煤系高嶺土在橡膠

1、煤系高嶺土在橡膠、塑料等高分子材料中的應(yīng)用劉伯元1，李寶智2，劉欽甫31.冶金部華東地勘局礦研所，安微合肥 230022；2.核工業(yè)包頭助劑廠，內(nèi)蒙古包頭 014010；3.中國礦業(yè)大學(xué)北京校區(qū)，北京 100083摘 要：煤系高嶺土是中國獨(dú)特的高嶺土資源，經(jīng)過煅燒后的高嶺土是一種獨(dú)特的優(yōu)質(zhì)原料。只有經(jīng)過超細(xì)粉碎和表面改性等深加工技術(shù)處理才能成為橡、塑等高分子材料的填料。本文中綜述了10年來該產(chǎn)品在橡膠、塑料中應(yīng)用的技術(shù)進(jìn)展。關(guān)鍵詞：煤系高嶺土；橡膠；塑料；填料煤系高嶺土主要由高嶺石及炭質(zhì)等組成，是我國北方石炭、二疊紀(jì)煤層伴生的高嶺石礦，也稱為煤矸石。礦石呈灰色-黑色，塊狀結(jié)構(gòu)，殼狀斷口，隱晶質(zhì)

2、結(jié)構(gòu)，蠕蟲狀晶體，結(jié)晶有序度高。這種高嶺石與煤層具有一定的成因關(guān)系，一般厚度可達(dá)0.31.5m，且有的礦段可出現(xiàn)數(shù)層，已成為我國的一種獨(dú)特的高嶺土資源，并在高嶺土工業(yè)中占有后來居上，舉足輕重的地位。煤系高嶺土和其他來源的高嶺土不同，成分單一且穩(wěn)定。如山西大同產(chǎn)的煤系高嶺土其主要成分為：w(SiO2)>45%，w(Al2O3)>37%，w(Fe2O3-FeO)<0.4%，w(TiO2)<0.4%，w(CaO+MgO+K2O+Na2O)<0.5%，其原礦化學(xué)組分均優(yōu)于國內(nèi)外其他高嶺土礦，已近似單礦物高嶺石標(biāo)準(zhǔn)。由于原礦純度高，煅燒后的硅、鋁氧化物含量穩(wěn)定，變化范圍小，

3、SiO2的質(zhì)量分經(jīng)煅燒后白度可達(dá)數(shù)介于52.45%53.10%之間，Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于44.19%45.39%之間。90%以上，最高可達(dá)95%，高于美國、英國的煅燒高嶺土。1 煤系高嶺土的超細(xì)和煅燒加工煤系高嶺土經(jīng)粉碎、超細(xì)粉碎及不同條件的煅燒除去了炭質(zhì)，白度大大提高，可以得到不同用途的煅燒高嶺土。按煅燒條件的不同，可將煅燒土分為不完全煅燒和完全煅燒兩大類，前者煅燒溫度為650700，后者為不超過950。高嶺土煅燒會引起理化性質(zhì)極大改變，這些性質(zhì)是指導(dǎo)煅燒土深加工產(chǎn)品的關(guān)鍵。目前煤系高嶺土煅燒工藝和設(shè)備主要有兩種：一種是采用靜態(tài)或半動態(tài)煅燒工藝倒焰窯、隧道窯、回轉(zhuǎn)窯、立窯等；二是采用動態(tài)

4、流化床煅燒工藝的暢氏-5型煅燒窯。這兩種爐窯的產(chǎn)品，化學(xué)純度都很高。但二者的物相很不相同，動態(tài)流化床爐窯產(chǎn)品物相均勻，除0.5%以下的石英外，其余全部為偏高嶺石相，沒有莫來石相(煅燒溫度850)。而普通爐窯產(chǎn)品中莫來石相高達(dá)20%，物相極不均勻。1.1 高嶺土的差熱分析在110時，排出吸附水，110400時排出層間水，500600時發(fā)生分解，從600開始形成偏高嶺石，9301050時形成鋁硅尖晶石，1300時，形成莫來石。1.2 煅燒高嶺石的特性高嶺土是11型層狀二八面體硅酸鹽礦物，結(jié)構(gòu)式為Al4Si4O10(OH)8，其晶體結(jié)構(gòu)中的羥基是主要的官能團(tuán)和活性反應(yīng)點(diǎn)。煅燒高嶺土不管是不完全煅燒還

