高岭土的高温改性
关于高岭土的详细介绍及应用资料
“高岭土(Kａoｌin)”一词来源于中国江西景德镇高岭村产的一种可以制瓷的白色粘土而得名。高岭土矿是高岭石亚族粘土矿物达到可利用含量的粘土或粘土岩。
高岭土因具有许多优良的工艺性能，广泛用于造纸、陶瓷、橡胶、塑料、耐火材料，化工、农药、医药、纺织、石油、建材及国防等部门。随着工业技术的发展和科技迅速提高，陶瓷制品的种类愈来愈多,它不仅与人们日常生活密切相关,而且在国防尖端技术的应用也很广泛,如电气、原子能、喷气式飞机、火箭、人造卫星、半导体、微波技术、集成电路、广播、电视及雷达等方面几乎都需要陶瓷制品。可见高岭土矿产在国民经济和国防建设中所占的重要地位。
一、矿物原料特点
高岭土的岩石学特征与矿物学特征相同，具有松散土状和坚硬岩石状两种外貌，其矿物成分、化学成分和粒度变化都较大。
高岭土的矿物成分由粘土矿物和非粘土矿物组成,前者主要包括高岭石、迪开石、珍珠陶土、变高岭石(1.0nｍ和０.7nm埃洛石)、水云母和蒙脱石;后者主要是石英、长石、云母等碎屑矿物,少量的重矿物及一些自生和次生的矿物，如磁铁矿、金红石、褐(针)铁矿、明矾石、三水铝石、一水硬铝石和一水软铝石等(表4.2２.1)。
高岭石及其多型矿物迪开石和珍珠陶土同属1∶1型二八面体的层状硅酸盐，结构单元层完全相同，单位构造高度为0.7nm,层间以氢键相联结, 无水分子和离子。它们的理想结构式为Al4［Sｉ4Ｏ1０］(ＯH)8,理论化学成分为SiO2 46.54%、Ａl２O３39.50％、H2O13.9６％,它们之间区别在于单元层间堆叠方式不同。高岭石为三斜晶系,一般为无色至白色的细小鳞片，单晶呈假六方板状或书册状,平行连生的集合体往往呈蠕虫状或手风琴状,粒径以0.５~2nm为主,个别蠕虫状可达数毫米。自然界高岭土中高岭石常见,迪开石少见，珍珠陶土罕见。变高岭石（也称埃洛石)包括1.０nm和０．7ｎm两种。１.0nm埃洛石的结构特征是结构单元层与高岭石相同，但层间有一层水分子。结构单元层高度为1.6nm，结构式为Ａl4[Si4O１０](ＯＨ)8·４Ｈ２O,其形态为小于几微米的管状和球粒状。１．0nm埃洛石不稳定,层间水在室温下就可脱出，结构单元层高度减为0.76～0.73ｎm,而且这种变化是不可逆的。失水后形成０.７nｍ埃洛石，在自然界比较稳定。由于失水管状和球粒状被破坏，呈破裂管状和球粒状。高岭石亚族成分特征见表４.22.１。
天然高岭土的性质及其化学改性
天然高岭土的性质及其化学改性
一、天然高岭土的概述
天然高岭土是由长石、石英、雨化矿物等岩石经长时间的风化和水力作用形成
的一种混合物。其主要成分为高岭石和伊利石，同时包含少量的石英、长石、钠长石等其他矿物。
天然高岭土具有吸附性、离子交换性、交联桥接性等多种表面性质及结构性质，使其被广泛应用于化工、环保等领域。但是天然高岭土的广泛应用也受到了一些限制，其中之一便是其性质中存在的一些不足之处，比如吸附能力有限、抗热性较差等。
为了克服天然高岭土存在的不足之处，人们开始进行化学改性，以满足不同领
域的需求。下面将从天然高岭土的性质谈起，探讨其化学改性的方法及其应用。
二、天然高岭土的性质
1. 矿物组成和结构
天然高岭土主要成分为高岭石和伊利石。高岭石是一种层状硅酸盐矿物，化学
式为Al2Si2O5(OH)4，其层间间隙较小，无定向性。伊利石则是一种一水硅酸盐矿物，化学式为K(H3O)(Al,Mg)2(Si,Al)4O10[(OH)2,(H2O)]，其层间距较大，具有定
向性。
2. 物理性质
天然高岭土的颗粒粒径一般在0.01-10微米之间，具有一定的孔隙结构，这使
得其在液固界面上呈现出优良的吸附性。
此外，天然高岭土还具有一定的热膨胀性，这也是其在陶瓷等领域的应用中很
重要的一个物理性质。
3. 化学性质
天然高岭土的化学性质取决于其中各种矿物的含量及其物理结构，其主要表现
在其吸附性、离子交换性等方面。
具体来说，由于其表面带有一定量的羟基、氧化铝等官能团，天然高岭土能够
对各种离子和分子进行吸附和交换。常见的吸附物包括有机分子、金属离子、重金属离子等，这使得天然高岭土在污水处理、废水处理等领域有很好的应用前景。
高岭土在纤维材料领域的应用及效果分析
