高嶺土是一種以高嶺石族礦物為主要成分、質地純凈的細粒黏土，其色白、價廉、流動性良好、化學性質穩定、表面陽離子交換量大，因此是涂料行業重要的功能型添加料，甚至可替代20-30%左右的鈦白粉。
 

1、涂料行業對高嶺土的質量指標要求
 
　　涂料對高嶺土的質量指標要求主要體現在白度、粒度、遮蓋力、分散性、325目篩余物、吸油值、沉積體積、pH值、耐候性等方面，下面就以煅燒高嶺土為例，進行詳細說明。
 
（1）白度
 
　　白度是煅燒高嶺上的首要指標，越高越好。色漆也是以白色漆為基漆加色母調制而成的。白度至少應大于90%，有的廠家甚至要求要大于93%。
　　白度穩定非常重要，如果波動太大會影響到涂料的光學性能，造成同一配方下不同批次產品出現色差。
 
（2）粒度
 
　　粒度其實是一個表象的指標，涂料生產廠很少直接去檢測粒度。但因為煅燒高嶺土的其他指標都與粒度有直接關系，如果粒度不夠細，或不合格，都會通過其他指標體現出來。對于煅燒高嶺土生產廠，成品的檢驗指標應為-2μm在80%左右。當然，不同原料生產的產品性能會有不同，如果其他指標合格的話，粒度的要求還可以降低。
　　粒度主要受原礦易磨性和煅燒溫度影響。易磨性受原礦品質決定，主要影響生料階段的粒度，煅燒溫度主要影響窯后打散的粒度。
　　涂料用煅燒高嶺土應用中溫煅燒（1000~1200℃），選擇最佳煅燒溫度則是在非晶相剛剛轉變為硅鋁尖晶石相，此時產生多孔膨體結構，造成孔隙發育，產品的磨耗值相對較低。
 

▼GB/T14563-2008高嶺土及其試驗方法

 

（3）遮蓋力
 
　　遮蓋力是涂料對煅燒高嶺土最看重的一項指標。粉料越細，在涂料中形成的界面越多，對光線的折射、反射越強，特別是在粒徑等于可見光的波長時，具有最強的散射作用，能產生最大的遮蓋力，當小于此值時，遮蓋力會因光線的衍射作用而變小。
　　對于太細的高嶺土，在涂料中能否充分分散也是影響其遮蓋力的一個重要因素。煅燒雖使高嶺土在水性涂料中的遮蓋力有所提高，但不顯著，有些情況下容易發生燒結而形成粗大顆粒，反而使遮蓋力下降，嚴重時根本不能用于涂料。
　　另一個問題是1000℃以下煅燒有時會產生淺紅色相，這對白色顏料是很不利的。采用1050℃煅燒并進行超細粉碎遮蓋力較好。
 
（4）分散性
 
　　國內涂料行業所說的分散性，與國外所說的海氏細度概念是相同的。雖然煅燒高嶺土經過了超細粉碎，平均粒徑能達到1μm或者更低，但在涂料里，在高粘度的母液里面，顆粒間不是單獨的而是相互團合在一起。煅燒高嶺土在涂料體系里能分散開來的這種能力叫做分散性。
　　煅燒高嶺土的分散性較好，如果磨礦等級達到了最終要求，在涂料體系內就能夠分散開。一般煅燒高嶺土的分散性與磨礦的最終效果有關，如果在超細加工過程中含有45μm或更大的顆粒，那么在涂料體系里無論如何也分散不開。對該項指標的要求是小于45μm，且越小越好。如鈦白粉的分散性可達到25μm，對應于磨礦等級應選4級以上。
 
（5）325目篩余物
 
　　325目篩余物是重要指標，涂料對該指標的要求是<0.02%，且越小越好。325目篩余物也主要與磨礦的最終效果有關，要求超細加工過程中不能有45μm或更大的顆粒。還有一個影響因素就是雜質，混入雜質對325目篩余含量影響最明顯。
 