5、是完全煅燒土，已經(jīng)從層狀結(jié)構(gòu)的高嶺石變?yōu)闊o定形狀結(jié)構(gòu)的偏高嶺石。兩者理化性質(zhì)發(fā)生了很大的變化。(1) 層狀晶體結(jié)構(gòu)變?yōu)闊o定形狀晶體結(jié)構(gòu)，表面羥基消失，變成多孔膨松孔隙結(jié)構(gòu)的粉體；(2) 由于水的脫去，表面官能團(tuán)和活性點(diǎn)從羥基變?yōu)镾i-O和Al-O鍵。(3) 酸堿度變化，一般高嶺土的pH值在67之間，煅燒土降低為5.66.1之間，表示為酸度增加。(4) 電性能變化。煅燒高嶺土可以提高其絕緣性能，其中以低溫煅燒(700)絕緣性能提高幅度最大。2 煅燒高嶺土的表面改性高嶺土不僅可以用于陶瓷和造紙工業(yè)，煅燒高嶺土的深加工產(chǎn)品還能廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、纖維等有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料以及涂料、膠粘劑等領(lǐng)域

6、。據(jù)1980年統(tǒng)計，全世界用于高分子材料的高嶺土總量已超過300萬t。但是不經(jīng)過表面改性，很難在高分子材料中得到應(yīng)用。2.1 煅燒高嶺土的表面改性工藝填料的表面包覆或稱為表面涂覆，是常用的表面改性手段。能夠改善無機(jī)填料在高分子基材中的分散性，但對高分子材料和無機(jī)物之間的界面粘結(jié)幫助不大，對復(fù)合材料的韌性提高幫助不大。處理劑可以是液體、溶劑、乳液和低熔點(diǎn)固體，常用的處理劑是硬脂酸、三甲基丙烯酸甘油脂、三甲氧基丙烷三縮水甘油醚、低分子聚乙烯蠟等。典型的例子是以三甲基丙烯酸甘油酯(0.3份)，三甲氧基丙烷三縮水甘油醚(0.5份)和乙撐二硬脂酰胺(0.5份)為處理劑對碳酸鈣改性使用在PVC硬制品之中。

7、值得指出的是四川大學(xué)高分子研究所兩年來開發(fā)的高碳醇式磷酸酯表面處理劑是一種新型的填料表面涂覆處理劑。它具有處理工藝簡單(處理劑用量為1.5%2%)，價格便宜和處理后不僅使填料在聚合物中分散效果非常好，還可以使填料與聚合物之間的界面作用明顯增加，可以得到力學(xué)性能和加工性能均優(yōu)的填充改性材料。其中高碳醇包括碳十八醇、碳二十醇和碳二十二醇。填料的表面改性包括表面取代、水解、聚合等化學(xué)反應(yīng)。最常用的處理劑是偶聯(lián)劑，常用的偶聯(lián)劑有硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑等。下面分別敘述。(1) 硅烷偶聯(lián)劑在煅燒高嶺土表面改性中，最早使用和最重要的處理劑就是硅烷偶聯(lián)劑。硅烷偶聯(lián)劑的基本結(jié)構(gòu)如下：R-SiX3

8、，其中R為有機(jī)疏水基，如乙烯基、環(huán)氧基、氨基、甲基丙烯酸酯、硫酸基等；X為能水解的烷氧基，如甲氧基、乙氧基及氯基等。當(dāng)應(yīng)用在高嶺土表面時，硅烷偶聯(lián)劑分子中X部分首先在水中水解形成反應(yīng)性活潑的多羥基硅醇，然后與填料表面的羥基縮合而牢固結(jié)合，而偶聯(lián)劑的另一端，即有機(jī)疏水基R-，或與樹脂高分子長鏈纏結(jié)，或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。硅烷偶聯(lián)劑一般要用水、丙酮、醇或其混合物作為溶劑配成一定濃度(0.5%2%)的溶液來處理填料。如填料為粉體，則可直接浸泡或在高速攪拌機(jī)中有一定的溫度條件下直接加入或噴霧加入定量的硅烷偶聯(lián)劑溶液。因?yàn)楣柰榕悸?lián)劑對填料進(jìn)行表面處理首先要水解成相應(yīng)的多羥基硅醇，因此要注意以下幾點(diǎn)：添加適量的

