高岭土(kaolinite) 亦称瓷土,是一种黏土矿物,因其细腻而呈白色,又称白云土,由长石、普通辉石等铝硅酸盐类矿物在风化过程中形成。因首先在江西景德镇附近的高岭村发现而得名。纯高岭土的晶体化学式为2SiO₂·Al₂O₃·2H₂O,其理论化学组成为46.54%的SiO2,39.5%的Al2O3,13.96%的H2O(质量比)。
高岭土的晶体结构 是1:1型 ,单元晶层由一层四面体片和一层八面体片组成,所有硅氧四面体的尖顶都朝向八面体,通过共用氧原子连接成晶层。若干个晶层在C轴方向上层层重叠,而在a、b轴方向上连续延伸。
高岭石上下相临的层面,一面为OH面,另一面为O面,而O与OH很容易形成氢键,层间引力较强,晶层间连接紧密,水分子不易进入晶层,因此,其水化分散性差,矿物较稳定,几乎无晶格取代现象。是非膨胀类型的粘土矿物。
因此,虽然高岭土具有一般黏土的特征和物化性质,但是吸水性差,无吸水膨胀,所以不能作为悬浮剂使用。
高岭土在铸造涂料上的应用
高岭土没有明显的悬浮作用,一般作为高温粘接剂与膨润土、凹凸棒土等悬浮剂配合使用,加入量一般为2-3%。
膨润土、凹凸棒土这类悬浮剂,在起到悬浮作用的同时,也起到常温粘结剂和高温粘结剂的作用。但是这些悬浮剂的加入量受到限制,含量过多时会改变涂料的流变性能,也会引起破水、涂层开裂等问题。为了增强粘接强度而又不会引起破水、开裂的问题,就可以采用普通高岭土。笔者在实践中发现,凹凸棒土与高岭土配合使用后,涂料的破水倾向明显改善,涂层开裂基本消除。
高岭土在涂料中最主要的作用是高温粘结性,防止涂层被铁水冲刷而形成粘砂、砂孔缺陷。
原生的高岭土因为含有结晶水,不适合作为铸造涂料的主体耐火骨料使用。而经过煅烧处理后的高岭土则是一种良好的耐火骨料,可以用于发动机铸件的水基涂料。有关煅烧高岭土的性能和应用,参见《煅烧高岭土—铸造涂料常用耐火骨料》
高岭土与水混合形成膏状体后,具有良好的塑性,因此还可以作为粘芯胶的填料,帮助形成塑性,挤出后不变形、不流动。
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