上一期推文【10個(gè)高嶺土表面改性配方匯總（一）】主要介紹了KH-550、KH-570、OTMS、硅油等改性高嶺土的配方，本期繼續介紹不同改性劑對比、復配的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：硅烷與硼酸酯偶聯(lián)劑（對比）
配方2：硅烷、鈦酸酯與鋁酸酯偶聯(lián)劑（對比）
配方3：硬脂酸、鋁鈦復合與硅烷偶聯(lián)劑（對比）
配方4：KH-560、KH-570對比（乳膠漆領(lǐng)域）
配方5：硅烷、鈦酸酯與鋁酸酯偶聯(lián)劑復配（丁苯橡膠領(lǐng)域）
配方6：硅烷與鈦酸酯偶聯(lián)劑復配（聚乙烯領(lǐng)域）
配方7：表面活性劑、偶聯(lián)劑對比和復配
配方8：硅烷偶聯(lián)劑和硬脂酸復配
配方9：棕櫚油、硅烷偶聯(lián)劑與硬脂酸對比和復配
配方10：DOPO-KH560改性
　　
　　配方1：硅烷與硼酸酯偶聯(lián)劑（對比）
　　改性劑：硅烷偶聯(lián)劑KH-550和KH570，硼酸酯偶聯(lián)劑SBWI、SBWIII和SB181。
　　改性方法：（1）干法改性：稱(chēng)量的高嶺土置于搭建好的攪拌-加熱裝置中，以油浴加熱，控制溫度為60～80℃，攪拌器轉速為1774r/min，攪拌5min后逐滴加入偶聯(lián)劑，繼續攪拌20min，完成預處理。將預處理高嶺土置于高速混合機中，恒定混合機轉速為34000r/min，粉碎2min后取出改性高嶺土。
　?。?）球磨濕法改性：稱(chēng)量高嶺土、偶聯(lián)劑、95%無(wú)水乙醇（用量為高嶺土的4倍），將所有物料混合均勻后置于球磨罐（內含氧化鋁磨球，且物料沒(méi)過(guò)磨球）中，球磨機振動(dòng)頻率為37Hz，球磨5h后完成預處理，進(jìn)行抽濾洗滌，80℃恒溫干燥8h至恒質(zhì)量后取出。將預處理高嶺土置于高速混合機中，恒定混合機轉速為34000r/min，粉碎2min后取出改性高嶺土。
　　測試與表征：SEM、IR譜表征、TG分析、膠料性能
　　改性效果：（1）KH-550膠料的硫化速率和交聯(lián)密度較高，SB181膠料的拉伸強度和拉斷伸長(cháng)率較高，KH-570膠料的橡膠分子鏈容易產(chǎn)生滑移現象導致其強度降低。
　?。?）硅烷偶聯(lián)劑KH-550改性高嶺土適用于膠料補強，高嶺土表面的羥基與偶聯(lián)劑反應形成烷基化合物，使改性高嶺土能夠對膠料起到良好的補強作用；與干法改性相比，球磨濕法改性可明顯細化高嶺土粉體。
　　
　　配方2：硅烷、鈦酸酯與鋁酸酯偶聯(lián)劑（對比）
　　改性劑：硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑。
　　改性方法：干法改性簡(jiǎn)便靈活、適應面廣、工藝簡(jiǎn)單，改性后可直接獲得產(chǎn)品。本試驗采用干法改性方式對煤系高嶺土進(jìn)行單因素改性試驗研究，改性時(shí)間為1.5h，改性溫度為90℃，采用注射器加藥的方式進(jìn)行改性。
　　測試與表征：活化指數、吸油值。
　　改性效果：硅烷偶聯(lián)劑用量為0.8%時(shí)，活化指數為0.9，吸油值為0.79cm3/100g；鈦酸酯偶聯(lián)劑用量為1.6%時(shí)，活化指數為0.86，吸油值為0.88cm3/100g；鋁酸酯偶聯(lián)劑用量為0.9%時(shí)，活化指數為0.88，吸油值為0.82cm3/100g，改性效果最佳，可用作橡膠補強填料。
　　配方3：硬脂酸、鋁鈦復合與硅烷偶聯(lián)劑（對比）
　　改性劑：硬脂酸CH3（CH2）16COOH、鋁鈦復合偶聯(lián)劑C12H28O4TiAl（OCH（CH3）2）4、硅烷偶聯(lián)劑KH-550。