9、酸、堿或緩沖劑調(diào)節(jié)處理液維持一定的pH值，以控制水解速度和處理液的穩(wěn)定時間?？刂茣绊懣s合，交聯(lián)的雜質(zhì)或添加適量催化劑，調(diào)節(jié)縮合或交聯(lián)反應(yīng)性?？刂票砻嫣幚頃r間和烘干溫度，保證表面處理完全。對煅燒高嶺土這一特點(diǎn)的填料，要選擇適合的硅烷偶聯(lián)劑品種來處理。具體使用何種硅烷偶聯(lián)劑，我們所考慮的問題分為兩個方面：一是用于何種塑料高分子材料；二是煅燒高嶺土本身的特性，如酸性，煅燒后不含水表面羥基消失轉(zhuǎn)變?yōu)镾i-O和Al-O鍵等。一般使用硅烷偶聯(lián)劑處理無機(jī)填料制成的不飽和聚酯復(fù)合材料中可以明顯降低體系粘度和增加撓曲強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度。而含疊氮基的硅烷偶聯(lián)劑處理填料后應(yīng)用于聚烯烴類樹脂中，效果更加明顯，尤以云母、

10、硅酸鈣、高嶺土等填料各項(xiàng)指標(biāo)均有上升。例如使用磺酰疊氮硅烷偶聯(lián)劑S-3046在填充聚丙烯中。多數(shù)硅烷偶聯(lián)劑由于結(jié)構(gòu)中反應(yīng)性基團(tuán)多，與填料表面反應(yīng)點(diǎn)多，而另一端的有機(jī)疏水基含碳原子數(shù)少，鏈短，因而在熱塑性樹脂中使用會給加工流動性帶來不利影響。加上其價格昂貴，目前硅烷偶聯(lián)劑常用于環(huán)氧或不飽和聚酯等熱固性塑料中，而以白炭黑、玻纖使用硅烷偶聯(lián)劑最為成功，用有機(jī)硅油處理高嶺土也很成功。(2) 鈦酸脂偶聯(lián)劑1972年美國肯尼奇公司(Kenrich Inc)研制出TTC(三異硬酯?；佀岙惐?，兩年后以TTS為代表的鈦酸酯體系偶聯(lián)劑投入生產(chǎn)，10年來迅猛發(fā)展，現(xiàn)已發(fā)展到近百個品種。與硅烷偶聯(lián)劑相比，鈦酸酯

11、偶聯(lián)劑對無機(jī)填料在聚烯烴塑料中的填充改性作用更強(qiáng)，且價格低廉。鈦酸酯偶聯(lián)劑3個類型中最適合于高嶺土表面改性的是單烷氧基型、單烷氧基焦磷酯基型和配位型。鈦酸酯偶聯(lián)劑可用來處理各種無機(jī)填料如碳酸鈣、滑石、高嶺土等。經(jīng)過處理的填料主要用于聚乙烯、聚丙烯、聚氧乙烯和聚苯乙烯等熱塑性塑料之中，較之不加表面處理的填料，有改善填充體系加工流動性和提高物理力學(xué)性能的效果。但要注意，由于各種填料的理化性質(zhì)不同，基體樹脂類型不同，必需選用適當(dāng)?shù)钠放频拟佀狨ヅ悸?lián)劑才能得到最佳效果。例如用異丙基三(十二烷基苯磺酰基)鈦酸酯(國內(nèi)商品名稱OL-T951)或NDZ101分別處理碳酸鈣和滑石粉(或高嶺土)，經(jīng)處理的填料與H

