涂料作為煅燒高嶺土的一個主要應用領域,其對煅燒高嶺土各項指標的要求,可視為煅燒高嶺土產品的質量標準。
1 白度
白度是煅燒高嶺上的首要指標,應越高越好。色漆也是以白色漆為基漆加色母調制而成的。白度至少應大于90%,有的廠家甚至要求要大于93% (F457)。
白度穩定非常重要,如果波動太大會影響到涂料的光學性能,造成同一配方下不同批次產品出現色差。國內通常叫的白度其實是TAPPI亮度,即藍光(波長457nm)在物質表面的反射率。
2 粒度
粒度其實是一個表象的指標,涂料生產廠很少直接去檢測粒度。但因為煅燒高嶺土的其他指標都與粒度有直接關系,如果粒度不夠細,或不合格,都會通過其 他指標體現出來。對于煅燒高嶺土生產廠,成品的檢驗指標應為-2um在80%左右。當然,不同原料生產的產品性能會有不同,如果其他指標合格的話,粒度的要求還可以降低。適用于煅燒高嶺土粒度的測定方法,通常有離心沉降法、重力沉降法、激光分析法等。該類型的粒度分析儀國內、國外都比較成熟,測試方法各廠家都不同,應根據儀器的要求來進行。
3 遮蓋力
遮蓋力是指當一件物體涂以某種涂料時,涂料中的顏料能遮蓋被涂物體表面的底色,使這底色不能再透過涂料而顯露出來的能力。如果要涂同一塊表面,所用顏料的遮蓋力越大,則需要的顏料量便越少。遮蓋力的表示方法是 :每cm2被涂物體表面積在達到完全被遮蓋時,所需顏料的最低量,即遮蓋力=顏料用量 (g)/被涂物體表面積(cm 2)。該數值越小,顏料的遮蓋力越好,也越受涂料行業歡迎。遮蓋力是涂料對煅燒高嶺土最看重的一項指標。
4 分散性
國內涂料行業所說的分散性,與國外所說的海氏細度概念是相同的。雖然煅燒高嶺土經過了超細粉碎,平均粒徑能達到1μm 或者更低 ,最大粒徑也只有8μm,但在涂料里,在高粘度的母液里面,顆粒間不是單獨的而是相互團合在一起 。煅燒高嶺土在涂料體系里能分散開來的這種能力叫做分散性 。分散性測試可用海格曼粒度儀 。
5 325目篩余物
325目篩余物是重要指標,涂料對該指標的要求是<0.02%,且越小越好。測試方法提要:試樣經攪拌分散后,移入產品標準規定孔徑的篩內,以壓力為0.03~0.05MPa的水沖洗旋轉篩,篩上非塑性物質經干燥后稱量,計算篩余物百分含量。
6 吸油值
吸油值是指100g煅燒高嶺土,在達到完全濕潤時需要用油的最低質量,通常單位是g/100g。涂料要求煅燒高嶺土的吸油值為50g/100g~60g/100g為適中,吸油量過高.則用相同配方制成的涂料粘度大,要想降低粘度就必須增加漆基的量,增大了成本;吸油值過低,則制成的涂料容易沉降,開罐性能不好。
7 沉降體積
沉降體積反映了煅燒高嶺土在涂料中的沉降性能,直接影響到涂料的開罐性 能。該項指標應越高越好,越高則顏料越不容易沉降,就會在涂料中保持良好的均勻性 。
8 pH值
pH值反映了煅燒高嶺土的酸堿性。涂料要求其pH值應在6~8之間,基本上接近于中性。
9 耐候性
顏料制成油漆并經涂抹后,漆膜經日曬雨淋,會黃變、失光和粉化。顏科能抗拒發生上述變化的能力叫耐候性。煅燒高嶺土對光的化學活性不強烈所以有良好的耐候性能。
10 其他指標
涂料對煅燒高嶺土的其他指標要求,還有耐酸堿性,混合性能,濕潤性能,密度等,這些是所有煅燒高嶺土的共性,有些不是數字化的指標。煅燒后的高嶺土在常溫下不與任何酸堿起反應,也不會與其他任何物質起化學反應。所以,煅燒高嶺土具有很好的耐酸 耐堿性能,良好的與其他物質混合的性能。 煅燒高嶺土具有密度小(2.62)的優點。涂料廠購原料時一般以重量計價,但出售時卻以體積出售,故密度小的物質不僅在經濟計算上有利
