煅烧高岭土--涂料常用耐火粉料(10)


高岭土(kaolinite) 亦称瓷土,是一种黏土矿物,因首先在江西景德镇附近的高岭村发现而得名。由长石、普通辉石等铝硅酸盐类矿物在风化过程中形成。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)。

铸造涂料中所用的高岭土一般为煅烧高岭土。未经煅烧的高岭土因含有结晶水,一般不作为耐火骨料在涂料中使用,但微晶高岭土(又称为蒙脱石)是膨润土的主要成分,可以用作水基涂料的辅助悬浮剂和高温粘结剂,相关内容笔者在“悬浮剂”版块予以详见介绍。

煅烧高岭土属于耐火黏土熟料,是将高岭土经高温煅烧再破碎加工而成。其主要矿相组成是莫来石和玻璃相,有时还含有少量的方石英。一般Al2O3的质量分数为40%左右,SiO2的质量分数为50%左右,并存在少量Fe2O3、MgO、Na2O、K2O等杂质。

煅烧高岭土具有独特的高活性、高白度、高分散和高遮盖等性能优势,再加上无毒、无辐射、无污染的环保特性,被广泛应用到造纸、涂料、油漆、环保和耐火材料等各个领域。

在不同温度下煅烧,所得的产品应用范围也不同,只脱除羟基的煅烧高岭土用作电缆塑料和橡胶密封圈的填料;经1000℃煅烧的高岭土可代TiO2,用作纸张填料;经过1300~1525℃煅烧的高岭土,其组分中生成新的莫来石的物相,它的结构随温度升高而发生转变,孔隙不断闭合,变得十分致密坚硬,是一种良好的耐火材料,被广泛应用于耐火材料中的填料、玻璃钢中的增强填料、各种陶瓷窖具金额高级陶瓷胚料的配料、精密铸造的模壳以及铸造涂料的耐火骨料等。

煅烧高岭土的耐火度与高岭土的化学组成有关,纯的高岭土的耐火度一般在1700℃左右,Al2O3含量越高,Al2O3/SiO2的比值越大,耐火度就越高。当水云母、长石含量多,钾、钠、铁含量高时,耐火度降低。 

煅烧高岭土的耐火度还与其经历的煅烧时间有关,时间越长,则莫来石化越彻底,耐火度越高。

市场上公认的最好的煅烧高岭土是英国的莫洛卡特(Molochite),该产品的原料是英国Cornwall地区的高岭土,经隧道窑高达1525℃的温度下煅烧数天制备而成。Molochite在化学成分上具有高氧化铝含量、低钠、低钛和低铁的特点,主要矿相为莫来石和玻璃相,无晶相石英,无铁渣结核 ,主要显微结构特征为玻璃相填充的莫来石晶体网络结构,具有抗高温蠕变性能好、热膨胀系数小、抗热震性能好等特点。

陕西铜川上店高岭土是以莫来石为主的优质高岭土,被英国罗罗公司称为“高级莫洛卡特”,原航空工业部还专门为上店土砂(粉)制定了标准(HB5348-1986)。莫洛卡特和上店土等几种常用煅烧高岭土的成分见下表:(摘自李远才《铸造涂料及应用》)

高岭土

煅烧高岭土在铸造涂料上的应用:

煅烧高岭土具有较高的耐火度,成分稳定,杂质少,是一种优质的铸造涂料耐火骨料。特别是在煅烧过程中形成的微细孔隙,使得该材料具有良好的隔热性能,可以有效地减低高温铁水对铸型(芯)的热作用,不仅可以用于普通防粘砂涂料,更是防脉纹涂料不可或缺的关键耐火骨料之一。
耐火粉料索引

常用耐火粉料(包括辅助粉料)的成分、特性和作用及选用方法:


其它内容:

“针对铸造涂料应该关注其粉料的哪些物化性质? 这些性质是怎样影响涂料性能的?如何根据这些指标(包括化学成分和矿物组成)判断耐火粉料质量? 如何解读耐火材料的质检报告?” ---- 请参阅: 耐火粉料综述

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