12、DPE以2080比例混合后，其填充體系的平衡熱矩分別比未經(jīng)處理填料的填充體系的平衡熱矩下降29%和31%(HDPE牌號是2200J，偶聯(lián)劑用量是0.5%)。同一試驗(yàn)的結(jié)果還表明填充HDPE體系的拉伸強(qiáng)度、彎曲彈性模量在經(jīng)偶聯(lián)劑處理后均高于未經(jīng)處理的體系。(3) 鋁酸酯偶聯(lián)劑由福建師范大學(xué)章文貢等人研制的鋁酸酯偶聯(lián)劑性能優(yōu)良，可與鈦酸酯偶聯(lián)劑媲美。其主要特點(diǎn)是：與無機(jī)填料表面反應(yīng)活性大、色淺、無毒、味小、熱分解溫度較高、適用范圍廣、使用時無需稀釋包裝運(yùn)輸和使用方便以及價格較低等。鋁酸酯偶聯(lián)劑可以處理各種無機(jī)填料、無機(jī)顏料、無機(jī)阻燃劑，如輕鈣、重鈣、滑石粉、高嶺土、云母、鈦白粉、氫氧化鎂的表面處理

13、，可以應(yīng)用于聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚脂、聚氨酯、聚碳酸酯、聚醚、聚酰胺及ABS等各類軟硬塑料制品和橡膠、涂料、粘結(jié)劑、油墨、復(fù)合阻燃劑之中。經(jīng)鋁酸酯偶聯(lián)劑處理的各種改性填料，其表面因化學(xué)或物理化學(xué)作用生成一有機(jī)長鏈分子層，因而親水性變?yōu)橛H有機(jī)性；具有熱穩(wěn)定性、防沉降性和防靜電性；可以顯著降低填充體系的粘度，因而可以加大填充量，可以改善加工性能；更重要的是提高產(chǎn)品的各項(xiàng)理化指標(biāo)。鋁酸酯偶聯(lián)劑的使用方法同于鈦酸酯偶聯(lián)劑，可以直接在高速攪拌機(jī)中加入，其添加量為填料質(zhì)量的0.3%1%，但對于高比表面積的填料，如氫氧化鋁、氫氧化鎂、白炭黑、煅燒黑滑石、煅燒高嶺土，用量為1%1.3%。鋁酸酯

14、偶聯(lián)劑應(yīng)用于無機(jī)填料的品種，目前已開發(fā)出的系列產(chǎn)品有：AC系列活性碳酸鈣、AK系列活性高嶺土、AY系列活性葉臘石粉和AW系列活性硅灰石粉。此外還有美國開發(fā)的鋯類偶聯(lián)劑也適合于高嶺土的改性。2.2 煅燒高嶺土表面改性的特殊性(1) 高嶺土煅燒后酸性提高，表面羥基消失，表面官能團(tuán)和反應(yīng)活性點(diǎn)主要為Si-O、Al-O鍵，因而改性過程中有目的地選擇呈弱堿性的表面改性劑。另一方面選擇易與Al-O或Si-O鍵形成化學(xué)配位的表面改性劑。通常的做法是選擇0.5%硅烷偶聯(lián)劑和0.5%鈦酸酯偶聯(lián)劑混合使用，可以達(dá)到較好的效果。(2) 提高煅燒高嶺土粉體比表面積。比表面積是衡量礦物粉體應(yīng)用性能的一個重要指標(biāo)，一般說

15、比表面積大，其各項(xiàng)應(yīng)用指標(biāo)就好。白炭黑具有明顯的補(bǔ)強(qiáng)效果就是因?yàn)榫哂泻艽蟮谋缺砻娣e。而通常的高嶺土比表面積不大，既使通過超細(xì)粉碎達(dá)到微米水平，其表面積的提高也是有限的。煅燒高嶺土粉體是特殊的多孔膨松孔隙結(jié)構(gòu)材料，不僅具有外比表面積，還有許多內(nèi)通道。提高比表面積的做法：一是提高外比表面積，即通過超細(xì)粉碎來實(shí)現(xiàn)；二是通過擴(kuò)大內(nèi)通道的做法。目前已經(jīng)開發(fā)出的工藝有酸洗法和核磁共振方法。通過這種處理，可使煅燒高嶺土比表面積有極大的提高。表1是高嶺土比表面積的比較。表1 煅燒高嶺土比表面積的比較原 料325目煅燒高嶺土 600目煅燒高嶺土800目煅燒高嶺土碳 黑氣相白碳黑沉降白碳黑經(jīng)過特殊處理的煅燒高嶺土

