Каолин из глины

06.02.2016 14:44
Просмотров: 24054
Каолин из глины

Каолин – это гидратизированный алюминиевый силикат каолинита (глины), имеет вид порошка белого цвета с частицами в форме пластинок.

Наименование этого вещества произошло от того, как называлась местность, в которой его обнаружили первый раз (в Китае).

Каолин из глиныКаолиновые пластинки в природной среде представляют собой «книги» или «стопки». Частица этого вещества представляет собой как поверхность, содержащую кислород, так и гидроксильную поверхность, поэтому она хорошо соединяется с соседними частицами. Поэтому работа по расщеплению слоев каолина сложнее, чем та же работа для иных плоских наполнителей, содержащих силикаты (слюда и тальк). Каолин хорошо водорастворим, для его безводного использования соединение с матрицей становится лучше с помощью поверхностной обработки.

Так как каолин является материалом с тонким рассеиванием частиц, он слоистый и химически инертный, то пригоден для того, чтобы быть функциональным наполнителем краски. У каолина слабокислый или нейтральный водородный показатель (рН) дисперсии воды (десять процентов), и его поставляют с указанным распределением частичек по размерам.

Каолин используется в промышленности, производящей лаки и краски, в качестве наполнителя (омывается от минеральных примесей слюды, хлорита, кварца). Это вещество с плоской структурой используется в покрытиях больше для визуального, а не для физического свойства, поддается смачиванию неполярными органическими жидкими веществами и обычной водой. Обработка каолина для получения наполнителя для лакокрасочных материалов проходит следующие стадии: дробление, измельчение, обогащение, классификация.

Этот наполнитель является компонентом многих промышленных продуктов:

  • шпаклевки,
  • заполнителя пор, краски на основе масла и водоэмульсионки,
  • защитных слоев против коррозии (матовых и полуматовых).

Месторождения каолина

Месторождения каолинаКаолин добывают на нескольких месторождениях, а именно:

  • в Российской Федерации его месторождением являются Уральские горы,
  • добывают его в странах содружества независимых государств (Казахстан, Украина),
  • ведется его добыча в Великобритании,
  • в Чехии,
  • Соединенные Штаты Америки (в штате Джорджия),
  • в Китае.

Марки каолина

Существующие марки каолина:

  1. Марки каолинаКаолины обычных марок структурно немодифицированые и могут сохранять кристаллизационную воду. Они отмытые и производятся водным растворением глины с дальнейшим помещением в центрифугу для того, чтобы избавиться от лишних составляющих и получить необходимое распределение размеров частичек. После очистки полученная взвесь или обезвоживается и высушивается или концентрируется в сухое вещество и предоставляется в форме гранул. Такие марки необходимо обрабатывать, чтобы улучшить их белый цвет (создание белого цвета химическими веществами, интенсивная сепарация для убирания примесей, которые могут вызывать окрашивание)
  2. Каолин деламинированный производится перетиранием фракций грубого свойства, которые образовались после отмывания мягкой глины. После этого каолин расслаивается на широкие, тонкие пластины, улучшаются его свойства яркости, рассеивания света и барьерность.
  3. Каолины сухоизмельченных марок сепарируют воздухом для уменьшения числа лишних составляющих и для сотритования по параметрам. Но эти марки используются хуже из-за плохих признаков цвета и ярко выраженного абразивного признака.
  4. Каолины кальцинированные производятся термической обработкой вымытого и выбеленного каолина. Кальцинирование низкими температурами убирает структуры гидроксидов и выдает аморфный метакаолин (при водной потере). При этом уменьшается удельный вес, повышается прочность, повышается пористость, повышается рассеивание и яркость света. На сто процентов кальцинированная глина образуется при нагревании от одной тысячи градусов по Цельсию до тысячи ста пятидесяти градусов по Цельсию. Если необходимо, баланс рассеивания света и яркости можно изменить с помощью температуры, скорости нагревания и флюсов, которые применяют при кальцинировании. Так как каолин очень сильно влияет на визуальные свойства покрытия, то кальцинированные каолины представлены в широком ассортименте, чего не скажешь об иных функциональных наполнителях из силикатов. Цель кальцинированных каолинов – предъявить всю свою кристалличность, структурность, укрывистость и матирующие свойства, а также все параметры частиц, всю яркость и все оттенки цветов.