高岭土在纤维材料领域的应用及效果分析摘要：
高岭土是一种常见的矿石资源，具有丰富的含铝硅元素，并具有优异的吸附性能和耐高温性质。在纤维材料领域，高岭土作为添加剂被广泛应用于增强纤维材料的力学性能、改善纤维材料的界面性能以及提高纤维材料的抗溶解性。本文将重点分析高岭土在纤维材料领域的应用，并探讨其在材料改性方面所起到的作用。
1. 引言
高岭土是一种矿石资源，主要成分为硅酸铝，具有微细颗粒和多孔性结构。在纤维材料领域，高岭土被广泛应用于增强纤维材料的力学性能、改善纤维材料的界面性能以及提高纤维材料的抗溶解性。本文将详细分析高岭土在纤维材料领域的应用及其效果。
2. 高岭土在纤维材料强度提升方面的应用
2.1 高岭土作为增强剂的应用
高岭土作为填充剂添加到纤维材料中可以显著提高纤维材料的力学性能，如拉伸强度、抗压强度和抗弯强度等。高岭土具有微细颗粒和多孔性结构，能够填充纤维材料的孔隙和提高纤维材料的密实度，从而增强纤维材料的力学性能。
2.2 高岭土改进纤维材料界面性能的应用
纤维材料界面性能的改善对于提高纤维材料的性能至关重要。高岭土作为界面改性剂可以改善纤维材料与基质材料之间的相容性，减少纤维材料界面上的裂纹和剥离现象，提高纤维材料的界面附着强度。通过添加适量的高岭土，可以提高纤维材料与基质材料之间的结合强度，从而增加纤维材料的整体强度和韧性。
3. 高岭土在纤维材料耐溶解性方面的应用
纤维材料的耐溶解性是其在特定环境下能否保持其稳定性和功能性的重要指标。高岭土具有优异的吸附性能，可以吸附并稳定悬浮颗粒，防止其析出造成纤维材料的溶解。通过添加适量的高岭土到纤维材料中，可以增加纤维材料的抗溶解性，提高其在特定环境下的稳定性和使用寿命。
煤系高岭土的改性试验研究
烧。
Biblioteka Baidu复合分子筛的制备主要 以水 热合成法为主 ，通过
选择 不 同的有机模 板剂、不同的晶化方法 和不 同的后 处理 方法 ，制备得 到各种特点 的微 孔一介 孔复合分子 筛。常用方法 之一 就是在合成微 孔分子筛 的凝胶 中加 入 合成介孔分子筛 所需的模 板剂 。一般认为 ，陈化后
的凝胶 中含 有沸石 结构的前驱 物 ，通过 加入介 孔模板 剂在 一定条件 下晶化可得 到具有 介孔一微 孔复合结构 的分子筛。利用该 方法 ，通过向陈化 的沸石分子筛 或 凝胶加入 介孑 Ｌ 模 板剂合成 出了具有 介孔结 构的硅铝材 料 ，ｘＲＤ图谱 结果 虽 然 只 出现 了介 孑 Ｌ 结 构 的特 征
—
失率 （ Ｌ ＯＩ ） 在高于 ８ ０ ０ ￣ Ｃ的情 况下都一样 。
（ １ ）
表２ 高岭土 的化学组 成（ ％ ）
Ｘ １ ０ ０ ％
１ ７ ７ ０
式 中 ：Ｉ １ ７ — —烧 前坩埚 和样 品的总质 量 ，ｇ； ／ ７ １ ２ —— 烧后坩 埚和样 品的总质量 ，ｇ ； 脚 样 品质量 ，ｇ ； 十六烷基 三 甲基溴化铵 （ Ｃ ＴＡ Ｂ） ，天津 市光复精
温度对高岭土碱浸过程的影响
璃 。达 到 降低 制 备 改性 水 玻 璃 的 原材 料 消 耗 和缩 短 液 ，再 以 ５００ ｒ／ｍｉｎ的速 度 进 行 机 械搅 拌 。 试 验 温 度
工艺流程的 目的。为普通水玻璃 、改性水玻璃 、其它 分别 为 ８０、９０、１００、ｌｌ０和 １２０℃。在 一 定 的温 度 下 ，
新 疆 有 色 金 属 ＤＯＩ：１０．１６２０６／ｊ．ｃｎｋｉ．６５—１１３６／ｔｇ．２０１６．０１．０２３
第 １期
温度对高岭 土碱浸过程 的影响
塞 尔山拜 ·Ｇ 阔布扎 陵卡 Ｂ．Ａ． 阿布 多力 瓦力耶 夫 ·Ｒ．Ａ． 萨德 阔夫 Ｎ．Ｍ—Ｋ． 依 曼噶 力耶娃 Ｌ＿Ｍ．
ｆ‘‘地 学 冶金 选矿 中心 ”股份 集 团 阿拉 木 图）
硅酸盐制品和氧化铝的生产提供原料基础 。
搅 拌 持续 时 间为 ６０ ｍｉｎ。
高岭土和其他铝硅 酸盐原料的碱浸过程 中 ，二 在碱浸焙烧高岭 土试验结束后 ，以速度 为 ３ ０００
氧化硅的选择性溶 出取决于其矿物成分 和碱浸过程 ｒ／ｍｉｎ的 离 心机 过 滤 分 离液 固 反应 混合 物 ，化 学 分 析
