煅燒高嶺土是塑料、橡膠、纖維等聚合物材料的重要功能填料，但由于其與有機聚合物的界面性質不同，相容性差，難以均勻分散，過量添加也會導致材料機械強度下降、脆性等。因此，除了白度和粒度的要求外，還必須采用物理化學方法對高嶺土表面進行涂層改性，以改變其表面的物理化學性質，提高其與聚合物材料的相容性，提高其在聚合物材料中的分散性。

1.煅燒高嶺土常用的表面方法

煅燒高嶺土表面改性通常采用表面化學方法，即在高嶺石顆粒表面覆蓋一層有機物（偶聯劑），改變高嶺石的表面性質，從親水油到親水油，增強與有機基體的相容性。

常用的偶聯劑有硅烷和鈦酸酯偶聯劑，其作用機制是：偶聯劑水解成親水基團和疏水基團，親水基團可與高嶺土顆粒表面基團發生化學反應，形成共價鍵；疏水基團可與聚合物結合，或產生更穩定的化學鍵。

(1)硅烷偶聯劑

硅烷偶聯劑的羥基可以與高嶺土表面活性基團反應形成氫鍵，然后縮合成共價鍵，使硅烷偶聯劑與高嶺土穩定結合。相繼產生的氫鍵覆蓋在高嶺土表面，使反應性疏水基團R在塑化過程中容易與有機聚合物材料中的活性基團反應，形成強化學鍵，使硅烷偶聯劑與聚合物材料穩定結合。

乙烯基硅烷、氨基硅烷、環氧基硅烷、甲基硅烷等常用硅烷偶聯劑。

(2)鈦酸酯偶聯劑

適用于高嶺土表面改性的鈦酸酯偶聯劑類型為單烷氧基型、單烷氧基焦磷酸酯基型和配位型。一般來說，鈦酸酯偶聯劑不單獨用于煅燒高嶺土的表面改性，主要與硅烷偶聯劑一起使用，改性效果好。

2、煅燒高嶺土表面改性工藝和設備

粉末表面改性工藝一般有濕法、半干法和干法三種。表面改性一般以干法為主。干法改性成本低，工藝技術要求不復雜，效果能滿足要求。

目前，國內表面改性設備包括高速捏合機和連續改性機。煅燒高嶺土也可采用高頻振動研磨機進行表面改性。

(1)高速捏合機改性

高速捏合機，又稱高速混合機，是我國高嶺土改性的主流設備。高嶺土改性合格高速捏合機應注意以下幾個方面：

a）葉輪的數量、位置、半徑和形狀，葉輪與混合器內壁之間的間隙；

b）攪拌速度是否可調；

c）是否有合適的排氣裝置；

d）是否有恒溫裝置。

這些性能是影響高嶺土改性效果的重要指標。

由于高速捏合機是一種間隙改性設備，會導致產品質量參差不齊，降低生產效率。此外，在改性過程中，高嶺土粉末的納米效應和小尺寸效應會使表面改性劑與粉末顆粒產生靜電，的碰撞摩擦下產生靜電，而不會完全接觸、覆蓋或化學反應，然后凝結成粉末。這就是復合材料中所謂的白點。

(2)連續改性機改性

連續改性機具有產品質量穩定、生產效率高的優點，在國外使用成熟。目前主要用于滑石粉、云母、碳酸鈣等粉末的改性。

由于高嶺土粘結性大，螺旋輸送容易造成堵料，分散效果不如高速捏合機。因此，我國連續改性機改性高嶺土的使用受到限制，需要進一步改進。

(3)高頻振動研磨機表面改性

研磨機依靠振動器使氣缸中的介質產生高頻、小振幅的振動。由于振動加速度遠大于重力加速度，磨管中的介質可以產生高強度的沖擊和旋轉運動，高嶺土可以快速加熱，使材料在強振動和一定溫度下快速有效地分散和混合。

該設備可一次完成煅燒后高嶺土的分散和表面改性。然而，由于機械力的強烈沖擊，一些已經覆蓋的顆粒會重新沖擊新的部分，從而影響較終的改性效果。

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