Есть еще марки каолина с покрытием из диспергаторов, чтобы улучшить водное растворение для хорошего соединения с матрицами органического происхождения.

Существуют первичный и вторичный (переотложенный) каолин. Первичный каолин получается проведением процесса выветривания гранита и сланца или осадков глины (кварц). Такие каолины хорошо передают структуру той каменной породы, из которой произведены. Вторичный каолин (каолиновая глина) является результатом обогащения естественным путем первичного каолина, он является каолинитом, в котором добавлено малое количество кварца, а еще иных минеральных веществ. Промышленное производство главным образом применяет каолиновые концентраты, которые получают обогащением природных, в основном, первичных каолинов.

Таблица 1. Марки каолина и их свойства.

Типы каолиновОтмытыйДеламинированныйКальцинированныйСухоизмельченный
Коэффициет преломления 1,56 1,56 1,62 1,56
Удельный вес, г/см3 2,58 2,58 2,50-2,68 2,58
Твердость 2 2 3-4 2
Яркость GE 80-92 86-92 84-97 65-75
Средний размер частиц по методу отложения осадка, мкм 0,2-4,8 0,4-10 0,8-2,9 0,3-4,8
Маслоемкость, г / 100 г 30-45 40-45 50-95 30-40
Удельная поверхность, м2 5-20 6-20 8-16 15-24
pH , 10% дисперсия 3,5-8,0 6,0-8,0 5,0-6,0 4,0-6,5
Форма частиц пластинки / книжки пластинки пластинки пластинки / книжки

Таблица 2.Сравнение марок каолина.

НаименованиеАО "Днипрокаолин" (Украина) КВФ-90-1Thiele Kaolin Co (США) KAOCALRDorfner GmbH (Германия)ЗАО "ГЕОКОМ" МИКАОR
DORKAFILLR HDORKAFILLR 60004-9803-9802-98
Массовая доля остатка на сите №0045, % 0,01 0,00 0,02 0,00 0,01 0,00 0,00
Медианный диаметр частиц (Микросайзер-201А), мкм
средний (D50) 1,5 1,6 5,2 2,9 4 3 2
максимальный (D98) 12,1 8 26 18 22 17 10
минимальный (D10) 0,6 0,5 2,0 1,0 1,1 1,0 0,7
Оценка цветовых предпочтений
белизна по CIELab (ISO 787/1, C/2°), % 95,0 99 97,2 97,4 98,5 98,5 98,5
яркость по DIN 53163 (Ry, C/2°), % 93,9 99 96 96,5 99,3 99,3 99,3
яркость по ISO 2470 (R457), % 89,0 97 92 93 96,5 96,5 96,5
белизна по ISO 11475 (D65/10°), %   92,5 85 86 92 92 92
желтизна по ASTM D1925-70 (C/2°), % 8,3 3,5 4,3 4,2 3,2 3,2 3,2
Маслоемкость по ISO 787/5, г/100г 45 62 56 61 38 41 52

Каолин обогащенный

Каолин обогащают сухим и мокрым способом. Процесс этого обогащения осуществляется на промышленных предприятиях, построенных близко от мест добывания каолина. В этом веществе после его обогащения содержатся сульфиды, окислитель железа и окислитель титана (зависит от каолиновой марки) в количестве от ноля целых трех десятых процента до одного процента. Эти добавки в каолине снижают его белый цвет и его стойкость к огню. Каолин после обогащения не содержит в себе растворенного в воде или слабой кислоте песка или иных примесей.

Структура каолина

Свойства каолина

В разных областях промышленности нашел свое место каолин, так как он имеет полезные свойства как химические, так и физические: гидрофильность, дисперсность, устойчивость к огню, наличие в достаточном количестве оксида алюминия, пластичность, химическая неактивность, хорошие свойства диэлектрика после обжига, малая плотность, нет трудностей при измельчении, нет абразивных частиц.