化铝精矿可用 于氧 化铝生产 ，硅 酸盐溶液则是制备 基 于此 ，以选 择性 地 由高 岭 土 溶 出二 氧 化 硅 于 碱 性 各 种 硅Hale Waihona Puke Baidu酸 盐 制 品 的 原 料 弘 。硅 酸盐 产 品 用 于 工 业 生 溶液及 优化碱溶过程为 目的，作为 以往研究 工作 的 产的各领域 ，如 ，水玻璃作为一种无机粘合剂用于制 延 续 ，为 选 择 最 佳 的 溶 出 温 度 ，通 过 温 度 为 ８Ｏ 陶 瓷 ，硅 酸盐 涂 料 、复 合材 料 等 的 制造 方 面 应用 也 非 １２０ ｏＣ的条 件 下进 行 的试 验 ，就 重点 因素一 温度 的影
一种高岭土的改性方法[发明专利]
![一种高岭土的改性方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/628f47bb3b3567ec112d8aa8.png)
专利名称：一种高岭土的改性方法专利类型：发明专利
发明人：苏毅,田辉平,邱中红
申请号：CN200610066442.1申请日：20060331
公开号：CN101045202A
公开日：
20071003
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种高岭土的改性方法，是按照1∶0.001～0.2∶0.1～2∶0～2.2的重量比将高岭土、分散改性剂、酸溶液和去离子水混合，打浆0.5～4小时，将浆液在300～850℃下焙烧60～300分钟，然后冷却，用去离子水洗涤，得到改性后的高岭土。该改性方法可增大高岭土的比表面积、孔体积，改善孔结构，提高高岭土的催化活性，以该方法改性的高岭土作为基质的裂化催化剂，重油裂解催化活性和汽油产率得到提高，干气产率减少。
申请人：中国石油化工股份有限公司,中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院
地址：100029 北京市朝阳区惠新东街甲6号
国籍：CN
代理机构：中国专利代理(香港)有限公司
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改性高岭土性能研究Ⅰ酸性和催化活性
改性高岭土性能研究 .酸性和催化活性
刘从华 高雄厚 张忠东 张永明 潘仲良(兰州炼油化工石化研究院,兰州730060)
刘 育 李树本
(中国科学院兰州化学物理研究所)
摘要 利用29Si和27A lM A S NM R、XRD、N H32T PD、I R、M A T等手段研究了高岭土酸改性过程和酸碱改性后的酸性、催化活性。结果表明,高岭土偏高岭土化过程中形成的四面体铝是偏高岭土具有酸反应活性的直接原因,在850℃左右活性达到最高。酸改性高岭土酸性的产生经历了一次脱羟基(铝的活化)、羟基化(酸反应)、二次脱羟基的过程,其中羟基化是酸性产生的关键步骤。碱改性高岭土的酸性中心数量少于酸改性高岭土,但是前者主要存在稳定的八面体A l—OH,是其酸性中心强度比后者高的原因,在磷含量小于0.8%时,磷改性处理可降低改性高岭土的酸强度。
主题词:高岭土 改性 比表面积 酸性 磷
1 前 言
目前,FCC催化剂含有多达50%的原高岭土,这部分高岭土充当惰性载体,基本上不具有裂化反应活性。提高其活性的有效途径是对惰性高岭土进行化学改性。根据高岭土相变过程中Si、A l化学环境的不同,可将改性方法分为两大类:一类是酸改性,高岭土经过600～900℃焙烧形成偏高岭土,再与酸性物质反应形成酸活白土;另一类是碱改性,高岭土经过900～1200℃焙烧形成高温高岭土,再与碱性物质反应形成碱活白土。这两类活性白土都具有比较理想的中孔结构和瓦斯油裂化活性[1,2]。但基于技术保密等原因,未见有高岭土改性过程及性能的详细报道。在前人工作的基础上,比较系统地研究了高岭土的酸改性过程以及酸、碱改性高岭土的酸性和催化活性,为重油FCC催化剂基质材料的开发提供一定的依据。
高岭土的成分、用途、分类
高岭土的成分、用途、分类
高岭土是一种非金属矿产，是一种以高岭石族粘土矿物为主的粘土和粘土岩，因江西省景德镇高岭村而得名。质纯的高岭土呈洁白细腻、松软土状，具有良好的可塑性和耐火性等理化性质。其矿物成分主要由高岭石、埃洛石、水云母、伊利石、蒙脱石以及石英、长石等矿物组成。
