CN101696014B - 一种高性能高岭土及其原位聚合制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高性能高岭土，属于材料高性能化技术领域，解决现有技术中传统高岭土由于其性能的原因，满足不了现代制造精细化，专用化的要求等问题。本发明的原料由高岭土原土、不饱和单体、不饱和偶联剂、引发剂组成；制备方法为将所述不饱和偶联剂和水加入到反应釜中搅拌水解；将高岭土加入到上述溶液中，搅拌反应；向上述混合体系中加入不饱和单体和引发剂，搅拌反应，冷却至室温，取出产物进行抽滤、干燥，即得到高性能高岭土。本发明的方法通过选择合适的接枝体，以满足制造精细化，专用化产品方面的要求，该方法具有较大的优势，是高岭土深加工的一个主要方面。

Description

一种高性能高岭土及其原位聚合制备方法
技术领域
本发明属于材料高性能化技术领域，具体涉及一种高性能高岭土制备方法。
背景技术
由于高岭土的矿物形成条件及开采加工方法的差异，导致其表面性能(物理性质如表面积、表面能、表面形态等；化学性质如晶体结构、表面官能团等)有很大差别，使高岭土的应用范围具有局限性。因此，开发不同表面改性的方法，适应高岭土在不同行业中的应用要求，是扩大高岭土的应用范围及效果的重要手段。
传统高岭土表面修饰虽然各有优点，但其局限于在于满足不了现代制造精细化，专用化的要求。
发明内容
本发明的目的是要提供一种高性能高岭土，解决现有技术中传统高岭土由于其性能的原因，满足不了现代制造精细化，专用化的要求等问题，本发明的方法通过选择合适的接枝体，以满足制造精细化，专用化产品方面的要求，该方法具有较大的优势，是高岭土深加工的一个主要方面。
本发明高性能高岭土：原料配方主要由高岭土和不饱和单体组成等组成，所述原料各组分的重量配比为：
高岭土        100份
不饱和单体    50～150份
不饱和偶联剂  10～50份
引发剂        1～5份
水            500～1000份。
本发明所适用的不饱和单体是，苯乙烯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸等。
本发明高性能高岭土的制备方法为：
(1)将所述10～50份不饱和偶联剂和500～1000份水加入到反应釜中。在50℃下搅拌水解0.5～2h；
(2)将100份高岭土加入到步骤(2)的溶液中，搅拌反应1～3h；
(3)向上述步骤(2)的混合体系中加入50～150份不饱和单体和1～5份引发剂，在80～100℃温度下，搅拌反应4～7h；
(4)步骤(3)反应结束后将溶液冷却至室温，取出产物进行抽滤、干燥；即得到所述高性能高岭土。
本发明具有如下优点：
工艺简单，操作简便，省时省力，可工业化。
得到的高岭土性能优越，完全可以满足制造精细化，专用化产品方面的要求，扩大高岭土的应用范围。
具体实施方式
将所述10～50份不饱和偶联剂和500～1000份水加入到反应釜中。在50℃下搅拌水解0.5～2h；将100份高岭土加入到该溶液中，搅拌反应1～3h；向上述混合体系中加入50～150份不饱和单体和1～5份引发剂，在80～100℃温度下，搅拌反应4～7h；反应结束后将溶液冷却至室温，取出产物进行抽滤、干燥；即得到所述高性能高岭土。
其中：原料中的高岭土可以采用漂白剂漂白过的高岭土；漂白过程为：在常温下，质量配比：100份高岭土，保险粉(连二亚硫酸钠)2～8份，草酸用量1～5份，PH值5～6.5，水与高岭土的质量比为4∶1～6∶1，反应时间1～2h，过滤后充分洗涤，95℃～110℃烘干、研磨，即得漂白的高岭土。
不饱和单体采用：苯乙烯，甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸中的一种。
不饱和偶联剂为硅烷偶联剂YDH-570。
引发剂为过氧化二苯甲酰。
实施例中的原料中的高岭土可采用具体实施方式中所述的方法用漂白剂漂白。
实施例1
高性能高岭土
将3ml YDH-570和120ml水加入到反应釜中，在50℃下搅拌水解0.5h，将20g已漂白高岭土加入到上述溶液中，搅拌反应1h，向上述混合体系加入10g苯乙烯和0.24g过氧化二苯甲酰，在80℃温度下，搅拌反应4h；冷却至室温，取出产物进行抽滤、干燥，即得到高性能高岭土。
实施例2
高性能高岭土
将6ml YDH-570和150ml水加入到反应釜中，在50℃下搅拌水解1h，将20g已漂白高岭土加入到上述溶液中，搅拌反应2h，向上述混合体系加入20g苯乙烯和0.4g过氧化二苯甲酰，在90℃温度下，搅拌反应5h；冷却至室温，取出产物进行抽滤、干燥，即得到高性能高岭土。
实施例3
高性能高岭土
将10ml YDH-570和190ml水加入到反应釜中，在50℃下搅拌水解2h，将20g已漂白高岭土加入到上述溶液中，搅拌反应3h，向上述混合体系加入30g苯乙烯和0.9g过氧化二苯甲酰，在100℃温度下，搅拌反应7h；冷却至室温，取出产物进行抽滤干燥，即得到高性能高岭土。
应用实施
本产品(实施例1)应用物理性能测试结果见表1
表1 聚丙烯复合材料的物理性能
  简支梁冲击强度/KJ·m-2   弯曲模量/GPa   拉伸强度/MPa   热变形温度/℃
  聚丙烯/相容剂/高岭土原土   11.75   25.2   30.5   103.9
  聚丙烯/相容剂/本发明产品   14.25   28.4   32.5   115
本产品(实施例2)应用物理性能测试结果见表2
表2 聚丙烯复合材料的物理性能
  简支梁冲击强度/KJ·m-2   弯曲模量/GPa   拉伸强度/MPa   热变形温度/℃
  聚丙烯/相容剂/高岭土原土   11.75   25.2   30.5   103.9
  聚丙烯/相容剂/本发明产品   15.25   29.4   34.5   120
从表1和2数据可以看出，本产品大大改善了聚丙烯/高岭土复合材料的物理性能；其原因在于，高岭土表面的单体修饰，提高了界面粘结效果，起到界面增容作用，使两相得以更好地分散，改善复合材料的物理性能。

