在高嶺土應用過(guò)程中，改性作為重要的深加工方式，是以高嶺土活性基團（包括鋁醇基、硅烷醇官能團等）為基礎，通過(guò)機械法、物理法、化學(xué)法等進(jìn)行高嶺土工藝特性的改變，以滿(mǎn)足其在各領(lǐng)域生產(chǎn)中的應用要求。
　　
　　改性劑種類(lèi)繁多，表面改性劑種類(lèi)繁多，且配方（品種、用量和用法）針對性很強。為此，粉體技術(shù)網(wǎng)特意整理了10個(gè)高嶺土表面改性配方，僅供各位同行參考了解，具體如下：
　　配方1：KH-550（橡膠領(lǐng)域）
　　配方2：KH-550（水解和未水解對比）
　　配方3：JL含硫有機硅偶聯(lián)劑
　　配方4：硅烷偶聯(lián)劑KH-570（壓敏膠領(lǐng)域）
　　配方5：辛基三甲氧基硅烷（OTMS）
　　配方6：氨基硼酸酯偶聯(lián)劑
　　配方7：液態(tài)三元乙丙橡膠（LEPDM）
　　配方8：含氫硅油
　　配方9：尿素、乙酸鉀、三乙醇胺、檸檬酸、氟化銨（陶瓷領(lǐng)域）
　　配方10：硅烷與鈦酸酯偶聯(lián)劑（對比）
　　
　　配方1：KH-550（橡膠領(lǐng)域）
　　改性劑：硅烷偶聯(lián)劑KH-550，用量為0.04%，改性時(shí)間為1min。
　　改性方法：將一定量高嶺土放入多功能粉碎機內，并按比例滴加一定量的改性劑（偶聯(lián)劑KH-550），利用超高速的剪切粉碎和攪拌作用完成高嶺土改性，達到預定時(shí)間后停機，倒出改性高嶺土備用。
　　測試與表征：沉降體積、Zeta電位、紅外（IR）譜、膠料的物理性能。
　　改性效果：與未改性高嶺土膠料相比，改性高嶺土膠料的物理性能明顯提高，拉伸強度提高89%，撕裂強度提高21%，DIN磨耗量減小18%。與未改性高嶺土相比，改性高嶺土與橡膠的相容性改善，與橡膠基體結合良好，有利于傳遞應力，使膠料呈現優(yōu)異的物理性能。
　　
　　配方2：KH-550（水解和未水解對比）
　　改性劑：硅烷偶聯(lián)劑KH-550，用量為5%。
　　改性方法：采用干法改性，將煅燒高嶺土粉體在高速混合機中以1500r/min高速攪拌，同時(shí)通過(guò)噴淋裝置將硅烷偶聯(lián)劑溶液常溫霧化噴到粉體上，升溫干燥使溶劑揮發(fā)，最后高速攪拌打散并收集樣品。
　　測試與表征：白度、吸油量、掃描電鏡、紅外光譜和能譜分析。
　　改性效果：水解和未水解的硅烷偶聯(lián)劑對高嶺土的改性效果顯著(zhù)，但區別不明顯，兩種改性方式對高嶺土白度影響較小，改性后吸油量均下降。掃描電鏡分析表明，850℃和900℃煅燒高嶺土主要物相為無(wú)定型偏高嶺土，改性后更易團聚。1000℃煅燒高嶺土主要物相為莫來(lái)石和石英晶體，改性后不易團聚。紅外光譜和能譜分析表明，改性劑分子與高嶺土粉體表面發(fā)生化學(xué)結合作用。
　　
　　配方3：JL含硫有機硅偶聯(lián)劑
　　改性劑：JL含硫有機硅偶聯(lián)劑，總含硫量不低于20.0%，密度（20℃）1.07~1.09g/cm3。
　　改性方法：取3kg煤系高嶺土放入高速混合機中，當溫度達到設定值時(shí)，加入一定量改性劑反應5min，得到改性煤系高嶺土。
　　測試與表征：SEM、FTIR、丁苯橡膠制品性能。