高岭土用途十分广泛，主要用于造纸、陶瓷和耐火材料，其次用于涂料、橡胶填料、搪瓷釉料和白水泥原料，少量用于塑料、油漆、颜料、砂轮、铅笔、日用化妆品、肥皂、农药、医药、纺织、石油、化工、建材、国防等工业部门。
01
高岭土基本概况
1.高岭土物化性质
物化性质：多无光泽，质纯时颜白细腻，如含杂质时可带有灰、黄、褐等色。外观依成因不同可呈松散的土块状及致密状态岩块状。密度2.54-2.60 g/cm3，熔点约1785℃，具有可塑性，湿土能塑成各种形状而不致破碎，并能长期保持不变。
2.高岭土矿床成因类型
以高岭土矿床成因为基础，根据不同成矿作用所体现的成矿地质、地理条件、矿床规模、矿体形态和赋存特征、矿石物质组分等方面的差异，《高岭土矿地质勘探规范》将中国高岭土矿床划分为三种类型、六种亚类型。
①风化型：又分为风化残积亚型和风化淋积亚型;
②热液蚀变型：又分为热液蚀变亚型和现代热泉蚀变亚型;
③沉积型：又分为沉积和沉积-风化亚型及含煤地层中高岭石粘土岩亚型。
3.高岭土矿石工业类型
根据其质地、可塑性和砂质的质量分数分为三种类型：
①硬质高岭土：质硬，无可塑性，粉碎细磨后具可塑性。
②软质高岭土：质软，可塑性较强，砂质质量分数<50%;
③砂质高岭土：质松软，可塑性较弱，砂质质量分数>50%。02
高岭土解理
高岭土解理
高岭土是一种常见的非金属矿类土，主要成分是氧化铝、氧化硅、氧化钙和少量氧化钾等。它通常呈现出灰色、白色、黄色和棕色等不同的颜色，具有较高的耐火度，具有良好的热稳定性，因此在工业和生活中具有广泛的应用。
高岭土的解理性质
高岭土的解理性质是其最重要的性能之一。它具有良好的解理性，即在合适的条件下能够完全解理，从而形成均匀的颗粒。高岭土的解理温度通常在200°C至700°C之间，不同的品种可能会有所差异。在实际应用中，高岭土的解理温度可以根据具体需要进行调整。
高岭土的吸附性能
高岭土具有良好的吸附性能，可以吸附大量的有机物和无机物。这种吸附性使得高岭土在工业和生活中具有广泛的应用，例如在污水
处理、饮用水净化、糖液脱色等领域。高岭土的吸附能力可以通过在颗粒表面修饰改性来实现。
高岭土的化学稳定性
高岭土的化学稳定性较强，可以在酸碱性环境中长期稳定。它不含有机物和易燃物，因此在火灾、爆炸等危险环境中具有较好的安全性能。此外，高岭土还具有一定的抗腐蚀性，可以抵御一些化学物质的侵蚀。
高岭土的应用领域
高岭土在多个领域都有广泛的应用。以下是一些典型的应用领域：
1.工业应用：高岭土主要用于制造陶器、瓷器、玻璃等物品，具有良好的耐火性、耐腐蚀性和高温稳定性。
2.建筑材料：高岭土可以用于生产玻璃纤维、水泥掺合料等建筑材料，具有良好的耐热性、耐久性和抗裂性。
3.化妆品：高岭土可以用于化妆品生产中，具有良好的吸附性和抗氧性。
4.污水处理：高岭土可以用于污水处理中，具有良好的吸附性和降解性。
5.糖液脱色：高岭土可以用于糖液脱色中，具有良好的吸附性和稳定性。
高岭土焙烧活化研究
高岭土焙烧活化研究
一、引言
高岭土，作为重要的非金属矿物之一，在各种工业领域中都有着广泛应用。其中，其在陶瓷制品、催化剂、填充剂等领域的应用最为突出。高岭土焙烧活化是提高其性能的有效途径之一，也是目前研究的热点之一。本文将对高岭土焙烧活化研究的相关内容进行简要介绍。
二、高岭土焙烧活化原理
高岭土焙烧活化是指将高岭土在高温下进行煅烧和还原等处理使其表面氧化物转化为金属单质以及减少结晶水含量、提高热稳定性等过程。焙烧活化能够提高高岭土的物理、化学性质以及结构上的改变。主要包括以下过程：
1.水合物脱除
高岭土中的水合物，主要包括结晶水和吸附水。结晶水是指晶格水，形成在晶体内部，所占比例较大，颜色一般较淡；吸附水是指吸附在岩土颗粒表面的水，易随气氛变化而发生变化，所占比例较小。而在高温下，水合物转化为无水形态，使高岭土发生明显改变。
2.热解分解
在热解分解的过程中，高岭土中的水和有机物质释放出来，进一步减少高岭土的吸附性能和活性。
3.化学反应
在高温下，高岭土与气氛中的氧气、水蒸气、氢气等气体发生化学反应，在高岭土表面形成氧化物，并释放出化学能，提高高岭土的活性。
三、高岭土焙烧活化方法
高岭土焙烧活化方法主要有电炉煅烧法、微波炉煅烧法、流化床煅烧法、还原法等。其中，较为常用的焙烧活化方法有以下几种：
