CN101280071B - 塑料用硅灰石连续化改性方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种塑料用硅灰石连续化改性方法，属于硅灰石改性方法的技术领域，所要解决的问题提供一种塑料用硅灰石连续化改性方法，能够对硬度较大，粉碎后解理面平整，具有尖锐棱角的硅灰石粉体实现连续化的表面无机高效包覆，减少硅灰石对塑料材料性能的劣化，降低硅灰石对塑料加工机械和模具的磨损，采用的方案为：浆料甲和浆料乙混合的方法为：先将浆料甲和浆料乙分别通入Y型反应器上部两个进料口，浆料甲和浆料乙在重力作用下，向下滑落，在Y型反应器中部交叉口处发生反应，即可完成浆料甲和浆料乙混合步骤；本发明可以广泛应用到各种塑料用硅灰石连续化改性制备方法中。

Description

塑料用硅灰石连续化改性方法

技术领域

本发明塑料用硅灰石连续化改性方法，属于硅灰石改性方法的技术领域。

背景技术

天然的硅灰石矿粉具有针状的纤维结构，能够改善塑料基体材料的某些性能，但是由于硅灰石矿物晶体粉碎过程中表现出沿解理面解理破裂的强烈倾向，使得粉体表面具有平整的解理面及尖锐的棱角。平整的解理面使得矿物粉体和塑料基体结合力差；尖锐的棱角极易形成应力集中点，引发塑料材料性能劣化，影响矿物粉体作用的更好发挥。另外，硅灰石的硬度相当高，在塑料行业用作增强填料时会给加工机械设备和模具带来严重的磨损问题。

常规方法大多采用间歇式的釜式搅拌反应进行无机表面包覆来解决这一问题，改性效率较低，操作繁琐，产品的质量也不稳定，不利于实现大规模的工业化生产。

发明内容

本发明克服现有技术存在的缺陷，所要解决的问题提供一种塑料用硅灰石连续化改性方法，能够对硬度较大，粉碎后解理面平整，具有尖锐棱角的硅灰石粉体实现连续化的表面无机高效包覆，减少硅灰石对塑料材料性能的劣化，降低硅灰石对塑料加工机械和模具的磨损。

为了解决上述问题，本发明采用的方案为：塑料用硅灰石连续化改性方法，第一步，配制含有硅灰石和可溶性碳酸盐的浆料甲，同时配制含有硅灰石和可溶性钙盐的浆料乙；第二步，浆料甲和浆料乙的混合；第三步，过滤，将过滤的固体经过洗涤、烘干、打散，分级，即可得到改性后的塑料用硅灰石制品；所述第二步浆料甲和浆料乙混合的方法为：先将浆料甲和浆料乙分别通入Y型反应器上部两个进料口，浆料甲和浆料乙在重力作用下，向下滑落，在Y型反应器中部交叉口处发生反应，即可完成浆料甲和浆料乙混合步骤。

上述第二步浆料甲和浆料乙混合的方法，混合之后，再混合后的浆料通过管式静态混合器搅拌静置后，再进行所述第三步操作。

上述浆料甲按重量份的配制步骤为：取1000份800～1250目硅灰石和63～221份可溶性碳酸盐粉末，然后放入盛有6000～8000份水的搅拌桶中搅拌3-5min，使充分溶解；所述浆料乙按重量份的配制步骤为：取1000份800～1250目硅灰石和66～263份无水可溶性钙盐，然后放入盛有6000～8000份水的搅拌桶中搅拌3-5min，使充分溶解。

上述的可溶性碳酸盐为碳酸钠，或碳酸钾，或其两者混合物；上述的无水可溶性钙盐为无水氯化钙，或无水硝酸钙，或其两者混合物。

上述Y型反应器为不锈钢管焊接成Y型三通，其上端两口为入料口，下端口为出料口。

上述管式静态混合器为不锈钢长桶型容器，其内部设置有多组分别绕顺时针和逆时针旋转的螺杆。

本发明塑料用硅灰石连续化改性方法与现有技术相比具有以下有益效果：

1、改性效率高、成本低：本发明塑料用硅灰石连续化改性方法，制得包覆有碳酸钙沉淀的硅灰石粉，改性同样重量且包覆率相同的硅灰石粉时，传统的碳化法改性硅灰石粉，制作过程需要稳定的二氧化碳气源，时间为传统方法的二十分之一到三十分之一，改性的效率提高了20-30倍，可使原矿粉磨耗值降低50％；与干法或湿法间歇性方法相比，时间缩短了二分之一，改性的工作效率提高了两倍以上，成本下降了五分之一。

2、使用方便、操作简单、自动化程度高：采用搅拌桶配制含有硅灰石和可溶性碳酸盐的浆料甲，同时采用另一个搅拌桶配配制含有硅灰石和可溶性钙盐的浆料乙，在配浆的同时，就可实现对硅灰石矿粉表面的均匀包覆改性，配好后用导入泵将搅拌桶中浆料甲和浆料乙分别导入Y型反应器的两个上端入料口即可，必要时在Y型反应器的下端出料口处连接管式静态混合器搅拌静置，即可完成硅灰石矿粉的包覆，整个过程只需几分钟，基本无需等待，十分方便，自动化程度高。