還在同樣配方下具有高的顏料體積濃度(pvc)。這一點深受涂料行業歡迎。
指標穩定是最重要的,不論哪一項指標,如果波動太大,就會給涂料用戶帶來不好的影響,例如吸油值,波動太大就會影響涂料的粘度,影響到涂料的整體性能。所以,煅燒高嶺土生產廠應針對不同的應用情況推出不同牌號的產品,力求生產穩定,才能吸引客戶。
粒度
主要受原礦易磨性和煅燒溫度影響(機器參數可人為調節,且機器不同生產效果也不同,但每條生產線都應有最適合的機器運行參數)。易磨性主要影響生料階段的粒度,煅燒溫度主要影響窯后打散的粒度。原礦易磨性受原礦品質決定,選礦應選擇質量純凈的煤系高嶺巖。
我國北方石炭——二疊紀的煤系高嶺巖,可劃分為兩個主要類型及次要類型(包括G層鋁土礦中的高嶺巖以及分布于東北、華北地區的實際是高嶺巖的A0、A層鋁土礦)。
在夾矸型的煤系高嶺巖中,包括火山灰沉積蝕變成因的高嶺巖夾矸,它高嶺石含量高且成片狀,不含埃洛石,鐵鈦含量低,SiO2/Al2O3摩爾比為2左右,是生產雙90型造紙涂料級超細煅燒高嶺土的優質原料。
最佳煅燒溫度的選擇,因原料的成因,粒度,加工方法,用途的不同而異,涂料用煅燒高嶺土應用中溫煅燒(1000~1200攝氏度),選擇最佳煅燒溫度則是在非晶相剛剛轉變為硅鋁尖晶石相,此時產生多孔膨體結構,造成孔隙發育,溫度為1000~1050攝氏度,這時結晶差的莫來石剛出現(一般小于5%),產品的磨耗值相對較低。
遮蓋力
粉料越細,在涂料中形成的界面越多,對光線的折射、反射越強,特別是在粒徑等于可見光的波長時,具有最強的散射作用,能產生最大的遮蓋力,當小于此值時,遮蓋力會因光線的衍射作用而變小。對于太細的高嶺土,在涂料中能否充分分散也是影響其遮蓋力的一個重要因素。煅燒雖使高嶺土在水性涂料中的遮蓋力有所提高,但不顯著,有些情況下容易發生燒結而形成粗大顆粒,反而使遮蓋力下降,嚴重時根本不能用于涂料。另一個問題是1000攝氏度以下煅燒有時會產生淺紅色相,這對白色顏料是很不利的。采用1050攝氏度煅燒并進行超細粉碎遮蓋力較好。
分散性
煅燒高嶺土的分散性較好 ,如果磨礦等級達到了最終要求,在涂料體系內就能夠分散開 。一般煅燒高嶺土的分散性與磨礦的最終效果有關,如果在超細加工過程中含有45μm或更大的顆粒,那么在涂料體系里無論如何也分散不開。 對該項指標的要求是小于45μm,且越小越好如鈦白粉的分散性可達到25μm,對應于磨礦等級應選4級以上。
325目篩余物
325目篩余物也主要與磨礦的最終效果有關,要求超細加工過程中不能有45μm或更大的顆粒。還有一個影響因素就是雜質,混入雜質對325目篩余影響最明顯。
吸油值
高嶺土的吸油值和粒徑分布、孔隙度,比表面積有很大關系,也和粒子的晶型有關。粒子粒徑較小時,比表面積較大,吸油值也越高。
沉降體積
提高粒度或者提高疏水性都可以提高沉降體積,這兩方面都可以在生產中實現,其中疏水性需要對高嶺土進行改性。
PH值
PH值由高嶺土的化學性質決定,只能通過化學改性來改變其PH值,煤系煅燒高嶺土本身PH呈中性,因此在涂料行業不需要對PH進行改性。
耐候性
與其他性能主要受高嶺土的物理和化學特性決定,有的可通過改性來調節,但有的不可人為調節。