高岭土常用表面改性剂及选择原则

　　高岭土粉体经过表面改性后，能达到疏水、降低表面能、改善其分散性和与高聚物基料的兼容性，以达到提高塑料、橡胶等高聚物基复合材料综合性能的目的。

　　目前，高岭土最主要的改性方法是表面化学改性，常用的表面改性剂主要有硅烷偶联剂、有机硅(油)或硅树脂、表面活性剂及有机酸等。

　　1、高岭土常用表面改性剂

　　(1)硅烷偶联剂

　　硅烷偶联剂是高岭土填料最常用和最有效的表面改性剂，由于硅烷偶联剂的R为亲有机基团，所以煅烧高岭土经表面改性后即能够与有机基体如橡胶、塑料相容。当改性的高岭土作为填料用于橡胶中时，在硫化过程中R基团会与橡胶大分子发生反应，从而使高岭土分子完全分散、融合在橡胶基体分子中。

　　使用硅烷偶联剂的处理工艺比较简单，一般是将高岭土粉和配置好的硅烷偶联剂一起加人改性机中进行表面包覆处理。工艺可以连续进行，也可以批量进行。

　　影响最终处理效果的因素主要是高岭土粉的粒度、比表面积及表面特性(表面官能团及活性)、硅烷偶联剂的品种、用量、用法、改性设备的性能以及表面改性处理的时间、温度等。

　　(2)硅油

　　用于电线电缆填料(如聚氯乙烯)的高岭土除了硅烷偶联剂之外，还常利用1%-3%的硅油进行表面改性，改性工艺过程和设备与用硅烷偶联剂相似。

　　经硅油处理后的煅烧高岭土粉，用做电线电缆的填料，不仅可以提高电缆的机械物理性能，而且还可以改善或提高电缆的电绝缘性能和疏水性能，在潮湿和寒冷环境下的电绝缘性能提高显著。

　　(3)不饱和有机酸

　　采用不饱和有机酸，如乙二酸、癸二酸、二羧基酸等也可用于胺化后的高岭土粉体的表面改性，这种改性高岭土可用做尼龙66等的填料。

　　(4)阳离子表面活性剂

　　如十八烷基胺等也可用于高岭土粉体的表面改性。其极性基团通过化学吸附和物理吸附与高岭土颗粒表面作用。经有机胺改性后的高岭土表面疏水性增强。

　　(5)无机表面改性剂

　　二氧化钛、碳酸钙、硫酸钙等也可以用于煅烧高岭土的表面改性。改性方法是在水溶液中的表面沉淀反应，改性产物经洗涤、过滤和干燥后即得表面二氧化钛包膜的煅烧高岭土。

　　2、高岭土表面改性剂的选择原则

　　表面改性剂的种类、用量和使用方法直接影响着表面改性的效果。用途不同，所选用的表面改性剂的品种和配方也有所不同。

　　如果仅从表面改性剂分子与无机粉体表面相互作用的角度来考虑，当然是二者之间的相互作用越强越好，但是在实际操作中，还必须综合考虑改性产品的成本、应用目的等因素。

　　例如，当煅烧高岭土改性后用做电缆绝缘橡胶、塑料的填料时，就需要考虑表面改性剂的介电性能及体积电阻率;

　　如果改性高岭土是用做橡胶的补强填料，在选择改性剂时，不但要考虑改性剂与高岭土的粘结强度，而且还需要考虑改性剂分子与橡胶大分子之间的结合强度，只有使二者均达到最优，才是改性效果最好的表面改性剂。

　　对于特定的应用目的，有时需要采用两种偶联剂进行混合改性，利用它们的协同效应进行改性，会取得意想不到的良好效果，但是应该注意两种改性剂的使用方法和添加顺序。

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