　　改性效果：（1）采用含硫有機硅偶聯(lián)劑，在改性劑用量為1%，改性溫度為105℃條件下，對煤系高嶺土進(jìn)行改性，并以30%用量代替N660炭黑補強丁苯橡膠，補強橡膠抗拉強度和延伸率分別為19.96MPa和527.1%，比較純炭黑補強時(shí)分別提高0.08MPa和35.4百分點(diǎn)，補強效果較好。
　　
　?。?）改性后煤系高嶺土仍為片層結構，但是顆粒大小較均勻，尺寸多為幾微米，且表面附著(zhù)改性劑微粒，更易與丁苯橡膠基體結合。
　　
　?。?）FTIR分析結果表明，改性劑與高嶺土表面發(fā)生化學(xué)鍵合作用，使煤系高嶺土由親水性變?yōu)橛H油性，增強了煤系高嶺土補強橡膠的性能。
　　
　　配方4：硅烷偶聯(lián)劑KH-570（壓敏膠領(lǐng)域）
　　改性劑：硅烷偶聯(lián)劑KH-570。
　　改性方法：（1）高嶺土羥基化：先將質(zhì)量分數為0.3的氫氧化鈉溶液加入到250mL三口燒瓶中，再將10g高嶺土加至三口燒瓶中，在90℃下劇烈攪拌6h，反應結束冷卻，將改性混合液放入離心機中離心，取下層沉淀（產(chǎn)物），使用蒸餾水多次洗滌產(chǎn)物，最后將產(chǎn)物在80℃下真空干燥48h，得到羥基化的高嶺土。
　?。?）硅烷偶聯(lián)劑改性：取10g羥基化的高嶺土加入至裝有蒸餾水（10mL）和無(wú)水乙醇（75mL）的三口燒瓶中，使用冰醋酸將溶液調至弱酸性，超聲30min，使羥基化的高嶺土分散均勻，隨后向三口燒瓶中加入2gKH-570，在85℃下劇烈攪拌6h，冷卻至室溫后，將改性混合液放入離心機中離心，取下層產(chǎn)物，并用無(wú)水乙醇多次洗滌產(chǎn)物，在80℃下真空干燥產(chǎn)物24h，得到改性高嶺土。
　　測試與表征：FTIR分析、接觸角、TG分析、丙烯酸酯復合壓敏膠性能。
　　改性效果：當高嶺土-KH570質(zhì)量分數為1.5%時(shí)，高嶺土-KH570/丙烯酸酯PSA的粘接性能最佳，與未添加kaolin的丙烯酸酯PSA相比，其初粘力、180°剝離強度和23℃持粘力分別提高35.7%，30.7%和128.6%；采用高嶺土-KH570/丙烯酸酯PSA膜片對絕緣子表面清污，絕緣子表面的洗凈率和除鹽率可達到85.8%和80.6%，而憎水性從HC6級恢復至HC1級，且絕緣性能提高，提升了復合絕緣設備在污穢條件下運行的可靠性。
　　配方5：辛基三甲氧基硅烷（OTMS）
　　改性劑：辛基三甲氧基硅烷（OTMS）
　　改性方法：將0.1g超細高嶺土分散于10mL去離子水中，超聲處理1h使其均勻分散，之后滴入醋酸，調節pH至4，加入硅烷偶聯(lián)劑，并在65℃下水浴攪拌1h，將分散液真空干燥獲得經(jīng)改性后的超細高嶺土。
　　測試與表征：XRD、紅外光譜、掃描電鏡、超細高嶺土-淀粉-殼聚糖復合薄膜性能。
　　改性效果：未經(jīng)改性的超細高嶺土對基體的微觀(guān)結構及機械性能有一定提升，表明超細高嶺土對淀粉殼聚糖基體具有明顯的增強作用。辛基三甲氧基硅烷經(jīng)水解后的不同官能團接枝在超細高嶺土表面和層間，經(jīng)插層進(jìn)入基體后，在不破壞分子結構的前提下改變了分子構型，填料與基體以氫鍵和離子鍵成功結合，有效地降低了復合材料的結晶程度，提升了復合材料的拉伸強度、斷裂伸長(cháng)率和耐水性。
　　
　　配方6：氨基硼酸酯偶聯(lián)劑
　　改性劑：氨基硼酸酯改性劑SB-181、氨基硼酸酯改性劑Zr-201。