16、 比表面積/m2·g-1 5.5420 7.9832 10.2310 19163 100500 40250 212通過特殊處理的煅燒高嶺土，比表面積大大提高，同時其表面電荷也大大增加，因而可以顯著提高煅燒高嶺土的應(yīng)用性能。3 煅燒高嶺土的應(yīng)用3.1 煅燒高嶺土在橡膠中的應(yīng)用在橡膠制品中，提高各種配合劑在膠料中的分散程度，是確保膠料質(zhì)地均勻和制品性能優(yōu)越的關(guān)鍵。改性煅燒高嶺土與膠料的表面極性相近，易被膠料濕潤，吃粉較快，可提高其分散效果，起到一定的補(bǔ)強(qiáng)效果，并且改善了生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品的力學(xué)性能。從多次試驗(yàn)結(jié)果來看，普通的改性煅燒高嶺土在橡膠中的應(yīng)用，一般都能起到半補(bǔ)強(qiáng)以上的效果，并有利于

17、分散和交聯(lián)。硫化效率有明顯的改善，對其加工性能也有一定的提高，且可增大填充量，有利于降低成本，具體指標(biāo)見表2。表2 煅燒高嶺土與半補(bǔ)強(qiáng)碳黑填充性能比較填料 改性煅燒高嶺土(1250目) 改性煅燒高嶺土(400目) 半補(bǔ)強(qiáng)碳黑300%定伸/MPa6.1 5.2 5.56.2抗拉強(qiáng)度/MPa25.9 25.1 24伸長率/% 670 620 600硬 度 60 59 60通過特殊方法處理后的煅燒高嶺土大大提高比表面積，然后再進(jìn)行表面處理，可以提高其在橡膠中的補(bǔ)強(qiáng)效果，從試驗(yàn)結(jié)果來看，某些方面甚至可以達(dá)到氣相白碳黑或沉降白碳黑的效果。目前使用不同配方，可以分別用在汽車輪胎胎面，緩沖層，自行車車胎，低

18、壓絕緣橡膠等產(chǎn)品中，具體指標(biāo)見表3、表4。表3 汽車胎面膠中替代炭黑試驗(yàn)結(jié)果100%定伸 300%定伸 抗拉強(qiáng)度伸長率斷后變形補(bǔ)強(qiáng)劑類型硬度/MPa老化前 62炭黑老化后 64改性煅燒老化前 62 高嶺土 老化后 68 改性煅燒老化前 63 高嶺土 老化后 661.6 1.4 2.1 1.4 2.07.7 6.3 7.8 5.9 7.912.8 15.5 12.8 15.0 13.548058045060049014 19 16 20 16- 82 - 81 - 44 - 42.7- 1.17 - 1.168 -0.175 0.094 0.185 0.089 0.394無形變無形變D型 B型

19、C型1.2/MPa 6.1/MPa 15.9/% 590/% 16抗撕裂/kN·m86-1彈性/% 45.7密度 /g·cm 1.1-31.61km磨耗/cm 0.063撓曲 (30萬次)無形變表4 汽車輪胎緩沖層中替代白碳黑試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)編號 K-3 K-4 K-5 K-6 K-7補(bǔ)強(qiáng)劑類型 白碳黑 改性煅燒高嶺土 改性煅燒高嶺土 改性煅燒高嶺土 改性煅燒高嶺土硬度 58 58 59 59 58伸長率 590 596 580 559 568扯斷強(qiáng)度24.9 26.3 25.0 24.8 24.2300%定伸 /MPa8.9 8.2 8.3 8.5 8.2500%定伸 /MP

20、a19.4 20.7 19.7 20.2 19.6永久變形 /%22 27 23 22 253.2 煅燒高嶺土在塑料中的應(yīng)用高嶺土在塑料中的應(yīng)用，可提高玻璃化溫度，提高拉伸強(qiáng)度和模量。高嶺土在聚丙烯中起到成核劑作用，可以提高聚丙烯的剛性和強(qiáng)度。高嶺土在塑料薄膜中可以起阻隔紅外線的作用，煅燒高嶺土可以提高塑料的絕緣強(qiáng)度。煅燒高嶺土有良好的絕緣性能，見表5。表5 電性能比較材料 滑石 云母 聚氯乙烯 煅燒高嶺土1 煅燒高嶺土2#介電常數(shù) 5.57.5 22.6 2.9 1.25 1.9介電強(qiáng)度 200400 5060 7001300 80120 50180介電損耗 0.01 0.01 0.01 0