　　改性方法：（1）硬脂酸改性煅燒高嶺土：從加料口將1000g煅燒高嶺土倒入高速攪拌機內，高速攪拌15min，使煅燒硬質(zhì)高嶺土在高速攪拌機內充分分散，并且利用高速攪拌機將物料溫度提升，有利于改性；稱(chēng)取一定量硬脂酸裝入容器內置于恒溫水浴鍋內，保證硬脂酸受熱轉變?yōu)橐后w；以噴霧的形式將硬脂酸通過(guò)加料口滴入高速攪拌機內，保持80℃持續攪拌30min-60min。關(guān)閉電源，取出物料在105℃的電熱烘箱中干燥2-4h后，自然冷卻，將其放入聚四氟乙烯襯干燥器中，備用。
　?。?）硅烷偶聯(lián)劑KH-550改性煅燒高嶺土：從加料口將1000g煅燒高嶺土倒入高速攪拌機內，高速攪拌15min，使煅燒硬質(zhì)高嶺土在高速攪拌機內充分分散，并且利用高速攪拌機將物料溫度提升，有利于改性；量取一定量硅偶聯(lián)劑，以噴霧的形式將硅偶聯(lián)劑通過(guò)加料口滴入高速攪拌機內，保持80℃持續攪拌30min-60min。關(guān)閉電源，取出物料在105℃的電熱烘箱中干燥2-4h后，自然冷卻，將其放入聚四氟乙烯襯干燥器中，備用。
　?。?）鋁鈦酸酯偶聯(lián)劑AT-OL改性煅燒高嶺土:從加料口將1000g煅燒高嶺土和一定量鋁鈦酸酯偶聯(lián)劑AT-OL倒入高速攪拌機內，保持80℃高速攪拌45min，使煅燒硬質(zhì)高嶺土可以在高速攪拌機內進(jìn)行充分分散，有利于改性；關(guān)閉電源，取出物料在105℃的電熱烘箱中干燥2-4h后，自然冷卻至室溫，將其放入聚四氟乙烯襯干燥器中，備用。
　　測試與表征：吸油值、活化指數、紅外光譜、PP復合材料性能。
　　改性效果：（1）硬脂酸對高嶺土粉體表面改性活化度較強，但與聚合物基體結合效果不好；硅烷偶聯(lián)劑對高嶺土粉體表面改性活化度較硬脂酸稍差，但與聚合物作用的綜合結果比硬脂酸好，但是相對成本較高；鋁鈦酸酯偶聯(lián)劑不僅對高嶺土粉體表面改性活化度較強而且與聚合物作用的效果相對更高，且綜合成本相對較低。
　?。?）經(jīng)鋁鈦酸酯偶聯(lián)劑改性后的煅燒高嶺土在中分散均勻，其阻燃性能與力學(xué)性能有明顯的提高。
　　配方4：KH-560、KH-570對比（乳膠漆領(lǐng)域）
　　改性劑：KH-560、KH-570。
　　改性方法：將硅烷偶聯(lián)劑與無(wú)水乙醇按照1:4的比例配成硅烷偶聯(lián)劑乙醇溶液，再將硅烷偶聯(lián)劑乙醇溶液加入至已經(jīng)放入密封袋中的500g高嶺土，密封后充分混合隨后放入烘箱中，60℃下反應2小時(shí)。反應結束后，將改性后的高嶺土倒出鋪平再次放入烘箱，在80℃下烘于2小時(shí)至高嶺土中乙醇完全烘出，得到改性高嶺土。
　　測試與表征：紅外光譜、SEM、接觸角、吸油值、活化度、乳膠漆性能。
　　改性效果：（1）使用KH-560與KH-570硅烷偶聯(lián)劑，對高嶺土進(jìn)行改性，KH-560能夠讓高嶺土保證原有的親水性前提下獲得親油性，而KH-570能夠使高嶺土的表面變?yōu)橛H油疏水，利用該特點(diǎn)復合搭配兩者可以使得高嶺土獲得不同的性能；使用硅烷偶聯(lián)劑改性高嶺土時(shí)，其適宜用量為高嶺土的1.5-2.0wt%。
　?。?）在使用不同硅烷偶聯(lián)劑對高嶺土填料進(jìn)行改性的乳膠漆當中，使用KH-560硅烷偶聯(lián)劑的乳膠漆機械強度優(yōu)于使用KH-570硅烷偶聯(lián)劑的乳膠漆，KH-560改性高嶺土后使其獲得的在水中的良好分散性與對乳液高聚物的優(yōu)秀相容性是KH-560提高乳膠漆機械性能的關(guān)鍵。
　　
　　配方5：硅烷、鈦酸酯與鋁酸酯偶聯(lián)劑復配（丁苯橡膠領(lǐng)域）
