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(jī)聚合物的界面性質(zhì)不同，相容性差，難以均勻分散，過量添加也會(huì)導(dǎo)致材料機(jī)械強(qiáng)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(xué)方法對高嶺土表面進(jìn)行涂層改性，以改變其表面的物理化學(xué)性質(zhì)，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(xué)方法，即在高嶺石顆粒表面覆蓋一層有機(jī)物（偶聯(lián)劑），改變高嶺石的表面性質(zhì)，從親水油到親水油，增強(qiáng)與有機(jī)基體的相容性。

常用的偶聯(lián)劑有硅烷和鈦酸酯偶聯(lián)劑，其作用機(jī)制是：偶聯(lián)劑水解成親水基團(tuán)和疏水基團(tuán)，親水基團(tuán)可與高嶺土顆粒表面基團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成共價(jià)鍵；疏水基團(tuán)可與聚合物結(jié)合，或產(chǎn)生更穩(wěn)定的化學(xué)鍵。

(1)硅烷偶聯(lián)劑

硅烷偶聯(lián)劑的羥基可以與高嶺土表面活性基團(tuán)反應(yīng)形成氫鍵，然后縮合成共價(jià)鍵，使硅烷偶聯(lián)劑與高嶺土穩(wěn)定結(jié)合。相繼產(chǎn)生的氫鍵覆蓋在高嶺土表面，使反應(yīng)性疏水基團(tuán)R在塑化過程中容易與有機(jī)聚合物材料中的活性基團(tuán)反應(yīng)，形成強(qiáng)化學(xué)鍵，使硅烷偶聯(lián)劑與聚合物材料穩(wěn)定結(jié)合。

乙烯基硅烷、氨基硅烷、環(huán)氧基硅烷、甲基硅烷等常用硅烷偶聯(lián)劑。

(2)鈦酸酯偶聯(lián)劑

適用于高嶺土表面改性的鈦酸酯偶聯(lián)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(lián)劑不單獨(dú)用于煅燒高嶺土的表面改性，主要與硅烷偶聯(lián)劑一起使用，改性效果好。

2、煅燒高嶺土表面改性工藝和設(shè)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(shù)要求不復(fù)雜，效果能滿足要求。

目前，國內(nèi)表面改性設(shè)備包括高速捏合機(jī)和連續(xù)改性機(jī)。煅燒高嶺土也可采用高頻振動(dòng)研磨機(jī)進(jìn)行表面改性。

(1)高速捏合機(jī)改性

高速捏合機(jī)，又稱高速混合機(jī)，是我國高嶺土改性的主流設(shè)備。高嶺土改性合格高速捏合機(jī)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：

a）葉輪的數(shù)量、位置、半徑和形狀，葉輪與混合器內(nèi)壁之間的間隙；

b）攪拌速度是否可調(diào)；

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(biāo)。

由于高速捏合機(jī)是一種間隙改性設(shè)備，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，降低生產(chǎn)效率。此外，在改性過程中，高嶺土粉末的納米效應(yīng)和小尺寸效應(yīng)會(huì)使表面改性劑與粉末顆粒產(chǎn)生靜電，的碰撞摩擦下產(chǎn)生靜電，而不會(huì)完全接觸、覆蓋或化學(xué)反應(yīng)，然后凝結(jié)成粉末。這就是復(fù)合材料中所謂的白點(diǎn)。

(2)連續(xù)改性機(jī)改性

連續(xù)改性機(jī)具有產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高的優(yōu)點(diǎn)，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(jié)性大，螺旋輸送容易造成堵料，分散效果不如高速捏合機(jī)。因此，我國連續(xù)改性機(jī)改性高嶺土的使用受到限制，需要進(jìn)一步改進(jìn)。

(3)高頻振動(dòng)研磨機(jī)表面改性

研磨機(jī)依靠振動(dòng)器使氣缸中的介質(zhì)產(chǎn)生高頻、小振幅的振動(dòng)。由于振動(dòng)加速度遠(yuǎn)大于重力加速度，磨管中的介質(zhì)可以產(chǎn)生高強(qiáng)度的沖擊和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，高嶺土可以快速加熱，使材料在強(qiáng)振動(dòng)和一定溫度下快速有效地分散和混合。

該設(shè)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(jī)械力的強(qiáng)烈沖擊，一些已經(jīng)覆蓋的顆粒會(huì)重新沖擊新的部分，從而影響較終的改性效果。

鋁酸酯 粉末固體偶聯(lián)劑無機(jī)填料表面活化改性劑GR-AL18