论文摘要：煅烧超细活性高岭土是PVC塑料中的一种优良的电性改良剂，通过试验研究确立了煅烧高岭土的原料选择、煅烧温度、保温时间。

关键词：活性高岭土；煅烧温度；煅烧时间

1前言
　　高岭土是天然硅酸盐矿，煅烧超细活性高岭土（陶土）是将优质高岭土经过物理加工而成的。煅烧陶土是PVC塑料中的一种优良的电性改良剂，国外在绝缘用PVC电缆料中广泛地使用煅烧陶土。国内也有几家小型乡镇企业生产，但普遍存在粒度分布、细度、偏高岭石转化率、色泽等技术问题未达指标。为此特定设立课题，对不同品种，不同产区的高岭土，从化学组分、结晶构造、偏高岭石转化率、粒度分布、白度、混浊度进行较为深入细致的研究和探讨，掌握影响煅烧陶土性能的内在规律性，从而达到定点供应原矿，定点精细加工。
　　煅烧陶土对塑料电性能的提高效果主要由三个因素所决定，一是原料高岭土的本身质量；二是煅烧温度及保温时间、煅烧方式的确定，三是高岭土自然粒度和加工粒度的影响。因此，着重以上三个方面进行研究工作，找出最佳高岭土原料、煅烧温度、保温时间、煅烧方式、粒度组成。

2原料高岭土的选用
　　将不同矿区采集的高岭土样品加入规定的PVC塑料配方中，制成规定尺寸的试样，测定塑料的体积电阻率以鉴定煅烧陶土的效果。为掌握规律有意识加入部分杂质和对陶土进行洗矿、漂白等处理以提高纯度并考察其效果，研究情况分述如下：
　　2.1高岭土矿的组分选择
　　将不同矿区采集的样品在600℃下煅烧成的煅烧陶土加入PVC塑料配方中，测定塑料的体积电阻率（ρV）参数见表1。
　　PVC塑料配方：PVC100份、DOP45份、三盐基性硫酸铅3份、二盐基性亚磷酸铅3份、二盐基性硬脂酸铅1份、煅烧陶土10份。
　　从表1可见，Al2O3%与SiO2%越接近高岭土的理论值（理论值Al2O339.5%，SiO246.5%），即成份越纯，制得的煅烧高岭土的电性改良效果就越好。
　　2.2在高岭土中加入其它杂质对电性改良效果的影响
　　高岭土矿内含铁钛杂质的混入，将会影响煅烧高岭土的色泽，尤其是褐铁矿以及针铁石、钛铁矿杂质含量高，使煅烧高岭土对PVC塑料的颜色污染极严重，从而影响了它在塑料中的应用，而且铁杂质对PVC塑料老化也会带来不良影响。这些杂质对PVC塑料ρV的影响见表2。
　　从表2可以看出，Fe2O3、TiO2含量高，煅烧后白度相应地低，PVC塑料体积电阻率也下降。因此必须严格控制高岭土的钛、铁杂质含量，试验表明高岭土Fe2O3+TiO2总量不应高于0.6%。
　　2.3煅烧高岭土的粒度组成对PVC塑料电性提高效果的影响
　　煅烧高岭土由于失去结晶水，形成许多空穴，产生大量吸附中心，能吸附离子杂质，从而减少了PVC塑料中游离子的浓度。PVC塑料正是由于PVC树脂聚合和加工过程中及各种配合剂带入的离子杂质，影响了PVC塑料的绝缘性能。煅烧高岭土的粒子越细，粒度分布范围越窄，亦即是比表面积越大，在煅烧中所形成的空穴就越多，相应吸附离子杂质也越多，提高PVC塑料电性能的效果就越好。根据试验煅烧高岭土的粒度分布越细，越狭窄，即平均粒径（D50）越小，-2μm含量越多，对于PVC塑料电性能提高越明显。

3高岭土煅烧条件的确定
　　3.1高岭土在煅烧过程中的结构变化
　　高岭土在煅烧过程中，在100℃左右有一个小的吸热峰，这是由于表面的吸附水脱去引起的。从400℃左右开始在接近600℃时有一个吸热高峰，这是由于结构中的结晶水产生的脱水反应，此时发生急剧失重反应生成偏高岭石，随着温度的升高到了980℃左右又有一个放热峰，高岭土开始向莫来石和方石英转化。
　　在600℃左右高岭土脱去结晶水，结构发生变化，此时在脱去羟基的部位形成许多空穴，这些空穴是吸附中心，特别容易吸附离子杂质，另一观点认为，由于脱去结构中的羟基水，使氧化硅和氧化铝的活性提高，氧化铝很容易溶于酸和碱及碱土金属反应，从而减少了PVC塑料中游离子离子的浓度，从而提高了PVC塑料的电气绝缘性能。但是如果煅烧温度超过800℃，在980℃左右产生新的结晶物质，不具备吸附离子杂质的特性，所以对PVC塑料的电性能提高没有效果。
　　3.2煅烧温度的确定。
　　不同煅烧温度制得的煅烧高岭土呈现不同的结构，具备相异的特性，作为PVC塑料电性改良剂的煅烧陶土，煅烧温度必须控制恰当，对于不同煅烧温度下制得的GG高岭土加入PVC塑料中进行电性提高效果的测定，试验结果列于表3。
　　由表3可明显看到，对GG高岭土的最佳煅烧温度为600～700℃，如GG矿在750℃时，体积电阻率比不加煅烧高岭土提高34倍。
　　3.3保温时间的选择
　　煅烧高岭土使它转化为偏高岭石，要有足够的保温时间，以便结晶水能有足够时间逸出，根据实验GG和MM两种矿在到达预定的煅烧温度后要求不少于4个小时的恒温时间，时间过短未烧透形成所谓“欠烧”，对提高PVC塑料的电性能不利，保温时间过长，也没有必要，在生产中考虑成本诸因素也不可取。

4结束语
　　4.1通过对不同矿山的高岭土进行同一温度下煅烧后，加入到PVC塑料中的体积电阻率的变化，掌握了如何选用原料高岭土矿。一是要求高岭土矿的化学组成越接近纯高岭土愈好；二是要求高岭土矿的杂质含量越少越好特别Fe2O3、TiO2杂质要严格控制；三是要求高岭土矿的细度越细越好，特别是小于2μm颗粒要大于60%。
　　4.2通过对高岭土在煅烧过程中的变化分析、提高电性能的原理分析以及煅烧条件、保温时间的选择，确定了最佳煅烧温度为600～700℃，恒温时间4h为宜。