　　改性方法：將去離子水在恒溫水浴鍋中加熱到80℃，加入氨基硼酸酯偶聯(lián)劑及界面調節劑，然后打開(kāi)高速分散機，轉速為12000r/min，攪拌10min，使偶聯(lián)劑乳化成均勻的乳液；緩慢加入高嶺土，提高轉速至20000r/min，繼續攪拌一段時(shí)間，再減速攪拌10min后停機；取料經(jīng)過(guò)濾，將漿料放在105℃電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中干燥至質(zhì)量恒定，經(jīng)粉碎即得改性高嶺土。
　　
　　測試與表征：混煉膠性能。
　　改性效果：（1）濕法改性高嶺土取代白炭黑后，膠料最突出的優(yōu)點(diǎn)在于加工性能改善和壓縮生熱降低，彈性變好，拉斷伸長(cháng)率增大。膠料混煉時(shí)排膠溫度和混煉能耗明顯降低，焦燒時(shí)間延長(cháng)。膠料不足之處也很明顯，定伸應力和撕裂強度下降，耐磨性能明顯變差，密度和拉斷永久變形稍有增大。高嶺土濕法改性時(shí)間為10～15min時(shí)效果較好。
　?。?）改性劑Zr-201改性高嶺土的效果優(yōu)于改性劑SB-181，胎面膠拉伸強度高，耐磨性好。
　　
　　配方7：液態(tài)三元乙丙橡膠（LEPDM）
　　改性劑：液態(tài)三元乙丙橡膠（LEPDM）SH-15
　　改性方法：將高嶺土和LEPDM以質(zhì)量比90∶10加入高速混合機中，轉速為24000r/min，混合2min，通過(guò)高速剪切作用將黏稠狀LEPDM粉碎并分散，均勻包覆于高嶺土表面，制得了改性高嶺土。
　　測試與表征：FTIR、SEM、PP材料性能
　　改性效果：高嶺土及改性高嶺土均會(huì )改善PP的力學(xué)性能、加工性能和阻燃性能。當填料含量相同時(shí)，PP/改性高嶺土復合材料的拉伸強度、缺口沖擊強度和加工性能均優(yōu)于PP/高嶺土復合材料，PP/高嶺土復合材料的阻燃性能和彈性模量均優(yōu)于PP/改性高嶺土復合材料。當改性高嶺土質(zhì)量分數為10%時(shí)，PP/改性高嶺土復合材料的缺口沖擊強度和MFR均達到最大，分別為12.63kJ/m2和1.75g/10min。
　　
　　
　　配方8：含氫硅油
　　改性劑：含氫硅油
　　改性方法：將納米級高嶺土配成質(zhì)量分數10%的漿液，按質(zhì)量分數加入3%的CTAB（十六烷基三甲基溴化銨）后進(jìn)行噴霧干燥（條件：進(jìn)口溫度150℃，壓力0.1Mpa）。噴霧干燥后，加入高嶺土質(zhì)量5%比例的改性劑（含氫硅油），將反應體系加熱至90℃，連續攪拌（轉速800r/min）20min；改性后，在95℃環(huán)境下干燥24h，得到改性粉體。
　　測試與表征：分散率、活化指數。
　　改性效果：隨著(zhù)含氫硅油和高嶺土比值的增大，活化指數呈遞增趨勢，而分散率先增大后減小。當m（含氫硅油）:m（高嶺土）＝1:30時(shí)，活化指數和分散率均達到最大，分別為98%和92%；當含氫硅油和高嶺土的比值繼續增大時(shí)，活化指數基本保持不變，而分散率略有降低，可以推斷當m（含氫硅油）:m（高嶺土）＝1:30時(shí)，高嶺土顆粒表面已完全被含氫硅油包裹，改性效果達到最佳狀態(tài)。
　　
　　配方9：尿素、乙酸鉀、三乙醇胺、檸檬酸、氟化銨（陶瓷領(lǐng)域）
　　改性劑：尿素、乙酸鉀、三乙醇胺、檸檬酸、氟化銨。