具体实施方式

实施例1：

塑料用硅灰石连续化改性方法，第一步，配制浆料甲：取1000g加工成800目的吉林梨树县硅灰石粉和64.9g含量为98％的工业碳酸钠放入盛有6000mL水的搅拌桶中搅拌3分钟，使充分溶解；配制浆料乙：取1000g加工成800目的吉林梨树县硅灰石粉和67.96g含量为98％的无水氯化钙放入盛有6000mL水的搅拌桶中搅拌3分钟，使充分溶解；第二步，将上述的浆料甲和浆料乙以30L/min的速度通过导入泵导入到Y型管式反应器的上部两个入料口，使两者在Y型反应器中部交叉口处发生反应；第三步，过滤，将过滤的固体经过洗涤、烘干、打散，分级，即可得到改性后的塑料用硅灰石制品。

上述Y型反应器为不锈钢管焊接成Y型三通，其上端两口为入料口，下端口为出料口。

实施例2：

塑料用硅灰石连续化改性方法，第一步，配制浆料甲：取1000g加工成1000目的江西上高县硅灰石粉和54.08g含量为98％的工业碳酸钠及70.41g含量为98％的工业碳酸钾放入盛有7000mL水的搅拌桶中搅拌4分钟，使充分溶解；配制浆料乙：取1000g加工成1000目的江西上高县硅灰石粉和140.31g含量为98％的无水硝酸钙放入盛有7000mL水的搅拌桶中搅拌4分钟，使充分溶解；第二步，将上述的浆料甲和浆料乙以25L/min的速度通过导入泵导入到Y型管式反应器的上部两个入料口，使两者在Y型反应器中部交叉口处发生反应，在Y型反应器下部的出料口处连接管式静态混合器，并静置2分钟；第三步，过滤，将过滤的固体经过洗涤、烘干、打散，分级，即可得到改性后的塑料用硅灰石制品。

实施例3：

塑料用硅灰石连续化改性方法，第一步，配制浆料甲：取1000g加工成1250目的云南腾春县硅灰石粉和225.31g含量为98％的工业碳酸钾放入盛有8000mL水的搅拌桶中搅拌5分钟，使充分溶解；配制浆料乙：取1000g加工成1250目的云南腾春县硅灰石粉和267.78g含量为98％的无水硝酸钙放入盛有8000mL水的搅拌桶中搅拌5分钟，使充分溶解；第二步，将上述的浆料甲和浆料乙以20L/min的速度通过导入泵导入到Y型管式反应器的上部两个入料口，使两者在Y型反应器中部交叉口处发生反应，在Y型反应器下部的出料口处连接管式静态混合器，并静置2分钟；第三步，过滤，将过滤的固体经过洗涤、烘干、打散，分级，即可得到改性后的塑料用硅灰石制品。

上述实施例1、实施例2和实施例3中，其中Y型反应器为不锈钢管焊接成Y型三通，其上端两口为入料口，下端口为出料口。其中管式静态混合器为不锈钢长桶型容器，其内部对称设置有六组可以分别绕顺时针和逆时针旋转的螺杆，当无物体落入管式静态混合器时螺杆静止不动，当有物体落下时，物体碰撞螺杆，导致螺杆转动，当发生反应后的浆料通过管式静态混合器时，浆料落入管式静态混合器，在重力作用下，带动螺杆转动，螺杆转动的同时将未完全反应的碳酸根离子和钙离子充分接触，使其发生化学反应，形成的碳酸钙沉淀包覆住硅灰石颗粒。其中搅拌桶为常规化工原料混合用搅拌桶。

Claims (2)

1.塑料用硅灰石连续化改性方法，第一步，配制含有硅灰石和可溶性碳酸盐的浆料甲，同时配制含有硅灰石和可溶性钙盐的浆料乙；第二步，浆料甲和浆料乙的混合；第三步，过滤，将过滤的固体经过洗涤、烘干、打散，分级，即可得到改性后的塑料用硅灰石制品；其特征是所述第二步浆料甲和浆料乙混合的方法为：先将浆料甲和浆料乙分别通入Y型反应器上部两个进料口，浆料甲和浆料乙在重力作用下，向下滑落，在Y型反应器中部交叉口处发生反应，即可完成浆料甲和浆料乙混合步骤；

所述浆料甲按重量份的配制步骤为：取1000份800～1250目硅灰石和63～221份可溶性碳酸盐粉末，然后放入盛有6000～8000份水的搅拌桶中搅拌3-5min，使充分溶解；

所述浆料乙按重量份的配制步骤为：取1000份800～1250目硅灰石和66～263份无水可溶性钙盐，然后放入盛有6000～8000份水的搅拌桶中搅拌3-5min，使充分溶解；

上述的可溶性碳酸盐为碳酸钠，或碳酸钾，或其两者混合物；

上述的无水可溶性钙盐为无水氯化钙，或无水硝酸钙，或其两者混合物。

2.根据权利要求1所述的塑料用硅灰石连续化改性方法，其特征是经过上述第二步浆料甲和浆料乙混合的方法，混合之后，在混合后的浆料通过管式静态混合器搅拌静置后，再进行所述第三步操作。