高嶺土是一種非金屬礦產，是一種以高嶺石族粘土礦物為主的粘土和粘土巖。因呈白色而又細膩，又稱白云土。因江西省景德鎮高嶺村而得名。其質純的高嶺土呈潔白細膩、松軟土狀，具有良好的可塑性和耐火性等理化性質。其礦物成分主要由高嶺石、埃洛石、水云母、伊利石、蒙脫石以及石英、長石等礦物組成。高嶺土用途十分廣泛，主要用于造紙、陶瓷和耐火材料，其次用于涂料、橡膠填料、搪瓷釉料和白水泥原料，少量用于塑料、油漆、顏料、砂輪、鉛筆、日用化妝品、肥皂、農藥、醫藥、紡織、石油、化工、建材、國防等工業部門。

高嶺土粉體經過表面改性后，能達到疏水、降低表面能、改善其分散性和與高聚物基料的兼容性，以達到提高塑料、橡膠等高聚物基復合材料綜合性能的目的。

1、高嶺土表面改性工藝

高嶺土的表面化學改性主要是采用預處理法，工藝方法一般有3種：濕法、半干法和干法。

（1）濕法工藝由于需要制漿、脫水和干燥等過程，工藝復雜，特別是脫水過濾，如果礦物顆粒粒徑小于1250目，將極為困難和復雜。

（2）半干法改性工藝是在攪拌器中邊攪拌粉體，邊將適量的水、改性劑及其助劑的混合物加入，同時加熱到一定溫度，反應一定時間后即完成改性劑與礦物粉體的偶聯作用。反應后的產物呈非常黏稠狀態，再經稍微干燥即得改性產品。半干法工藝省去了脫水過程，因此生產效率較高。

由于在濕法和半干法工藝中加入了較多的水、偶聯劑和助劑的混合物，再通過攪拌混合，粉體顆粒很容易全部與偶聯劑分子接觸，從而使改性劑分子容易均勻地包覆在顆粒表面。所以這兩種工藝所需攪拌機的轉速不要求很高，設備造價比較低。

（3）干法改性工藝是將偶聯劑及其助劑用微量的稀釋劑稀釋后，在改性機中，邊攪拌邊將其加入，或利用噴霧的方法加入，同時加熱到一定溫度，反應一定時間后完成偶聯作用，得到改性產品。干法改性工藝對技術和設備要求比較高。該工藝完全省去了脫水和干燥過程，改性工藝簡單。

2、高嶺土表面改性設備

目前，國內高嶺土表面改性的設備有高速捏合機和連續改性機，也可用高頻振動研磨機、球磨機等對高嶺土進行表面改性。

（1）高速捏合機改性

高速捏合機又名高速混合機，是目前國內高嶺土改性的主流設備。一臺用作高嶺土改性的合格高速捏合機需關注以下幾方面：

a）葉輪的數量、位置、半徑以及形狀，葉輪與混合機內壁的間隙；

b）攪拌速度是否可調；

c）是否有合適的排氣裝置；

d）是否有恒溫裝置。

這些性能都是影響高嶺土改性效果的重要指標。

由于高速捏合機是一種間隙式改性設備，故會造成產品質量的參差不齊，降低生產效率。另外，改性過程中高嶺土粉體的納米效應與小尺寸效應會使表面改性劑與粉體顆粒在未充分接觸、包覆或化學反應的情況下因表面能高以及高速運動的碰撞摩擦而產生靜電，繼而凝聚成為一個個“粉團”。這就是復合材料中所謂的“白點”。

（2）連續改性機改性

連續改性機具有產品質量較穩定、生產效率較高的優點，在國外使用較為成熟。目前，國內主要用在滑石粉、云母、碳酸鈣等粉體的改性中。

由于高嶺土的黏結性較大，螺旋輸送時易造成堵料現象，分散效果不及使用高速捏合機，所以，國內使用連續改性機改性高嶺土受到一定的限制，需進一步改進。

（3）高頻振動研磨機表面改性

該研磨機依靠激振器使筒體內的介質產生高頻率、小振幅的振動。由于振動加速度比重力加速度大得多，可使磨管內的介質產生高強度的沖擊和旋轉運動，且高嶺土可以快速升溫，能使物料在強力振動和一定的溫度下快速有效地被打散混合。

該設備可將煅燒后高嶺土的打散和表面改性一次完成。但由于機械力的強大沖擊作用，會使部分本已包覆好的顆粒重新沖擊出新的斷面，從而影響最終改性效果。

（4）球磨機

濕法改性對設備的要求較低，現在最常用的設備是球磨機，其主要方法是將高嶺土除沙后制成一定濃度的漿體，在加熱條件下與改性劑混合，然后在球磨機中改性一定時間，離心液體，烘干沉淀物后粉碎。有研究發現濕法超細粉碎煤系煅燒高嶺土顆粒，可以導致晶體結構發生晶格畸變和非晶化，會使顆粒密度降低，白度有所提高。