1.电炉煅烧法
电炉煅烧法是将高岭土放在高温条件下，通过电热棒或电流加热，使高岭土晶体发生改变，活性增强。电炉煅烧法是一种简单易行、操作方便的焙烧活化方法。
2.微波炉煅烧法
微波炉煅烧法是利用高频电磁波加热高岭土，使其快速热解，进而实现高岭土的改性。微波炉煅烧法操作简单，加热均匀，因此煅烧温度低、反应时间短。
高岭土的十大加工方法
高岭土的十大加工方法
2022-02-07
高岭土的选矿提纯加工方法主要的目的是使高岭土的品位增加，纯度提高，白度提高。
目前高岭土的选矿提纯增白方法主要有：物理法、化学法和物理化学法。物理法主要有水介质浮沉法、分级、磁选和超细磨矿等；化学法主要有浮选、化学提纯、微生物法漂白、煅烧加工和表面改性等；物理化学法主要有浮选等，也可以物理法和化学法配合使用。各个地方的高岭土矿的成因和种类的不一样，其中所含的伴生矿物杂质就有所不同，选矿加工方法的选取就要有所差异，要因矿而定。
01 水介质浮沉法
水介质浮沉法是指在用水作为介质的条件下，利用各种矿物在水中的浮沉速度和溶解度的不同，把有用矿物和杂质矿物分离开来的一种选矿提纯加工方法。目前，此种方法主要用于高岭土矿中含有石英等砂质矿物的选矿提纯，在我国很多的高岭土生产企业都采用此种方法。此方法简单、易操作，经济成本低；但是，此种方法主要去掉石英、长石、云母等碎屑矿物和岩屑等较粗粒的杂质，同时也可除去部分铁钛矿物。对密度和溶解度与高岭土相似的杂质矿物无法去除，白度提高的不是很明显，适合于较为优质的高岭土矿的选矿提纯。
02分级
分级就是利用矿物颗粒的大小或密度的差别来分离矿物，根据不同的情况，分级方法则不尽相同。若组成矿浆的矿物粒度相差大，则一般用筛网分级；若相
近，则据其密度差别进行选别。常用的分级设备有振动筛、水簸、水力旋流器和离心机等。分级的作用和水介质浮沉法基本相同，主要是用来除去高岭土矿中的长石和石英等杂质矿物，使得高岭土的纯度和煅烧白度得以提高。
03磁选除铁
高岭土结构在煅烧过程中的变化
高岭土结构在煅烧过程中的变化
脱羟、脱水反应是高岭土煅烧过程中发生的主要化学变化。
以上所有特征可以表明，从低温到高温煅烧的过程中，
高岭土晶相发生变化，依次为高岭土、偏高岭土和含尖晶石的高岭土。
对煅烧高岭土的晶体结构、化学活性的变化、热力学特征以及煅烧后高岭土理化性能的
变化进行研究测试，结果表明，高岭土的S04大量分解，煅烧后高岭土中S03含量降低，煅烧温度在500℃以前时，高岭土晶体结构几乎保持不变，煅烧温度达到550℃时，高岭土晶体结构遭到比较严重的破坏。650℃时，高岭土特征衍射峰几乎全部消失，高岭土结构遭到完全破坏。煅烧温度在750℃．950℃之间时，高岭土开始转变为无定型的偏高岭土。从低温到高温煅烧的过程中，高岭土晶相发生变化，依次为高岭土、偏高岭土和含尖晶石的高岭土。研究发现，煅烧到550℃时，高岭土脱羟化，脱羟化后的高岭土活性强，更易与有机硅烷反应，550℃煅烧高岭土理化性能优越，符合进一步改性的需求。
高岭土的差热热重分析如图4—3所示。分析DTA曲线可知：
在100℃、150℃、200℃均出现小的吸热谷，这都可以归因于高岭土脱水。其中，煅烧温度为80℃时，高岭土脱去表面吸附水；煅烧温度达到150℃时，内层吸附水脱出，这些
吸附水未与高岭土结合成键，故而容易脱出；温度继续升高达到200℃以上时，高岭土层间的插层水脱出，由于其与高岭土结合形成氢键，因而需要较高煅烧温度才能脱出。从TG曲线也可以反映相应的失重情况，失重情况与吸热情况基本一致。
从400℃．600℃，DTA曲线显示出显著地吸热谷，TG也曲线急剧下降，变化显著，高岭土失重量达到20％，这可以归因于高岭土结构水的完全消失和羟基脱去，高岭土结构遭到严重破坏。这说明高岭土内部结构水的含量远远大于吸附水，
煅烧高岭土改性后应用效果和需要注意的问题
煅烧高岭土改性后应用效果和需要注意的问题
2022-10-08
经表面改性后的煅烧高岭土与有机高分子材料的交联性有了改善，其分散得到了提高，承受外界负荷的有效截面得到增加，使有机高分子材料制品的力学性能等得到增强，功能性大大提高。
（1）改性煅烧高岭土在涂料中的应用
无机填料一般在涂料液态有机相中的分散可分为润湿，解聚及抗絮凝三个过程。