▼巴斯夫Satintone系列煅燒高嶺土類型及應用領域

 

▼巴斯夫Satintone系列煅燒高嶺土性能指標

 

（6）吸油值
 
　　涂料要求煅燒高嶺土的吸油值為50g/100g~60g/100g為適中，吸油量過高，則用相同配方制成的涂料粘度大，要想降低粘度就必須增加漆基的量，增大了成本；吸油值過低，則制成的涂料容易沉降，開罐性能不好。
　　高嶺土的吸油值和粒徑分布、孔隙度，比表面積有很大關系，也和粒子的晶型有關。粒子粒徑較小時，比表面積較大，吸油值也越高。
 
（7）沉降體積
 
　　沉降體積反映了煅燒高嶺土在涂料中的沉降性能，直接影響到涂料的開罐性能。該項指標應越高越好，越高則顏料越不容易沉降，就會在涂料中保持良好的均勻性。
　　提高粒度或者提高疏水性都可以提高沉降體積，這兩方面都可以在生產中實現，其中疏水性需要對高嶺土進行表面改性。
 
（8）pH值
 
　　pH值反映了煅燒高嶺土的酸堿性，涂料要求其pH值應在6～8之間，基本上接近于中性。煅燒高嶺土本身PH呈中性，因此在涂料行業不需要對PH進行改性。
 
（9）耐候性
 
　　顏料制成油漆并經涂抹后，漆膜經日曬雨淋，會黃變、失光和粉化。顏料能抗拒發生上述變化的能力叫耐候性。煅燒高嶺土對光的化學活性不強烈所以有良好的耐候性能。
 
（10）其他指標
 
　　涂料對煅燒高嶺土的其他指標要求，還有耐酸堿性，混合性能，濕潤性能，密度等，這些是所有煅燒高嶺土的共性，有些不是數字化的指標。
　　值得關注的是，不論高嶺土的哪一項指標，指標穩定是最重要的，如果波動太大，就會給涂料用戶帶來不好的影響。例如吸油值波動太大，就會影響涂料的粘度，影響到涂料的整體性能。所以，煅燒高嶺土生產廠商應針對不同的應用情況推出不同牌號的產品，力求生產穩定，才能吸引客戶。
 
2、涂料用高嶺土市場前景 

　　當前，我國高嶺土需求量穩步增長，且是高嶺土出口大國，但高品質精加工高嶺土市場占有率仍然非常低，尤其是品質優良的高端高嶺土加工產品遠不能滿足市場消費需求。如隱身涂料、耐超高溫涂料、航空航天涂料等仍與國際先進水平差距較大，當前主要依賴進口。
　　據Markets and Markets報告顯示：2016年全球高嶺土市場規模約為43.6億美元，預計到2022年將達到55.2億美元，預測期內復合年增長率為4.1%。涂料行業尤其是高端涂料，將逐步取代耐火材料，成為除陶瓷及造紙行業外的第三大高嶺土消費行業，到2020年，涂料行業高嶺土消費比重將達到10%左右。
　　目前，國內生產的高嶺土產品較為粗糙，高嶺土生產企業需不斷自我升級，加強對高端產品（如納米高嶺土、超細高嶺土）的技術研發，培養深加工技術（提純、超細、改性、復合）人才，并與涂料用戶保持密切聯系，以滿足不斷提高的涂料市場需求。
 

2018年第四期礦物精細加工與應用技術高級研修班
 

培訓大綱：
1、非金屬礦粉體精細加工技術要點分析
2、非金屬礦粉體表面改性技術要點與應用解決方案
3、非金屬礦粉體在涂料中的應用技術解決方案
4、非金屬礦粉體如何打開涂料行業市場解決方案
5、2018涂料狼群工程師技術沙龍
6、聯誼晚宴

 
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部分資料來源：涂料用煅燒高嶺土性能指標及測試方法，作者：畢仲平；Markets and Markets；
編輯整理：粉體技術網

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