21、.05 0.03由此可見煅燒高嶺土1產(chǎn)品(在隔焰爐煅燒)和2產(chǎn)品(普通窯)具有良好、穩(wěn)定的電絕緣綜合性能。這是煅燒高嶺土粉在電纜的護(hù)套料中得到應(yīng)用的根本原因。我們在PVC高壓電纜塑料護(hù)套料中加入58份改性煅燒高嶺土，就可以提高電纜的體積電阻率，煅燒改性高嶺土是PVC電纜中不可缺少的一種功能性填料。添加改性煅燒高嶺土提高電纜護(hù)套料體積電阻實(shí)測數(shù)據(jù)見表6。表6 實(shí)測數(shù)據(jù)測試項(xiàng)目 技術(shù)要求 實(shí)測數(shù)據(jù)體積電阻率 1×109 7.5×109抗張強(qiáng)度 /MPa 15 23老化后拉伸/MPa 15 23.2斷裂伸長率/% 150 300老化后斷裂伸長率/% 150 300#煅燒高嶺土添加

22、到PE農(nóng)用塑料大棚膜中去，可以起到阻隔遠(yuǎn)紅外線的作用，且效果好于其他非礦材料，見表7。可使棚內(nèi)夜間的溫度提高23，同時農(nóng)膜的無霧滴效果也有增強(qiáng)，光照均勻性有所改善，是PE農(nóng)膜理想的保溫助劑。表7 阻隔遠(yuǎn)紅外線效果項(xiàng) 目 遠(yuǎn)紅外線阻隔率/%不加填料 50碳酸鈣 61滑石 68遠(yuǎn)紅外陶瓷粉70煅燒高嶺土 86.6高嶺土呈片狀晶體結(jié)構(gòu)，經(jīng)過煅燒后的高嶺土呈無定型狀晶體結(jié)構(gòu)。在雙螺桿擠出過程中，流動性較差，一般要經(jīng)過有機(jī)表面處理并添加適量增塑助劑，由此獲得較好的分散狀態(tài)和流動性。高嶺土對PE薄膜力學(xué)性能的影響。在吹塑薄膜中加入高嶺土母料，高嶺土分別在膜中占到310份時，其薄膜的物理機(jī)械性能指標(biāo)都能達(dá)到

23、和超過國家標(biāo)準(zhǔn)。并且能明顯高于加入滑石粉，碳酸鈣等無機(jī)填料的薄膜，見表8。表8 薄膜力學(xué)性能對比項(xiàng) 目拉伸強(qiáng)度,縱橫向 /MPa縱斷裂伸長率 /%橫直角撕裂強(qiáng)度 /% 縱橫350 >60280360 6062260320 56-60340360 6164國 標(biāo) 14 300滑 石 1416 280320碳酸鈣 1214 260300高嶺土 1620 280320注：各填料的加入量均為5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))高嶺土對PE薄膜透光率的影響煅燒高嶺土白度高，其折光率與PE薄膜相近。因而加入310份高嶺土的薄膜，其透光率要比加入其他無機(jī)填料高2%6%。高嶺土對PE薄膜保溫性能的影響由于高嶺土的主要成分是

24、SiO2和Al2O3，可使薄膜對白天照射波長為0.33m的光線有所吸收，使農(nóng)作物能夠得到0.40.7m的波長的有效光合吸收，同時經(jīng)過高嶺土晶體的折射可以減少陽光的直射，可使棚內(nèi)植物光照均勻。更重要的是高嶺土在夜間可以抑制和減少棚室內(nèi)的遠(yuǎn)紅外線(即地溫)向大氣層透失，提高保溫性能，棚內(nèi)日平均溫度，比普通膜高23。3.3 在涂料工業(yè)中的應(yīng)用用高嶺土作為涂料工業(yè)的添加劑，其功能作用不斷體現(xiàn)，主要是可降低涂料的粘稠度，提高流平性，減慢沉降速度，提高附著性。因而可以改善涂料貯存穩(wěn)定性、涂刷性、涂層的抗浮色和發(fā)花性等。總的看來，使用高嶺土作添加劑，有助于滿足對涂料提出的日益嚴(yán)格的性能和耐久性方面的許多要求