经表面改性后的煅烧高岭土由亲水变为疏水、亲油、低表面能、吸油量少、易被有机基料润湿、不絮凝、易分散。由于其颗粒表面能的变化，吸油量的减少，降低了与涂料基料间的结构作用，使涂料的粘度降低，消除了高岭土的絮凝，提高了分散性。同时也改善了涂料的流变性和防沉降。并且增加了改性高岭土的添加量，更多的替代颜料等，节约树脂基料，降低成本，这也适应环保的高固体涂料的要求。
由于改性高岭土的改性剂主体是有机硅类高分子材料，它们具有优良的耐高低温、耐紫外线、耐氧化降解以及电绝缘等性能。经表面改性的煅烧高岭土，用于耐候涂料、耐热涂料、电绝缘涂料、隔离涂料中均可对这些产品特殊性能的要求起到一定的作用。
（2）改性高岭土在塑料制品中的应用
在PVC塑料电缆中加入改性煅烧高岭土，可提高电缆的体积电阻率，是PVC高压电缆生产中不可缺少的一种功能性材料。
改性煅烧高岭土填料加到农用PE塑料大棚膜中，可起到阻隔远红外线的作用。由于在农用塑料大棚膜中，夜间土壤的温度高于棚内空间的温度时，土壤将发出波长7～14μm的远红外线，而填加改性高岭土的大棚膜，可起到阻隔作用。
（3）改性煅烧高岭土在橡胶制品中的应用
高岭土改性资料
产品品牌：
本原
产品型号：
WNT01
产地：
河北
包装：
纸袋
SiO2：
46
热稳定性：
550 ℃
平均粒度：
300nm
Fe2O3含量：
0.6%
活性高岭土
本品是经高岭土选矿提纯、解离、分级、活化而成。主要成分为高岭土含量大于95%。粉体颗粒细小，比表面积大。其中10μm含量大于98%，小于500nm的含量80%，比表面积为10m2/g。纳米尺寸效应和表面效应明显，具有较高的表面能，加之高岭石的层间域特点构成良好的纳米材料。
活性高岭土的粒度分布
活性高岭土的粒度分布图
活性高岭土的性能参考指标
用作填料的优越性
1、活性高岭土是由纳米片状粒子组成。表面滑动表现出粉体的流动和分散性，使得在混炼时生热小有助操作要求和制品表面光洁度提高。
2、高岭石为含水的硅酸盐矿物，结晶水含量在13.5%以上，在加温过程中发生以下的变化：
⑴ Al2O3·2SiO2·2H2O（高岭石）520--600℃Al2O3·2SiO2（偏高岭石）+2H2O
⑵ Al2O3·2SiO2（偏高岭石）925℃2Al2O3·3SiO2（硅铝尖晶石）+ SiO2
热分析表明活性高岭石在100℃和520℃--650℃存在吸热反应放出吸附水和结晶水，吸热和释放结晶水延缓和降低了燃烧强度，这是煅烧高岭土没有的。因此活性高岭土具有阻燃性。
3、优良的尺寸效应、表面活性和极大的表面积，有助于隔离离子和吸附或控制离子流动，达到绝缘的作用，这与煅烧高岭土有同效之功。而尺寸效应大于煅烧高岭土，并接近于白炭黑。
4、活性高岭土的尺寸和结构特点，能赋予材料以优异的特性，是一良好的功能填料。
煅烧高岭土怎么改性应用效果如何有哪些注意事项
煅烧高岭土怎么改性应用效果如何有哪些注
意事项
煅烧高岭土的表面改性是一种特别紧要的深加工手段，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非常有效的途径。
对煅烧高岭土进行表面改性，是要更改高岭土粉体颗粒界面的性质，改善煅烧高岭土与有机高分子材料的亲合性，提高在有机高分子材
料中的分散性，加强制品的多种性能，起到功能性的作用，加添煅烧高
岭土的填加量，提高产品档次，降低高分子制品的成本。
1、煅烧高岭土如何选择表面改性剂？
煅烧高岭土的表面改性是依据应用的需要，将其表面原有的物理
化学性质进行更改。即是利用表面化学的方法，将有机物分子的官能团
在煅烧高岭土颗粒表面产生吸附作用或化学反应，对颗粒表面进行包覆，使煅烧高岭土的表面有机化，便于与有机高分子材料的结合。
煅烧高岭土表面改性重要使用硅烷偶联剂、钛酸脂偶联剂、铝酸
脂偶联剂等。
（1）硅烷偶联剂
硅烷偶联剂具有品种多、结构多而杂、用量少而效果显著、用途
广泛的特点。硅烷偶联剂是一类分子中同时含有两种不同性质基团的有
机硅化合物，可以用以下通式表示：YSiX3，其式中X3是水解基团，一
般是烷氧基，这类基团水解后生成Si—OH，可与煅烧高岭土颗粒表面产生化学反应，形成氢键，并缩合成共价键。由于氢键和共价键是远比范
德华力强的界面作用力，而且硅烷偶联剂与煅烧高岭土粉体间的界面总
