高岭土在涂料中的应用

一、高岭土的理化性质
高岭土主要由小于2个微米的微小片状、管状、叠片状等高岭石簇矿物(高岭石、地开石、珍珠石、埃洛石等)组成，理想的化学式为AL2O3-2SiO2-2H2O，其主要矿物成分是高岭石和多水高岭石，除高岭石簇矿物外，还有蒙脱石、伊利石、叶腊石、石英和长石等其它矿物伴生。高岭土的化学成分中含有大量的AL2O3、
SiO2和少量的Fe2O3、TiO2以及微量的K2O、Na2O、CaO和MgO等。
质纯的高岭土具有白度高、质软、易分散悬浮于水中、良好的可塑性和高的粘结性、优良的电绝缘性能；具有良好的抗酸溶性、很低的阳离子交换量、较好的耐火性等理化性质。因此高岭土已成为造纸、陶瓷、橡胶、化工、涂料、医药和*等几十个行业所必需的矿物原料。

二、高岭土的工艺特性
　　1、白度和亮度 
　　白度是高岭土工艺性能的主要参数之一，纯度高的高岭土为白色。高岭土白度分自然白度和煅烧后的白度。对陶瓷原料来说，煅烧后的白度更为重要，煅烧白度越高则质量越好。
　　高岭土的颜色主要与其所含的金属氧化物或**质有关。一般含Fe2O3呈玫瑰红、褐黄色；含Fe2+呈淡蓝、淡绿色；含MnO2呈淡褐色；含**质则呈淡黄、灰、青、黑等色。这些杂质存在，降低了高岭土的自然白度，其中铁、钛矿物还会影响煅烧白度，使瓷器出现色斑或熔疤。
　　2、粒度分布 
粒度分布是指**高岭土中的颗粒，在给定的连续的不同粒级(以毫米或微米筛孔的网目表示)范围内所占的比例(以百分含量表示)。高岭土的粒度分布特征对矿石的可选性及工艺应用具有重要意义，其颗粒大小，对其可塑性、泥浆粘度、离子交换量、成型性能、干燥性能、烧成性能均有很大影响。
3、可塑性
高岭土与水结合形成的泥料，在外力作用下能够变形，外力除去后，仍能保持这种形变的性质即为可塑性。可塑性是高岭土在陶瓷坯体中成型工艺的基础，也是主要的工艺技术指标。
4、结合性 
结合性指高岭土与非塑性原料相结合形成可塑性泥团并具有一定干燥强度的性能。
5、粘性和触变性 
　　粘性是指流体内部由于内摩擦作用而阻碍其相对流动的一种特征。在生产工艺中，粘度具有重要意义，它不仅是陶瓷工业的重要参数，对造纸工业影响也很大。 
触变性指已经稠化成凝胶状不再流动的泥浆受力后变为流体，静止后又逐渐稠化成原状的特性。
粘性和触变性与泥浆中矿物成分，粒度及阳离子类型有关，一般，蒙脱石含量多的，颗粒细的交换性阳离子以钠为主的，其粘度和厚化系数高。因此工艺上常用添加可塑性强的粘土、提高细度等方法提高其粘性和触变性，用增加稀释电解质和水分等方法降低之。
　　6、干燥性能 
　　干燥性能指高岭土泥料在干燥过程中的性能。包括干燥收缩、干燥强度和干燥灵敏度等。 
　　7、烧结性 
烧结性是指将成型的固体粉状高岭土坯体加热至接近其熔点(一般**过1000℃)时，物质自发地充填粒间隙而致密化的性能。
8、烧成收缩 
　　烧成收缩性是指已干燥的高岭土坯料在烧成过程中，发生一系列物理化学变化(脱水作用、分解作用生成莫来石，易熔杂质熔化生成玻璃相充填于质点间的空隙等)，而导致制品收缩的性能，也分为线收缩和体收缩两种。同干燥收缩一样，烧成收缩太大，容易导致坯体开裂。另外，焙烧时，坯料中若混有大量的石英，它将发生晶型转化(三方→六方)，使其体积膨胀，也会产生反收缩。
　　9、耐火性 
　　耐火性是指高岭土抵抗高温不致熔化的能力。在高温作业下发生软化并开始熔融时温度称耐火度。 
　　10、悬浮性和分散性 
　　悬浮性和分散性指高岭土分散于水中难于沉淀的性能。又称反絮凝性。一般粒度越细小，悬浮性就越好。用于搪瓷工业的高岭土要求有良好的悬浮性。一般据分散于水中的样品经一定时间的沉降速度来确定其悬浮性能的好坏。
　　11、可选性 
可选性是指高岭土矿石经手工挑选，机械加工和化学处理，以除去有害杂质，使质量达到工业要求的性能。高岭土的可选性取决于有害杂质的矿物成分、赋存状态、颗粒大小等。
12、离子吸附性及交换性 
　　高岭土具有从周围介质中吸附各种离子及杂质的性能，并且在溶液中具较弱的离子交换性质。 
　　13、化学稳定性 
　　高岭土具有强的耐酸性能，但其耐碱性能差。利用这一性质可用它合成分子筛。
　　14、电绝缘性 
优质高岭土具有良好的电绝缘性，利用这一性质可用之制作高频瓷、无线电瓷。电绝缘性能的高低可以用它的抗电击穿能力来衡量。

三、高岭土在涂料中的应用
高岭土用在涂料中的主要作用是充填物和色料替代物，因为它具有化学惰性、高的覆盖能力、理想的流动性和悬浮性、成本低、色白等特性，能减少昂贵染料的需要量
对于煅烧高岭土除具有上述普通高岭土所具有的特性外，还具有不规则的形状、有优良的光学性能、吸油率和颜料体积浓度高、不易老化、耐磨和在水或油介质中易乳化等优点，具有很高的遮盖力。它在油漆工业中主要是代替白色颜料，尤其是一氧化钛；不同粒度和类型的高岭土用于不同类型的油漆中：粗粒高岭土用于需要黯淡光泽或平光漆中，细粒高岭土则用于产生高光泽的油漆，或用于制造乳胶状颜料，能使涂层具有较好的不透明性、防腐性和防沉降性，提高涂膜硬度、改进涂膜质量。