　　改性劑：硅烷偶聯(lián)劑KH-560，鈦酸酯偶聯(lián)劑TMC-105，ASA型鋁酸酯偶聯(lián)劑。
　　改性方法：將煤系高嶺土置入高速混合機中攪拌并加熱至設計溫度90℃后加入改性劑及其他助劑，依次加入的時(shí)間間隔為15min，反應5~10min，得到活化煤系高嶺土。
　　測試與表征：活化指數、吸油值、接觸角、橡膠復合材料性能。
　　改性效果：（1）當硅烷偶聯(lián)劑用量為0.8%、鋁酸酯偶聯(lián)劑用量為0.9%、鈦酸酯偶聯(lián)劑用量為0.6%時(shí)，改性后的高嶺土活化指數、吸油值達到最佳值，分別為0.91、0.89cm'/100g，且接觸角大于90°，疏水性良好。
　?。?）改性煤系高嶺土的替代白炭黑的量為60%時(shí)，t10（焦燒時(shí)間）和t90（正硫化時(shí)間）達到最小值，300%定伸應力達到8.0MPa，拉伸強度達到20.0MPa，撕裂強度達到60kN/m，SBR復合材料的硫化加工性能與力學(xué)性能均明顯改善。
　　
　　配方6：硅烷與鈦酸酯偶聯(lián)劑復配（聚乙烯領(lǐng)域）
　　改性劑：硅烷偶聯(lián)劑KH-570、鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-201。
　　改性方法：用冰醋酸將硅烷偶聯(lián)劑甲醇和蒸餾水的混合溶液的pH值調節至5，靜置10min后，噴灑于高嶺土粉體表面；同時(shí)，配制鈦酸酯偶聯(lián)劑的異丙醇溶液，靜置10min后，噴灑于高嶺土粉體表面，然后，將高嶺土粉體置于高速混合機中，高速攪拌2min出料，在100℃下干燥1h，即可得到復配偶聯(lián)劑表面修飾的高嶺土。
　　測試與表征：紅外光譜測試、SEM、LDPE/改性高嶺土復合材料性能
　　改性效果：（1）通過(guò)硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑分子鏈上水解官能團與高嶺土表面及層間羥基的化學(xué)鍵合作用，經(jīng)復配偶聯(lián)劑改性的高嶺土表面成功地接枝了—CH2、—CH3基團。
　?。?）復配偶聯(lián)劑改性使高嶺土在LDPE基體中的分散性得到了明顯的改善，與LDPE基體的界面相互作用顯著(zhù)增強，LDPE/復配改性高嶺土復合材料表現出了良好的力學(xué)性能、熱力學(xué)性能和電絕緣性能。并且，當復配偶聯(lián)劑改性高嶺土的含量分別為5%和20%時(shí)，復合材料的斷裂伸長(cháng)率和體積電阻率分別達到了最大值。
　　
　　
　　配方7：表面活性劑、偶聯(lián)劑及復配（對比）
　　改性劑：聚醚N-210（聚異丙二醇）、二甘醇（DEG）、聚乙二醇400（PEG400）:等表面活性劑，偶聯(lián)劑A-172、A-187、Si-69，以及偶聯(lián)劑與表面活性劑的復配。
　　改性方法：從加料口將一定量的煅燒高嶺土倒入高速攪拌機內，往高速攪拌機內滴加預先稱(chēng)好的一定配比的改性劑，開(kāi)動(dòng)攪拌機攪拌15min停機，得到改性的煅燒高嶺土。
　　測試與表征：FT-IR、X-RAY、RPA、SEM、三元乙丙橡膠印刷膠輥膠料性能。
　　
　　改性效果：（1）偶聯(lián)劑對焦燒時(shí)間影響不大，但卻能減少正硫化時(shí)間。偶聯(lián)劑A-172、A-187、Si-69對煅燒高嶺土都有較明顯的改性效果。偶聯(lián)劑A-172改性時(shí)效最為明顯，當用量為0.5phr時(shí)撕裂強度達到最大值38.7KN/m，比原來(lái)提高了59%，但拉伸強度則變化不大。偶聯(lián)劑會(huì )使硫化膠的硬度和定伸應力明顯增大；改性后的煅燒高嶺土填充的硫化膠的扯斷永久變形有一定改善。偶聯(lián)劑對改善硫化膠的耐溶劑性能作用不大。
