PDF《沉积型煅烧高岭土表面改性与应用研究 3》

沉积型煅烧高岭土表面改性与应用研究

3 刘新海1 ,2 沈上越1 李一波2 (1 中国地质大学研究生院 ,武汉

430074 ;

2 中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所 ,郑州 450006) 摘要应用试验证明 ,沉积型高岭土经超细粉碎、 煅烧、 超细磨矿和硅烷偶联剂表面处理后 ,作为高性能电缆胶料的填料 ,其填充性能 得到明显的改善.

Abstract After ultrafine crush , calcined , superfine milled and surface modification by silane coupling agents , the calcined kaolin powder of sur2 face modification can be the functional filler for high quality cable rubber material. The filling properties of the modified one are greatly improved , which has been confirmed by the application experiment. 关键词 沉积型高岭土 偶联剂 表面改性 应用试验 Key words sedimentary kaolin coupling agents surface modification application experiment 煅烧高岭土是一种性能独特、 应用范围和用量 不断增大的新型非金属矿物粉体材料.用沉积型高 岭土为原料加工的煅烧高岭土 ,因其白度高、 晶态 好、 孔隙率大、 容重小、 化学稳定性和绝缘性好、 遮盖 率强等特性 ,广泛用于油漆涂料、 造纸、 橡胶、 塑料、 电缆、 陶瓷等领域 ,在现代高新技术产业发展和传统 产业产品升级进步中起着重要作用[1 ] . 高岭土表面改性是指根据应用的需要 ,用物理 的、 化学的或机械的方法对其粉体表面进行处理 ,以 改变其表面的理化性质 ,如表面晶体结构和官能团、 表面能、 表面电性、 表面浸润性、 表面吸附和反应特 性等 ,以满足现代新材料、 新工艺和新技术的需要. 通常的高岭土表面改性研究 ,是通过化学方法 ,使高 岭土微粒表面包覆一层有机偶联剂化合物 ,从而使 其表面性质发生变化 ,目的是当其用作橡胶或塑料 填料时 ,增强其与有机基质间的相容性[2 ] .

1 高岭土物化性能 1.

1 样品化学多项分析 试样为大同沉积型高岭 土.高岭石是典型的 1∶

1 型二八面体层状硅酸盐矿 物 ,其化学式是 Al2O3 ・ 2SiO2 ・ 2H2O 或Al4 [ Si4O10 ] (OH)

8 ;

理论含量以质量 %表示 :SiO2 ,46.

5 ;

Al2O3 , 39.

5 ;

H2O , 13.

96 ;

SiO2/ Al2O3 的摩尔比值等于 2[2 ] .试验原矿样品和煅烧细磨产品化学多项分析 结果 ,见表 1. 分析结果表明 ,原矿 SiO2 与Al2O3 的物质摩尔 比约为

2 ,且Fe、 Ti、 K、 Na 等杂质含量较低 ,说明高 岭石含量高 ,接近矿物理论含量. 1.

2 样品 X2射线衍射分析 见图 1.

3 国土资源部地调项目(项目编号 :F71212 ;

科研编号 :DK9902091) 表1原矿/ 煅烧细磨产品化学多项分析结果( %) 成分 SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 K2O Na2O 烧失 合计 原矿样 43.

75 38.

82 0.

22 0.

30 0.

05 0.

05 16.

32 99.

51 煅烧样 52.

83 45.

13 0.

31 0.

40 0.

04 0.

04 0.

50 99.

25 测试单位 :中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所测试中心. 图1样品 X2射线衍射分析图谱 从高岭土原矿的 X2射线衍射粉晶图谱看 ,结晶 完好的高岭石衍射峰数目多 ,峰形狭窄 ,尖锐对称. 随结晶度下降 ,某些衍射峰合并 ,出现宽而平缓的丘 状峰.结晶完好的高岭石可见d=7.

20170、

3158143 两峰.进一步说明了高岭石含量高 ,结晶 有序 ,它和化学多项分析结果一致. 煅烧样图谱显示 ,其曲线形态与未煅烧的有很 大差异 ,高岭土所有衍射峰消失 ,说明此时处于一种 无序的非晶质相.