　　改性方法：以三聚磷酸鈉作為分散劑，將高嶺土、各種改性劑、水及分散劑一并加入快速球磨機中球磨30min，料球水比為1:5:1，泥漿出磨后靜置24h，脫水后烘干待用。
　　測試與表征：XRD、FTIR及粒度測試、SEM。
　　改性效果：（1）在乙酸鉀/三乙醇胺改性高嶺土體系中，5%乙酸鉀+4%三乙醇胺以及6%乙酸鉀對高嶺土改性效果最好，并且在高溫與低溫陶瓷坯料的合適添加量均為1%。在高溫陶瓷坯料中，添加5%乙酸鉀+4%三乙醇胺改性的高嶺土效果最好，可以提高試樣抗折強度值26.72%，并且降低燒成溫度50℃；在低溫陶瓷坯料中，添加6%的乙酸鉀改性高嶺土效果最好，可以提高試樣抗折強度值34.97%，同時(shí)降低燒成溫度50℃。
　?。?）在尿素/三乙醇胺改性體系中，3%尿素+3%三乙醇胺以及3%尿素+8%三乙醇胺兩組改性劑對高嶺土改性效果最好。在高溫陶瓷坯料中應用較好的是3%尿素+3%三乙醇胺改性的高嶺土，在坯料中添加1%的改性高嶺土就可以提升試樣抗折強度值約25.93%，同時(shí)降低燒成溫度50℃；在低溫陶瓷坯料中應用較好的是3%尿素+8%三乙醇胺改性的高嶺土，在坯料中添加2%改性高嶺土可以提升試樣抗折強度值約30.62%，同時(shí)降低燒成溫度50℃。
　?。?）在檸檬酸/氟化銨改性高嶺土的體系中，8%檸檬酸+1%氟化銨以及10%檸檬酸對高嶺土進(jìn)行改性效果最好，可以有效促進(jìn)高嶺土中莫來(lái)石的生成。在高溫陶瓷坯料中，添加2%的8%檸檬酸+1%氟化銨改性的高嶺土效果最好，相對于未添加改性高嶺土的試樣抗折強度可提升29.89%，并可降低燒成溫度50℃。在低溫陶瓷坯料中添加2%的10%檸檬酸改性的高嶺土，相對于未添加改性高嶺土的試樣，抗折強度可提升37.78%，并同時(shí)降低燒成溫度50℃。
　　
　　配方10：硅烷與鈦酸酯偶聯(lián)劑（對比）
　　改性劑：硅烷偶聯(lián)劑KH-540、KH-550，鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-130、NDZ-132。
　　改性方法：將一定量的煤系高嶺土置于105±5℃的恒溫干燥箱中干燥1h，然后將干燥后的高嶺土投入高速混合機中，啟動(dòng)高速攪拌，升溫至設定溫度時(shí)慢慢加入偶聯(lián)劑（部分偶聯(lián)劑經(jīng)水解處理或與特種表面活性劑復合處理），高速攪拌15～20min后出料，即制得改性煤系高嶺土。
　　測試與表征：尼龍66復合材料制品性能。
　　改性效果：（1）煤系高嶺土經(jīng)四種不同偶聯(lián)劑進(jìn)行表面改性處理，均可提高PA66/煤系高嶺土復合材料的沖擊韌性，且以硅烷偶聯(lián)劑KH–550處理體系綜合力學(xué)性能最佳。
　?。?）硅烷偶聯(lián)劑KH–550質(zhì)量分數為1.5%時(shí)，PA66/煤系高嶺土復合材料力學(xué)性能最好。
　?。?）隨著(zhù)偶聯(lián)劑KH–550用量增加，PA66/煤系高嶺土復合材料顏色由黃黑逐漸變亮白。偶聯(lián)劑質(zhì)量分數超過(guò)1.5%后，復合材料顏色變化變平緩。
　?。?）隨著(zhù)偶聯(lián)劑KH–550用量增加，PA66/煤系高嶺土復合材料的MFR增大。當偶聯(lián)劑質(zhì)量分數達到1.5%時(shí)，PA66/煤系高嶺土復合材料的MFR增至14.6g/10min，復合材料具有很好的流變性能。