動磨擦升溫后，復合改性劑可在磨管的加液口處以霧化的方式按物料的流動比量加入，也可在上、下磨管的加液口處，分別加入助劑和改性劑等。
該設備的改性效果不但好，而且還可提高鍛燒高嶺土的加工效率、簡化生產工藝，降低了高嶺土的改性成本，具有很好的應用價值。
表面改性設備的選擇應根據煅燒高嶺土的表面改性機理所確定的工藝為基準，選擇和配套表面改性機組。
不管用什么樣的表面改性設備，都要以表面改性的機理和表面改性的工藝為依據，來滿足煅燒高嶺土表面改性工藝的技術要求。應要求表面改性設備能在高速動態狀況下加熱到100℃以上，并能保溫，可排除水蒸氣，表面改性劑可以分加，有分級的功能，解決表面改性的團聚問題，保證產品的質量。
3、煅燒高嶺土表面改性需要注意的問題
目前，改性鍛燒高嶺土主要應用于有機高分子制品行業，而這些行業所用的有機原料、配方、加工工藝及技術性能的要求不同，這樣就給鍛燒高嶺土的表面改性提出了一個重要的問題，即怎樣才能適應和滿足其要求，并能顯示出改性高嶺土的功能性。
改性高嶺土能否起到功能性作用，首先應注意各種有機高分子制品的原輔材料和生產工藝的技術環節，是不是能在加工中相輔相成，相克相消，認真分析原輔材料的質量、規格、配方設計等工藝技術參數和工藝條件等，這些因素都能影響到改性高嶺土的應用效果。
要搞好高嶺土表面改性工作，就需認真地了解有機高分子制品的主要技術要求，主體原材料及加工工藝等。應以此為依據，有針對性地選擇好改性劑，調整好改性劑的配方，確定合理的加工工藝。
高嶺土的表面改性，不僅只用偶聯劑，而是要根據不同鍛燒溫度的高嶺土性質及有機高分子制品的技術要求，加入一定量的其它功能性的助劑，配合主體偶聯劑進行更有效的表面改性，使改性高嶺土的性能和質量達到更高的要求。
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