Применение каолина

Использование сырого первичного и вторичного каолина необходимо, чтобы создавать устойчивые к огню материалы. Сырьем для создания тонких керамических изделий, для создания фарфоровых и фаянцевых предметов, а еще для создания цемента белого цвета, служит каолин. Промышленная химия применяет каолин, чтобы создавать сернокислый алюминий, оксид алюминия, пигмент ультрамарина, его применяют как носитель и наполнитель пестицидов и удобрений, а еще как катализатор химических реакций. Больше всего потребляется каолин для создания бумаги, на производстве его применяют в качестве наполнителя, чтобы сделать бумажные изделия мелованными. Еще каолин нужен как наполнитель, чтобы производить резину, пластмассу, клей, мастику, изделия парфюмерии. Применим он в медицине (всем известная белая глина). Нужен каолин и при создании лакокрасочной продукции, так как его влажность составляет всего один процент.

Применение каолинаРецепты продуктов промышленности, производящей лаки и краски, используют каолин в качестве распределителя диоксида титана в красках, разбавляемых в воде, для работ по архитектуре. Кальцинированные каолины при этом демонстрируют свои основные признаки: яркость, выделение диоксида титана и кроющая способность. А еще отмытый каолин в определенной мере делает лучше выделение диоксида титана и его возможно использовать, чтобы изменять уровень глянца (глянец интенсивнее, если размер частиц меньше).

Промышленность, производящая материалы из лаков и красок, в каолине ценит в первую очередь визуальные признаки, но также применяет его как функциональный наполнитель. Каолины применяются, чтобы сделать больше текучесть, повысить признаки выравнивания, прочности пленок, гладкости пленок, устойчивости к влиянию атмосферы. Так как каолины кальцинированные очень твердые, то они повышают устойчивость покрытий к износу.

При оптимизации рецептур создания краски, чтобы обеспечить лучшее соответствие цены и качества, подбор каолинового инертного наполнителя имеет важное значение.

Выбор такого наполнителя зависит от типа покрытия:

  1. обычный каолин

    применяют для интерьерной и экстерьерной краски (алкидная и латексная краска), для грунтовки,
  2. деламинированный каолин

    применяют для грунтовки против коррозии, для краски на стены в помещениях, для экстерьерной краски, для эмали,
  3. кальцинированный каолин

    применяют для интерьерной краски (латексная и алкидная краска), для интерьерной грунтовки, для экстерьерной акриловой краски.

Таблица 3. Применение каолина.

Обычные
  • Интерьерные латексные и алкидные краски
  • Экстерьерные латексные и алкидные краски
  • Грунтовки
Деламинированные
  • Антикоррозионные грунтовки
  • Интерьерные стеновые краски
  • Экстерьерные краски
  • Эмали
Кальцинированные
  • Интерьерные латексные краски и грунтовки
  • Интерьерные алкидные краски
  • Экстерьерные акриловые краски

материалы по теме

Металлические пигменты

Металлические пигменты

Металл всегда ценился дороже таких материалов, как глина, дерево или пластмасса, по причине своих физических свойств. Но если его нельзя использовать как основу, то можно пойти на хитрость, и нанести только поверх готового продукта. Таким образом, изделие приобретает все заметные человеческому глазу признаки металла – цвет и блеск. Промышленность взяла это на вооружение и вот уже несколько веков производит металлические пигменты. 

Пигменты предлагают варианты стиля и разработок

Пигменты предлагают варианты стиля и разработок

BASF представила три новых доступных по всему миру пигмента во время недавнего American Coatings Show 2016, состоявшегося в Индианаполисе 12–14 апреля. Пигменты предназначены предложить улучшенные вариации со стилями и формулами.

Пигменты на основе диоксида титана остается наиболее востребованными

Пигменты на основе диоксида титана остается наиболее востребованными

Уже в четвертый раз исследовательская компания Ceresana выводит глобальный объем рынка сбыта пигментов на величину до 9,7 млн тонн в год.