　?。?）聚醚N-210對焦燒時(shí)間影響不大，但卻能減少正硫化時(shí)間。聚醚N-210和二甘醇對煅燒高嶺土都有較好的改性效果，用聚醚N-210改性時(shí)效果最好。當用量為0.5phr時(shí)拉伸強度達到最大值16MPa，比原來(lái)提高了25%，但撕裂強度則變化不大；聚醚N-210對硫化膠的硬度和定伸應力影響不大；改性后的煅燒高嶺土填充的硫化膠的扯斷永久變形有一定改善。
　?。?）偶聯(lián)劑A-172、A-187對煅燒高嶺土有明顯的改性效果，當A-172用量為0.5phr時(shí)撕裂強度可提高59%，但拉伸強度則變化不大；通過(guò)偶聯(lián)劑A-172和聚醚N-210的并用，當并用比為0.25/0.25時(shí)，可使硫化膠的拉伸強度和撕裂強度同時(shí)獲得一定的提高，就拉伸強度、撕裂強度和扯斷伸長(cháng)率而言，其性能達到德國進(jìn)口膠料的水平；偶聯(lián)劑和聚醚同時(shí)加入改性時(shí)，硫化膠的物理機械性能較好。
　　配方8：硅烷偶聯(lián)劑和硬脂酸復配
　　改性劑：硅烷偶聯(lián)劑WD-21、硬脂酸、陽(yáng)離子表面活性劑CTAB。
　　改性方法：稱(chēng)取一定量的納米高嶺土加入硅烷偶聯(lián)劑（WD-21）或硬脂酸輔以某陽(yáng)離子表面活性劑CTAB所配成的溶液，充分攪拌加熱?溫度控制在80～120℃不等，反應30min左右待其完全干燥后磨碎，便得改性納米高嶺土。
　　測試與表征：活化指數、紅外分析、填充橡膠材料性能。
　　
　　改性效果：（1）在納米高嶺土的改性過(guò)程中，輔助加入陽(yáng)離子表面活性劑CTAB能顯著(zhù)減少改性劑用量，升高活化指數，其作用機理為吸附-增溶作用。
　?。?）硅烷偶聯(lián)劑和硬脂酸復合改性劑用量為1．3%，配比以1∶1為宜。IR分析表明改性后高嶺土顆粒表面已接上偶聯(lián)劑分子。
　?。?）未改性和改性后的納米高嶺土的補強效果均好于炭黑；硅烷偶聯(lián)劑和硬脂酸復合改性對橡膠的補強效果優(yōu)于單獨使用硅烷偶聯(lián)劑改性。
　　
　　配方9：棕櫚油、硅烷偶聯(lián)劑與硬脂酸對比和復配
　　改性劑：硬脂酸、硅烷偶聯(lián)劑WD-81和WD-70、鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-201、棕櫚油、季銨鹽類(lèi)活化劑1632和D-1821。
　　改性方法：采用干法對高嶺土進(jìn)行表面改性。（1）單一藥劑：選用硬脂酸、硅烷偶聯(lián)劑WD-81和WD-70、鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-201進(jìn)行單一藥劑改性試驗。（2）復配藥劑：以棕櫚油、季銨鹽類(lèi)活化劑1632和D-1821為活化劑，硅烷偶聯(lián)劑WD-70和WD-81為改性劑，硬脂酸為輔助改性劑，進(jìn)行6組活化劑和改性劑的復配改性試驗。
　　測試與表征：活化指數、SEM、膠料材料性能。
　　改性效果：（1）單一藥劑：預評價(jià)改性效果最佳的為硬脂酸，活化指數達到86.3%；結果評價(jià)中改性效果最佳的為硅烷偶聯(lián)劑WD-70，制備的復合材料300%定伸應力為1.97MPa，定應力伸長(cháng)率達到201%，拉伸強度達到2.47MPa，撕裂強度達到21kN·m-1，拉斷強度為0.76MPa，拉斷伸長(cháng)率達到323%。綜合兩種評價(jià)，硅烷偶聯(lián)劑WD-70的改性效果最好，而鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-201的改性效果最差。