键能要远远高出单纯的物理吸附。因此呈现出对煅烧高岭土粉体界面有
很强的附着力。
在此期间硅烷偶联剂各分子间的Si—OH相互缩合，齐聚形成网状
结构的膜，覆盖在高岭土粉体颗粒的表面，并外露有Y反应活性的官能
煅烧高岭土的物理性质变化研究
煅烧高岭土的物理性质变化研究
高岭土是一种常见的矿物类粘土矿物，其主要成分是硅酸铝和少量的钙、铁、
镁等元素。在陶瓷、建筑材料、橡胶、塑料、颜料等领域具有广泛的应用。然而，在应用过程中，煅烧高岭土的物理性质变化对于其性能具有重要影响。本文将重点研究煅烧高岭土的物理性质变化，并探讨其影响因素和应用前景。
煅烧高岭土的物理性质主要体现在热膨胀性、结构稳定性和机械性能等方面。
首先介绍热膨胀性，高岭土的热膨胀性与其晶体结构有关。高岭土晶体结构中的水合离子在加热过程中逐渐脱水，导致晶体结构发生变化，从而引起体积的变化。高岭土的热膨胀系数与其晶体结构以及热处理温度有关，一般来说，高岭土的膨胀系数在加热至800℃左右时达到峰值，随后会逐渐减小。
其次是高岭土的结构稳定性。高岭土的结构稳定性与其晶体结构的完整性以及
热处理温度有关。在较低的温度下，高岭土的结构相对稳定，但在高温煅烧过程中，晶体结构会发生不可逆的物理和化学变化，导致结构破坏。这种结构破坏对于高岭土的应用性能具有重要的影响，煅烧温度的选择要根据具体应用要求来确定。
再次是高岭土在煅烧过程中的机械性能变化。高岭土的机械强度和塑性是评价
其性能的重要指标之一。煅烧温度的选择对高岭土的机械性能具有重要影响。在煅烧过程中，高温会导致高岭土晶体结构发生变化，晶界和晶内缺陷增加，从而导致机械性能的下降。然而，在一定的煅烧温度范围内，适度的结晶度提高和物理改性可以改善高岭土的机械性能，这一点在高岭土改性材料的制备中得到了广泛的应用。
高岭土的物理性质变化受多种因素的影响，包括煅烧温度、保温时间、矿石来
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高岭土的高温改性
1.文献综述
质纯的高岭土具有白度高、质软、易分散悬浮于水中、良好的可塑性和高的粘结性、优良的电绝缘性能；具有良好的抗酸溶性、很低的阳离子交换量、较好的耐火性等理化性质。因此高岭土已成为造纸、陶瓷、橡胶、化工、涂料、医药和国防等几十个行业所必需的矿物原料。高岭土在造纸工业的应用十分广泛。主要有两个领域，一个是在造纸（或称抄纸）过程中使用的填料，另一个是在表面涂布过程中使用的颜料。
原子反应堆、航天飞机和宇宙飞船的耐高温瓷器部件，也用高岭土制成。目前，全球高岭土总产量约为4000万吨(该数据属于简单的国与国产量的相加，其中没有统
计原矿的贸易量，包含较多的重复计算)，其中精制土约为2350万吨。造纸工业是精
制高岭土最大的消费部门，约占高岭土总消费量的60%。据加拿大Temanex咨询公司
提供的数据，2000年全球纸和纸板总产量约为31900万吨，全球造纸涂料用高岭土总
用量为约1360万吨。对于一般文化纸，填料量占纸重量的10-20%。对于涂布纸和板( 主要包括轻量涂布纸、铜版纸和涂布纸板)，除了需要填料外，还需要颜料，填、颜
料用的高岭土所占比重为纸重的20-35%。高岭土应用于造纸，能够给予纸张良好的覆
盖性能和良好的涂布光泽性能，还能增加纸张的白度、不透明度，光滑度及印刷适性，极大改善纸张的质量。
高岭土与水结合形成的泥料，在外力作用下能够变形，外力除去后，仍能保持这
种形变的性质即为可塑性。可塑性是高岭土在陶瓷坯体中成型工艺的基础，也是主要
的工艺技术指标。通常用可塑性指数和可塑性指标来表示可塑性的大小。可塑性指数
是指高岭土泥料的液限含水率减去塑限含水率，以百分数表示，即W塑性指数=100(W 液性限度-W塑性限度)。可塑性指标代表高岭土泥料的成型性能，用可塑仪直接测定
泥球受压破碎时的荷重及变形大小可得，以kg·cm表示，往往可塑性指标越高，其
成型性能越好。高岭土的可塑性可分为四级。
可塑性强度可塑性指数可塑性指标
强可塑性>153.6
中可塑性7—152.5—3.6
弱可塑性1—7<2.5
非可塑性<1
结合性指高岭土与非塑性原料相结合形成可塑性泥团并具有一定干燥强度的性
