偶联剂改性高岭土典型工艺与设备

偶联剂是高岭土最常用和最有效的表面改性剂，其亲水基团可与高岭土表面的亲水活性基团作用，使高岭土表面性质向疏水性转变，可增大填充量，节约成本，同时可保持较好的分散性，从而改善了聚合物基体的综合性能，特别是冲击强度、抗张强度、柔韧性和挠曲强度等。

偶联剂改性高岭土，既可用干法，也可用湿法。

1、高岭土干法改性工艺与设备

干法处理改性是在一定温度条件下，将高岭土粉料置于高速搅拌的混合容器中，将溶有偶联剂的溶剂慢慢加入，搅拌一段时间后就可制得改性高岭土填料，此方法简单灵活，且完全省去了脱水和干燥过程，常作为普遍的改性方法。

干法处理改性有两种混合方法：一种是在搅拌翻动填料的过程中，将液态改性剂或稀释过的改性剂喷入混合；还有一种是将改性剂与填料在与聚合物机械混炼时一起加入。

偶联剂的用量相对粉体的量较少，通常为粉体用量的1%~5%，很难在改性过程中达到对颗粒处理均一及颗粒表面改性层可控等目的，因此若达到改性剂与粉体混合包覆均匀的状态，需对设备和操作过程十分注意，同时对设备的要求较高。

目前，干法改性设备主要有高速加热式混合机、高速气流冲击式粉体表面改性机、连续式粉体表面改性机等。

2、高岭土湿法改性工艺与设备

偶联剂湿法改性与干法改性相比，具有与表面改性剂混合均匀，分散性好的优点，适合用于可溶或可水解的有机表面改性剂，更适用于前段为湿法制高岭土粉的工艺而后段又需要干燥的场合。　　

湿法偶联剂处理改性高岭土，是在一定温度条件下将高岭土粉料浸入溶有偶联剂的溶液中相互作用一段时间，然后使高岭土粉与溶剂分离，再将粉料进行干燥处理。湿法处理改性也有两种混合方法：

一种是将偶联剂水溶液或乳液或偶联剂直接加到高岭土水悬浮液中搅拌反应，然后再除水干燥；

另一种方法是将高岭土悬浮于偶联剂溶液中，让其吸附偶联剂，再除溶剂，干燥。

该工艺的主要参数是高岭土浆料浓度、改性温度和时间及干燥温度和时间。由于偶联剂的分解温度一般较低，干燥温度过高或干燥时间过长都可能导致偶联剂的功能基团失效或破坏，因此干燥工艺条件的确定必须严格依据偶联剂的物理化学特性。

湿法改性对设备的要求较低，现在最常用的设备是球磨机，其主要方法是将高岭土除沙后制成一定浓度的浆体，在加热条件下与改性剂混合，然后在球磨机中改性一定时间，离心液体，烘干沉淀物后粉碎。有研究发现湿法超细粉碎煤系煅烧高岭土颗粒，可以导致晶体结构发生晶格畸变和非晶化，会使颗粒密度降低，白度有所提高。

来源：[1]李晓晓.高岭土湿法改性及应用的研究[D].青岛科技大学,.