　　4種改性劑對高嶺土粉體均有改性作用。高嶺土粉體經(jīng)硬脂酸表面改性后，其活化指數雖然高于硅烷偶聯(lián)劑WD-70改性高嶺土，但其復合材料力學(xué)性能卻較低，這是因為硅烷偶聯(lián)劑與高嶺土的作用為化學(xué)吸附，吸附較牢固，而且分子中還含有與高聚物基體發(fā)生偶聯(lián)作用的基團。硅烷偶聯(lián)劑WD-70作為一種甲基丙烯酰氧基硅烷，一方面其分子內的硅烷低聚物能夠與粉體表面羥基以氫鍵、共價(jià)鍵等形式發(fā)生作用，另一方面其不飽和雙鍵能夠與順丁橡膠中不飽和雙鍵發(fā)生化學(xué)反應，從而在高嶺土補強順丁橡膠的過(guò)程中起到“橋梁”作用，提高材料的力學(xué)性能。而硬脂酸改性高嶺土僅是在粉體表面形成包覆，無(wú)法起到“橋梁”的作用。
　?。?）復配藥劑：復配改性后，高嶺土的改性效果有明顯的提升，其中棕櫚油、硅烷偶聯(lián)劑WD-70、硬脂酸復配的改性效果最為優(yōu)良，活化指數達到96.1%，所制備復合材料300%定伸應力為2.97MPa，拉伸強度達到3.84MPa，拉斷強度為2.96MPa，拉斷伸長(cháng)率為403%，撕裂強度為18kN/m。因為活化劑棕櫚油的主要成分為油酸和軟脂酸（棕櫚酸），其分子一端為長(cháng)鏈有機親油基團，結構與順丁橡膠相似，與順丁橡膠有一定的相容性，另一端為羧基，可與高嶺土表面發(fā)生吸附作用，所以具有類(lèi)似偶聯(lián)劑的作用，可改善高嶺土（主要礦物為高嶺石）與膠料的親和性，提高其在膠料中的分散度，從而提高材料的力學(xué)性能。另外，由于棕櫚油本身具有潤滑作用，可使復合體系內摩擦力減小，從而改善復合體系的流動(dòng)性能。而季銨鹽類(lèi)活化劑1632和D-1821雖然也能夠提升高嶺土的改性效果，但其效果比脂肪酸類(lèi)活化劑弱。這是因為季銨鹽與高嶺土的表面作用只是一種吸附作用，長(cháng)碳鏈僅起到改善相容性的作用，無(wú)法起到類(lèi)似硅烷偶聯(lián)劑的“橋梁”作用，所以復合材料力學(xué)性能較差。
　?。?）最佳改性條件為（以高嶺土干礦量為標準）活化劑棕櫚油用量1%，硅烷偶聯(lián)劑WD-70用量1%，輔助改性劑硬脂酸用量1%，改性溫度90℃，改性時(shí)間20min；復合材料最佳制備工藝為改性高嶺土用量（粒度小于5μm占74%）100份，硫化溫度140℃，硫化時(shí)間22min；以微細粒級改性高嶺土填充順丁橡膠，制備的復合材料力學(xué)性能均能達到橡膠鞋底國標要求；復合材料拉斷面的SEM照片顯示，改性高嶺土與橡膠基質(zhì)融合較好。
　　配方10：DOPO-KH560改性
　　改性劑：γ-（2，3-環(huán)氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷（KH-560）、9，10-二氫-9-氧雜-10-膦雜菲-10-氧化物（DOPO）
　　改性方法：稱(chēng)取15gDOPO置于過(guò)量的（20g）KH-560中，在160℃，通N2條件下反應6h，得DOPO-KH560中間體；然后稱(chēng)取0.05g的DOPO-KH560置于含1.00g高嶺土的醇水溶液中，在60℃條件下反應12h，得到最終產(chǎn)物DOPO-KH560-高嶺土。
　　測試與表征：PP復合材料的阻燃性能和力學(xué)性能。
　　改性效果：僅添加質(zhì)量分數1.0%的DOPO-KH560-高嶺土于PP/MCAPP/ATH復合體系中體系的LOI提升到28.1，并有效延長(cháng)體系熔滴產(chǎn)生的時(shí)間。DOPO-KH560-高嶺土在改善PP/MCAPP/ATH復合體系的阻燃性能同時(shí)，并沒(méi)有帶來(lái)力學(xué)性能的降低。