能。结合能力的测定，是在高岭土中加入标准石英砂(其质量组成0.25—0.15粒级占70%，0.15—0.09mm粒级占30%)。以其仍能保持可塑泥团时的最高含砂量及干燥后的抗折强度来判断其高低，掺入的砂越多，则说明这种高岭土结合能力就越强。通常凡可塑性强的高岭土结合能力也强。
烧结性是指将成型的固体粉状高岭土坯体加热至接近其熔点(一般超过1000℃)时，物质自发地充填粒间隙而致密化的性能。气孔率下降到最低值，密度达到最大值的状态，称为烧结状态，相应的温度称为烧结温度。继续加热时，试样中的液相不断增加，试样开始变形，此时温度即称转化温度。烧结温度与转化温度的间隔称烧结范围。烧结温度和烧结范围在陶瓷工业中是决定坯料配方、选择窑炉类型的重要参数。试料以烧结温度低、烧结范围宽(100—150℃)为宜，工艺上可以用掺配助熔原料及将不同类型的高岭土按比例掺配的方法控制烧结温度及烧结范围。
烧成收缩性是指已干燥的高岭土坯料在烧成过程中，发生一系列物理化学变化(脱水作用、分解作用、生成莫来石，易熔杂质熔化生成玻璃相充填于质点间的空隙等)，而导致制品收缩的性能，也分为线收缩和体收缩两种。同干燥收缩一样，烧成收缩太大，容易导致坯体开裂。另外，焙烧时，坯料中若混有大量的石英，它将发生晶型转化(三方→六方)，使其体积膨胀，也会产生反收缩。
耐火性是指高岭土抵抗高温不致熔化的能力。在高温作业下发生软化并开始熔融时温度称耐火度。其可采用标准测温锥或高温显微直接测定，也可用M．A．别兹别洛道夫经验公式进行计算。
耐火度t(℃)=[360+Al2O3-R2O]/0.228
式中：Al2O3为SiO2和Al2O3分析结果之和为100时其中Al2O3所占的质量百分比；R2O为SiO2和Al2O3分析结果之和为100时其它氧化物所占的质量百分比。
通过此公式计算耐火度的误差在50℃以内。
耐火度与高岭土的化学组成有关，纯的高岭土的耐火度一般在1700℃左右，当水云母、长石含量多，钾、钠、铁含量高时，耐火度降低，高岭土的耐火度最低不小于1500℃。工业部门规定耐火材料的R2O含量小于1.5—2%，Fe2O3小于3%。
结果表明，与未煅烧高岭土相比，低温煅烧高岭土的结合水含量减少，二氧化硅和三氧化铝含量均增大，活性点增加，结构发生变化，粒径较小且均匀，与未煅烧高岭土填充NR胶料相比，低温煅烧高岭土填充NR胶料的硫化特性曲线基本一致，绍尔A型硬度不变，拉伸强度提高，两者的物理性能均达到运动鞋非透明鞋底行业标准的要求。
日前陶瓷、橡胶、塑料、人造革、自水泥、耐火材料、化学等工业以及农业毋有广泛应用。随着对高蛉土选矿工艺的进一步提高，高岭土的应用范围将日趋广泛。煤田地质系统备单位，可以从实际情况出发，立足于煤系地层中高蛉土资源及市场需求。高岭土是自然界中普遍存在的一种非金属矿，过去一般用于生产陶瓷，耐火材料以及少量掺入塑料，橡胶中怍填料。随着国民经济各领域的日益发展，人们越来越重视高蛉土的深度加工，因为这样不仅可以获取新的具有特殊性能的材料，而且还可提高经济效益。对高岭土进行深加工舳方法之一，即将巳淘洗和韧步烘干磨耪的高岭土进一步加热，焙烧，脱水，使其变成偏高岭土，用作塑料电缆科的填料，以提高电缆包皮的绝缘性能。常用的鞋类橡胶填充剂主要有有机填充剂和无机填充剂两种，前者包括再生胶和回收料等，后者包括白炭黑、碳酸钙、钛白粉、碳酸镁、氧化镁、炭黑和锌氧粉等。高岭土是近几年开发的一种新型橡胶制品填充剂。
但是在高岭土的所有应用都必须的经过加工成为细粉，才能加入到其他材料中，完全融合。
2．实验步骤
2.1 实验原料：
主要原料：煤系高岭土（工业矿，乌海）,化学成分见表2.1：
表2.1 高岭土矿的主要化学成分（%）
其他试剂：氢氧化钠(NaOH)、碳酸钠(Na2CO3)、碳酸钙(CaCO3)、氯化钠(NaCl)、氯化钙(CaCl2)、氯化钾(KCl)、硫酸(H2SO4)、尿素(CO(NH2)2)、碳粉(化学纯试剂)。其中氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钙、氯化钠、氯化钙、氯化钾、氟化钙作为高岭土的煅烧助剂，尿素作为插层剂，碳粉在研究还原气氛对煅烧高岭土白度的影响试验中作为还原剂，提供还原气氛。
2.2 实验设备
实验设备见表2.2
表2.2 实验设备及型号