25、。當(dāng)要求制備VOC，高固體涂料時尤為如此。高嶺土添加劑的規(guī)格品種，將不斷增加。它可以適應(yīng)任何類型的涂料體系，從底漆到面漆，任何固體成分、任何光澤和任何厚度的涂層。隨著人們對環(huán)境的重視，涂料工業(yè)正在開發(fā)替代產(chǎn)品，許多新型涂料，如粉末涂料、水性涂料、高固涂料和輻射涂料問世，更加需要高嶺土。據(jù)統(tǒng)計，英國ICI公司在中國使用水洗高嶺土，年用量達(dá)6000t。立邦公司已采用國產(chǎn)煅燒土，廣東、重慶、蘇州等地油漆廠已采用高嶺土作添加劑?，F(xiàn)在敘述煅燒高嶺土在快干氨基醇酸烘漆中的應(yīng)用。制漆配方采用583氨基樹脂，803醇酸樹脂為基料，改變顏料的配比及含量來配制快干氨基烘漆。設(shè)計配方見表9。表9 實(shí)驗(yàn)設(shè)計配方及制漆

26、性能測定實(shí) 驗(yàn) 號#類別原材料1鈦白粉 煅燒高嶺土配 方 設(shè) 計52%803#樹脂 56%583樹脂 消泡劑 二甲苯 增白劑成漆 性能 研磨 分?jǐn)?shù)粘度/Pa·s-1 遮蓋力/g·m-1 時間/h 細(xì)度/m#2 48 12 149.5 40.5 0.5 10 適量 99 105-110 335 203 45 15 149.5 40.5 0.5 9 適量 64 110-115 420 <204 42 18 149.5 40.5 0.5 15.5 適量 96 120-130 410 <205 29.6 18.4 119.6 32.4 0.4 4.5 適量 74 150

27、-175 300 306 51 11.1 147.5 40 1.0 8.5 適量 60 100-105 330 <2551 9 149.5 40.5 0.5 15 適量 82 75-80 420 <20從表9可以看出，1、2配方遮蓋力較好，此兩個配方高嶺土含量分別為顏料總量的15%和20%，超過20%時，遮蓋力數(shù)值明顯上升。3、4、5配方遮蓋力不能令人滿意。一般說來，非鈦白系顏料和填料都有一定的沉淀傾向，但實(shí)現(xiàn)用高嶺土和鈦白粉混合制快干氨基烘漆，貯存3個月后觀察，無明顯的沉淀、發(fā)脹現(xiàn)象，說明貯存穩(wěn)定性良好，輕度浮色。對達(dá)到制漆性能指標(biāo)的1、2配方進(jìn)行制膜，并測定其漆膜性能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)

28、2配方漆光澤明顯下降，由此可見高嶺土用量對光澤的影響較為敏感，但其他指標(biāo)無明顯變化。為強(qiáng)化考察漆膜性能，將制成的漆膜于35W、距離40cm的紫外燈下照射8h，結(jié)果其顏色、光澤、粉化結(jié)果均與對照樣(R930)相同，可見高嶺土制漆具有較好的耐候性。3.4 煅燒高嶺土在絕緣電子材料中的應(yīng)用絕緣電子材料大多數(shù)為有機(jī)高分子，過去使用的阻燃劑常為有機(jī)阻燃劑，因?yàn)閷Νh(huán)境有害已逐步被無機(jī)阻燃劑所取代。絕緣電子材料還要求能提高它的絕緣電阻。恰恰是改性煅燒高嶺土同時具備這兩個方面的性能，因而被運(yùn)用到絕緣電子材料中去?，F(xiàn)在已被運(yùn)用在阻燃覆銅板及其層壓絕緣板上，主要是酚醛還氧樹脂型的?，F(xiàn)在敘述22F型阻燃覆銅板(彩電板)#中試情況(350張)。22F型阻燃覆銅板(彩電板)由玻璃布、絕緣紙浸高聚物膠粘劑，經(jīng)干燥、熱壓而成。改性煅燒高嶺土混于高聚物膠粘劑中。高聚物膠粘劑體系為：酚醛環(huán)氧樹脂、甲苯、甲醇、改性煅燒高嶺土、無機(jī)阻燃劑。生產(chǎn)工藝為：高聚物膠粘劑體系反應(yīng)釜加熱攪拌壓入膠槽