改性煤系煅燒高嶺土已廣泛應用于造紙涂料、橡膠、塑料等行業(yè)，主要作為白色顏料或填充料。在電纜料中很少開發(fā)使用，主要原因：一是在電纜料中的用量相對較小，一般的電纜廠每月用量30~50t，和造紙廠相比用量太少。二是技術復雜加工難度大，不僅要控制好煅燒溫度，保證較大的空隙率，還要改性處理。但是用在電纜中的改性煅燒高嶺土價格高，4300元/t 左右，而用在造紙涂料中的價格只有2000 元/t左右，兩者相差一半以上。現(xiàn)高嶺土電纜料中大多添加的是廣西的陶土。雪納公司在不同煅燒溫度、不同含鐵量、不同改性劑實驗中發(fā)現(xiàn)，在合適的煅燒溫度條件下，經過表面處理的煤系煅燒高嶺土，用在電纜中，能有效提高電纜的絕緣性。
高嶺土經適當溫度煅燒后有極高的電阻率，主要是因為其空隙率大，比表面積大，表面活性高。不同煅燒溫度的高嶺土空隙率不一樣，空隙率對電纜的電性能影響很大，空隙對電纜材料中一些較活潑的有害成份有一定的吸附作用，提高電纜絕緣性；煅燒高嶺土表面改性的目的是改變煅燒高嶺土粉體表面性能，改善煅燒高嶺土與有機高分子材料的結合性，提高其在高分子材料中的分散性，增強制品的性能，使有機高分子材料- 改性劑- 煅燒高嶺土之間產生良好的結合界面，使煅燒高嶺土在電纜中能均勻分散，起到更好的橋梁作用。所以，合適改性劑的使用也很關鍵。實驗原料準備：手選高嶺土礦石→顎式破碎→干法除鐵→磨粉→研磨→干燥→打散→煅燒→打散分級。
1 煅燒高嶺土改性實驗
1.1 實驗材料
800℃煅燒高嶺土，1000℃煅燒高嶺土，含鐵0.65% 的800℃煅燒高嶺土，含鐵0.75% 的800℃煅燒高嶺土（細度均為3000 目）。改性劑：南京曙光硅烷、鈦酸酯 。
1.2 主要設備 500L高速混合機，張家港沙通塑機廠。
1.3 樣品制備 取煅燒高嶺土75kg 加入高速混合機，高速攪拌物料，當其溫度上升到95℃時，加入改性劑（硅烷0.3kg 和鈦酸酯0.6kg），繼續(xù)高速攪拌物料，當其溫度上升到135℃時，改為低速攪拌5min，放料。
1.4 樣品檢測 吸油值45g/100g，活化指數(shù)98。
2 電纜母粒料實驗
2.1 原料 齊魯石化PVC 100 份，改性高嶺土8 份，各種助劑45 份。
2.2 主要設備 高速混合機 SHR-500L，張家港沙通塑機廠；雙螺桿擠出機，南京橡塑機械廠。
2.3 樣品制備 將各種原料加入高速混合機攪拌混合，當混合料升溫到115℃時，放料并加入雙螺桿擠出機，生產電纜母粒料。
3 電纜廠家應用情況
不同煅燒溫度和不同含鐵量的改性煅燒高嶺土生產的電纜料，在江蘇徐州銅山電纜廠使用，表面光潔度好，但電性能有很大差別。各種性能檢測結果見表1~4。
 4 陶土和改性煤系煅燒高嶺土對比
陶土，廣西產。白度85%，含鐵0.67%，細度2000目左右，沉降體積28ml/100g。該陶土生產的電纜的性能，見表5。
改性煤系煅燒高嶺土，安徽雪納公司生產，白度87%，含鐵0.65% ，細度3000 目，沉降體積28ml/100g。其生產的電纜性能，見表3。
 通過表3 和表5 對比可以看出，改性煤系煅燒高嶺土和陶土，在電纜中使用效果沒有太大的區(qū)別。
5 結果和討論
5.1 煅燒溫度的控制
煅燒溫度選擇800℃，是因為此溫度煅燒的高嶺土具有較強活性，空隙率大。若大于這個溫度時，會有莫來石相產生，降低其活性；低于這個溫度時，高嶺土的結晶水不能完全釋放，活性也差。煤系高嶺土在530℃和740℃有兩個吸熱峰，在該溫度段高嶺土失去結晶水，分子之間形成空隙；溫度在980℃左右時會產生相變。從沉降體積可明顯看出，3000 目的1000℃煅燒高嶺土沉降體積只有23ml/100g，而3000 目800℃煅燒高嶺土沉降體積是25ml/100g，說明800℃煅燒高嶺土的空隙率大。
5.2 含鐵量的要求
含鐵高低，一是影響煅燒的白度，二對電纜的絕緣性有影響，但影響不大。因為煅燒高嶺土中的鐵多以三氧化二鐵形式存在，對電纜的電性能影響很小。含鐵量最好控制在0.65% 左右。
5.3 改性劑的選擇
改性劑要既能符合高分子的要求，又要適合高嶺土的表面要求，才能使兩者結合得更好，提高電纜料的性能。改性劑種類根據(jù)不同的高分子材料來決定，不同高分子的官能團不一樣，改性劑要和高分子官能團有很好的結合條件才能使高嶺土和高分子能有效地結合，從而保證不改變高分子的特性。
5.4 改性溫度的控制
改性溫度，一是要能使改性劑充分包覆在煅燒高嶺土表面，二是不能破壞其結構。
6 結論
1. 改性煤系煅燒高嶺土在電纜中的絕緣作用是由其活性、空隙率大小決定的。合適溫度煅燒的高嶺土經過表面處理后加入電纜料中，能有效提高其絕緣性，并和用廣西陶土生產的電纜的性能相當。
2. 不同煅燒溫度的改性高嶺土生產的電纜料，其強度和熱穩(wěn)定性基本相同，所不同的是電性能。說明不同煅燒溫度的改性高嶺土的空隙率差別很大，空隙率直接影響的是電性能。
作者：王文宗 黃 河（安徽雪納非金屬材料有限責任公司，安徽 蕭縣 235292）
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