Claims (7)

1.一种高性能高岭土的原位聚合制备方法, 其特征在于：所述高岭土的原料各组分的重量配比为：
             高岭土              100份
            不饱和单体           50～150份
            不饱和偶联剂         10～50份
             引发剂              1～5份
             水                  500～1000份
制备方法的步骤包括：
  (1) 将所述10～50份不饱和偶联剂和500～1000份水加入到反应釜中，在50℃下搅拌水解 0.5～2h；
  (2) 将100份高岭土加入到步骤（1）的溶液中,搅拌反应1～3h；
  (3) 向上述步骤（2）的混合体系中加入50～150份不饱和单体和1～5份引发剂,在80～100℃温度下，搅拌反应 4～7h；
(4)  步骤（3）反应结束后将溶液冷却至室温，取出产物进行抽滤、干燥；即得到所述高性能高岭土。
2.根据权利要求1所述的高性能高岭土的原位聚合制备方法，其特征在于：所述高岭土为漂白剂漂白过的高岭土。
3.根据权利要求2所述的高性能高岭土的原位聚合制备方法，其特征在于：所述漂白剂漂白高岭土为：在常温下,质量配比: 100份高岭土,保险粉2～8份,草酸用量1～5份,pH值5～6.5,水与高岭土的质量比为4:1～6:1, 漂白反应时间1～2h，过滤，洗涤，95℃～110℃烘干，研磨，即得漂白的高岭土。
4.根据权利要求3所述的高性能高岭土的原位聚合制备方法，其特征在于：所述保险粉为连二亚硫酸钠。
5.根据权利要求1所述的高性能高岭土的原位聚合制备方法，其特征在于：所述的不饱和单体为：苯乙烯，甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸中的一种。
6.根据权利要求1所述的高性能高岭土的原位聚合制备方法，其特征在于：所述不饱和偶联剂为硅烷偶联剂YDH-570。
7.根据权利要求1所述的高性能高岭土的原位聚合制备方法，其特征在于：所述引发剂为过氧化二苯甲酰。
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