Vol.21 No.6 林海等：超细煤系锻烧高岭土颗粒的性质及其表面改性 -517- 上的光反射增加了其白度，因而超细煤系煅烧 12 高岭土具有优良的光学性能：另外超细煤系煅 10 烧高岭土的松厚特性对于其作为涂布级颜料十 分有益，因为它有助于涂层更迅速地胶凝，并改 进了涂料的固着性，超细煤系煅烧高岭土所具 要 6 有的光学性能是其作为钛白代用品基体的基 础. c3 2.2白度的变化 0 白度是钛白代用品基体最重要的指标之 10 15 20 一，它的高低将影响钛白代用品的光学性能.在 t/d 国家标准(GB5463.1一85)中，对白度的定义是： 图1不同煤系煅烧高岭土的吸水率 以氧化镁标准白板对特定波长的单色光的绝对 1一试样，2一产物A,3一产物B 反射比为基准，以试样板对相应波长测得的绝 2.4吸油量、遮盖力及折光指数 对反射比（以百分数表示）称为白度).国内高岭 搅拌磨湿法研磨煤系煅烧高岭土使其吸油 土行业以波长457nm的蓝光反射比来表示白 量、遮盖力及折光指数等光学指标发生了变化， 度，该条件所测的白度与美国TAPI/GE亮度的 其结果示于表1中.结果显示，随颗粒的细化， 测度条件基本一致，目前大多采用此法测试， 它的吸油量降低，折光指数增大，遮盖力增强， 煤系高岭土试样经煅烧后白度由20%提高 此结果与钛白粉的光学性能指标要求致.对 到87.3%，再经超细磨矿后白度提高到88.5%. 颜料二氧化钛而言，除白度高以外，遮盖力和折 说明随着颗粒的细化，白度逐渐升高，如此高的 光指数亦是其重要的光学指标：作为钛白代用 白度对于作为白色颜料钛白代用品的基体十分 品的基体的超细煤系煅烧高岭十具有高于其他 有益， 矿物的折光指数（见表2）且吸油量较低，因此 2.3颗粒表面吸附能力 将其作为钛白代用品基体十分有益.但是，也应 经搅拌磨湿法研磨后，煤系煅烧高岭土试 该看到超细煤系煅烧高岭土的光学性能与钛白 样与经两段磨矿后产物的吸水率示于图1.结果 粉相比仍有一定差距，它还不能直接作为钛白 表明，磨矿后产物特别是超细煤系煅烧高蛉土 粉代用品，必须对其进行改性 颗粒（产物B)的吸水能力明显强于未磨矿试样， 表1煤系煅烧高岭土的主要光学性能 与后者相比，前者不仅在相同时间下的吸水率 样品100g吸油量/g遮盖力/gcm2折光指数 和达到饱合之后的吸水率均大于后者，而且达 试样 78.35 159.26 1.52 到饱和的时间也较短.基体（产物B)在14d吸 产物A 54.33 150.38 1.59 水达到饱和，而试样和产物A20d仍未饱和，由 产物B 35.02 146.67 1.65 此说明，颗粒细化的过程亦即吸水能力增强的 过程，不排除磨矿产物因粒度细、比表面积大而 表2一些物料的折光指数 导致吸水能力增强这一因素，然而作为吸水这 物料名称碳酸钙二氧化硅滑石粉钛白粉（金红石型） 折光指数1.581.551.57 2.72 一·由水实现矿物表面不饱和质点重新平衡的水 合反应，表面积的因素不占主导地位， 2.5表面电位 有关研究表明，许多情况下，有固相物质 超细煤系燬烧高岭土颗粒（产物B)的表面 参加的化学反应，固相物质比表面积的增加对 电位测试结果示于图2中.结果显示，其零电点 反应速度的贡献不及1/10.显然，还有其他更重 pH为1.2，改性药剂钛盐水解产生的水合二氧 要的导致超细煤系煅烧高岭土颗粒表面反应能 化钛的PZC pH为6.7例；当控制改性体系pH值 力增强的因素存在.湿法超细磨矿过程中使矿 在1,2~6之间时，基体带负电，而水合二氧化 物颗粒表面不饱和键的增加以及颗粒的高活性 钛颗粒带正电，因此两者之间易发生静电吸附， 表面无疑是导致颗粒吸附能力增强的原因.因 使TO,能成功地包覆于基体颗粒表面，这对于 此作为钛白代用品的基体其吸附能力增强将有 超细煤系煅烧高岭土作为钛白代用品基体具有 助于改性过程的进行， 重要意义.V心1 . 2 1 N 0 . 6 林海 等 : 超细 煤系锻 烧 高岭 土颗 粒的性 质及 其表 面 改性 . 5 1, . 上 的光反 射增加了 其 白度 , 因 而超 细 煤系锻烧 高岭土 具有优 良的光 学性能 ; 另外超细 煤系锻 烧高岭土 的松厚特性对于其作为涂布 级颜料十 分有益 , 因 为它有助 于涂层更迅速地胶凝 , 并改 进 了涂料的固着性 . 超细 煤系锻烧高岭土所具 有 的光 学性 能是 其作 为钦 白代用 品 基体 的基 础 . .2 2 白度的变化 白度是 钦 白代用 品基 体最 重要 的指标 之 一 , 它的高低将影响钦 白代用品 的光学性能 . 在 一 国家标准( G B 5 4 63 . 