张掖煤系高岭土改性试验研究
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第41卷第6期 非金属矿 Vol.41 No.62018年11月 Non-Metallic Mines November, 2018
张掖煤系高岭土改性试验研究
赵雪淞 王冬旭* 刘 鑫 史 帅 荣振伟
（辽宁工程技术大学 矿业学院，辽宁 阜新 123000）
摘 要 采用硅烷偶联剂、
钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂对张掖煤系高岭土进行单因素改性试验研究。结果表明，硅烷偶联剂用量为0.8%时，活化指数为0.9，吸油值为0.79 cm 3/100g ；钛酸酯偶联剂用量为1.6%时，活化指数为0.86，吸油值为0.88 cm 3/100g ；铝酸酯偶联剂用量为0.9%时，活化指数为0.88，吸油值为0.82 cm 3/100g ，改性效果最佳，可用来作为橡胶补强填料。
关键词 煤系高岭土；
表面改性；偶联剂；活化指数；吸油值中图分类号：
TD926.1 文献标识码：A 文章编号：1000-8098(2018)06-0074-03Experimental Study on Modification of Kaolin in Zhangye Coal Series
Zhao Xuesong Wang Dongxu * Liu Xin Shi Shuai Rong Zhenwei
(College of Mining Engineering, Liaoning Technical University, Fuxin, Liaoning 123000)
Abstract Silane coupling agent, titanate coupling agent and aluminate coupling agent were used to study the single factor modification of zhangye coal kaolin. The test results showed that the amount of silane coupling agent was 0.8%, the activation index was 0.9, oil absorption value was 0.79 cm 3/100g, titanate coupling agent addition amount was 1.6%, the activation index was 0.86, oil absorption value was 0.88 cm 3/100g, aluminum acid ester coupling agent was 0.9%, the activation index was 0.88, oil absorption value was 0.82 cm 3/100g, modification effect was best, can be used to as rubber reinforcing filler.
Key words coal kaolin; surface modification; coupling reagent; activation index; oil absorption value
收稿日期：2018-09-25基金项目：国家自然科学基金(51404133)。*
通信作者，E-mail ： dowson1207@https://www.wendangku.net/doc/de19151881.html, 。
长期以来，我国绝大部分高岭土是陶瓷生产的主要原料，或者作为体积型非功能性填充材料，这种低层次的利用模式对高岭土资源无疑是巨大的浪费，而且多数高岭土生产企业的现状是：规模较小、产量不大、产品质量不高。为此，许多学者在深度开发高岭土资源方面做了大量的研究工作，并取得了可喜成果[1-3]。
高岭土改性是指采用化学、物理、机械方法对高岭土粉体进行处理，以达到改变其表面性质的目的。改性高岭土能够应用在不同行业，扩大了其应用范围。高岭土的改性方法目前主要有煅烧改性、偶联剂改性（湿法处理、干法处理）、表面包覆法等[4-6]。本试验采用偶联剂改性的方法对张掖煤系高岭土进行处理。1 试验部分
1.1 原料、试剂及设备 煤系高岭土取自甘肃张掖
地区。试剂：硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂。改性设备为SHR-10高速混合机。
1.2 试验方法 干法改性简便灵活、
适应面广、工艺简单，改性后可直接获得产品。本试验采用干法改性方式对煤系高岭土进行单因素改性试验研究，改性时间为1.5 h ，改性温度为90 ℃，采用注射器加药的方式进行改性。
1.3 测定方法
1.3.1 活化指数测定方法：试管中放入一定质量的改性煤系高岭土，加适量蒸馏水摇动，使其混合充分，然后静置至稳定后，取出漂浮于水面的煤系高岭土，自然风干后，测定煤系高岭土的质量。
活化指数 H =漂浮部分质量/样品总质量，活化指数能够反映改性效果。未进行改性的煤系高岭土认为H =0，经过改性后的煤系高岭土颗粒表面呈现亲油疏水的性质，在水中呈非润湿性而漂浮于水面，H 为0~1。表面有机化的改性煤系高岭土，与有机基体能很好相容，能较好地提高橡胶的补强作用。因此，改性后煤系高岭土对橡胶的补强性能可以用活化指数来进行预测。
量取50 mL 新制的蒸馏水于100 mL 烧杯中，准确称量改性后的煤系高岭土10 g 放入烧杯中，玻璃棒搅拌 3 min 左右，静置24 h ，然后将上层悬浮煤系高岭土移入已称重的烧杯中，自然风干后，称量煤系高岭土质量，计算出悬浮煤系高岭土质量m 。煤系高岭土万方数据