1一8 5) 中 , 对 白度 的定义是 : 以氧化镁标准 白板对特 定波长 的单色光的绝对 反 射 比为基准 , 以试样板对相应波 长测得 的绝 对反射 比 (以 百分数表示)称为白度 〔3] . 国 内高岭 土行业 以波长 4 57 mn 的蓝 光反 射 比来表示 白 度 , 该条件所测 的 白度与美 国 TA IP /G E 亮度的 测度条件基 本一致 , 目前大多采用此 法测试 . 煤系高岭土试样经 锻烧 后 白度 由 20 % 提高 到 87 3 % , 再经 超细 磨矿后 白度提 高到 8 . 5% . 说明随着颗粒的细 化 , 白度逐 渐升高 . 如此 高的 白度对于 作为白色颜料钦 白代用品 的基体十分 有益 . .2 3 颗粒表面吸 附能力 经搅拌磨湿 法研 磨 后 , 煤系锻烧 高岭土 试 样与经两段磨矿后产物的吸 水率示 于 图 1 . 结果 表 明 , 磨矿后 产物特别 是 超细 煤系锻烧 高岭土 颗粒 (产物 B ) 的吸水能力 明显 强于 未 磨矿 试样 , 与后者相 比 , 前者不仅在相 同 时 间下 的吸 水率 和 达到饱合之 后 的吸 水率均大于 后 者 , 而 且 达 到饱和的时间也较短 . 基 体 ( 产物 B ) 在 14 d 吸 水达到 饱和 、 而试 样和 产物 A 20 d 仍未饱和 , 由 此 说明 , 颗粒细 化的过 程亦即 吸水 能力增强 的 过程 . 不排除磨矿产物 因粒度细 、 比表面 积 大而 导致吸水能力增 强这 一 因 素 , 然而 作为吸 水这 一 由水实现矿 物表面 不饱 和质 点重 新平 衡的水 合 反应 , 表面积 的因 素不 占主 导地 位 . 有关研 究表 明曰 , 许多情况 下 , 有 固相 物质 参加 的化学反应 , 固相 物质 比表面 积 的增加对 反 应速 度的贡 献 不及 1/ 10 . 显然 , 还有其他更 重 要的导致超细 煤系锻烧高岭土颗粒表面 反应 能 力增强的因素存在 . 湿法超细 磨矿 过程 中使矿 物颗粒表面不 饱和 键的增加 以及 颗粒 的高活性 表 面无疑 是 导致颗粒吸 附能力增强 的原因 . 因 此 作为钦 白代用品 的基体其吸 附能力增强将有 助于 改性过程的进 行 . l 2 l 0 8 6 了 。 卜 一 ` 冬 . 一 刊。 ~ 一 夕 一 万 2 卜, 。 产 3 夕 / 声李 户 扛薪二立二 研书叠罗、 O华之兰 一 一 ~ 一习 0 5 1 0 1 5 2 0 t/ d 图 1 不 同煤系锻 烧 高岭 土的 吸水率 1一试样 , 2一产物 A , 3一产物 B .2 4 吸油量 、 遮盖 力及折光指数 搅拌磨湿法研磨煤系锻烧高岭 土 使其吸 油 量 、 遮盖 力及折光 指数等光 学指标 发生 了 变化 , 其 结果 示于 表 1 中 . 结果 显 示 , 随颗 粒 的 细 化 , 它的吸 油量 降低 , 折光指数 增大 , 遮 盖 力 增 强 . 此结果 与钦 白粉 的光学 性 能指标要 求 一 致 . 对 颜料二氧化钦而 言 , 除 白度高 以外 , 遮盖 力和 折 光指数亦是 其重 要 的光 学指标 ; 作 为 钦 白代 用 品 的 基体 的超细 煤系锻 烧高岭 卜具 有 高于 其他 矿 物的 折光指数 ( 见 表 2) 且吸 油 量 较 低 , 因 此 将其作为钦 白代用 品基 体十 分 有 益 . 但是 , 也 应 该看到超细 煤系锻烧高岭 土 的 光学性能 与钦 白 粉 相 比仍有一 定 差 距 , 它 还不 能 直接 作为钦 白 粉 代用 品 , 必 须 对其 进行 改 性 . 表 1 煤 系锻烧 高岭 土 的主 要 光学性 能 10 0 9 吸油量g/ 遮盖力 /’g c m 一 , 折光指数 产物 A 产物 B 7 8 . 3 5 5 4 . 3 3 3 5 . 0 2 15 9 . 26 1 5 0 . 3 8 14 6 . 6 7 5 2 5 9 6 5 表 2 一些 物料 的折光 指数 物料名称 碳酸钙 二氧化硅 滑石粉 钦 白粉 (金红石型) 折光指数 1 . 5 8 1 . 5 5 1 . 5 7 2 7 2 .2 5 表面 电位 超 细 煤 系锻烧 高岭土颗 粒 ( 产物 B ) 的表面 电位 测试结果示 于 图 2 中 . 结果显 示 , 其零 电点 p H 为 1 . 2 , 改 性药 剂钦盐 水解产 生 的 水合 二 氧 化 钦的 P Z C p H 为 6 . 7 1 ;5] 当 控制 改性 体系 p H 值 在 1 . 2 一 6 之 间时 , 基体 带负 电 , 而 水合二 氧化 钦颗粒 带正 电 , 因此两者之 间易发生 静 电吸 附 , 使 IT O Z 能成 功地包覆于 基 体颗粒表面 , 这 对 于 超 细煤 系锻烧 高岭土 作为钦 白代用品基 体具有 重 要意义