CN103923350A - 一种白云石粉间层插位硅钙复合材料制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种白云石粉间层插位硅钙复合材料制备方法，所述方法将600目的白云石粉和600目的硅酸钙粉按一定比例混合经湿法研磨后，添加分散剂和研磨助剂，再经高速搅拌恒温研磨，加入钛酸酯偶联剂进行插层，得包覆插位的复合粉体，再经干燥、球磨，获得3000目的硅钙复合材料产品。本发明方法制备的复合粉体其细度在3000目以上，吸油量在20ml/100g以下，明显低于同目数重钙、轻钙。该粉体改善了填料的添加引起塑料制品力学性能降低的问题，由于该粉体同时具有白云石粒子的均匀性，又具有硅酸钙粒子较大的长径比，因此，该材料添加在塑料制品中既能增加塑料的韧性又能增加它的强度，其无缺口冲击强度比普通重质碳酸钙提高150%以上，在PP中的添加量可提高20%以上。

Description

一种白云石粉间层插位硅钙复合材料制备方法
 
技术领域    
    本发明涉及一种白云石粉间层插位硅钙复合材料制备方法，属精细化工技术领域。
背景技术
纳米插层复合材料因其具有多种不同于普通材料的特性，应用前景十分广阔。层状硅酸盐，如高岭土、膨润土、伊利石、绿泥石、海抱石等，因其天然的纳米层状结构，是最适宜制备纳米插层复合材料的无机相之一。制备纳米插层复合材料的方法分为两类：插层聚合法和聚合物插层法。其中插层聚合法可分为单体加聚法和单体缩聚法，聚合物插层法可分为熔体插层法和熔液插层法。
虽然纳米插层复合材料是一个极具发展潜力的新型研究领域，但目前对纳米插层复合材料仍处探索阶段，对于纳米微粒的分散性、如何寻求高效的插层剂以及如何改进插层工艺都有待进一步改进和提高。
重质碳酸钙用于塑料的填料时，填料的添加会引起塑料制品力学性能降低，但同时存在分散性差和轻质碳酸钙稳定性差、吸油量大的缺点。
发明内容
本发明的目的是，为了解决了传统填料添加在塑料中分散性差的缺点，利用粉间层插技术，公开一种白云石粉间层插位硅钙复合材料制备方法。
实现本发明的技术方案是，将600目的白云石粉和600目的硅酸钙粉按一定比例混合经湿法研磨后，添加分散剂和研磨助剂，再经高速搅拌恒温研磨，加入钛酸酯偶联剂进行插层，得包覆插位的复合粉体，再经干燥、球磨，获得3000目的硅钙复合材料产品。
本发明一种白云石粉间层插位硅钙复合材料制备方法具体步骤如下：
（1）制备600目的白云石粉和600目的硅酸钙粉
分别将工业原矿白云石和工业原矿硅酸钙经粗破碎、清洗、一级破碎、二级破碎和立式研磨，得到600目的白云石粉和600目的硅酸钙粉。
（2）湿法研磨。将600目的白云石粉与600目的硅酸钙粉，按质量比3∶1混合，放入研磨机进行湿法研磨。
（3）添加分散剂和研磨助剂。在湿法研磨得到的固含量75%的浆料中，加入分散剂和研磨助剂。
（4）高速搅拌恒温研磨。将加有分散剂和研磨助剂的浆料投入研磨机，进行高速搅拌恒温研磨。
（5）层间插位处理。在高速搅拌恒温研磨的浆料中，加入占白云石粉和硅酸钙粉总重量2‰的钛酸酯偶联剂，并用高速气流对浆料进行冲击，得到包覆插位的复合粉体。
（6）真空干燥。将包覆插位的复合粉体投入真空抽滤机，加入10%乙二醇，进行抽滤，对包覆插位的复合粉体进行真空干燥。
（7）立式球磨机球磨。将经过干燥后的包覆插位的复合粉体放入立式球磨机进行研磨。
（8）分级。将立式球磨后的包覆插位复合粉体进行分级处理，得到3000目以上的纳米插层的硅钙复合材料粉体。
（9）高速搅拌机搅拌。将上一步得到的纳米插层的硅钙复合材料粉体，放入高速搅拌机搅拌，使白云石粉和硅酸钙粉充分结合在一起，得到最终的纳米插层的硅钙复合材料产品。
（10）包装。将纳米插层的硅钙复合材料产品按要求进行包装。
本发明方法步骤（3）中，分散剂为聚乙烯吡咯烷酮，其添加量占白云石粉和硅酸钙粉总重量的1‰；研磨助剂为甜菜碱和二甲基硅油，甜菜碱的添加量占白云石粉和硅酸钙粉总重量的2‰，用于吸湿剂和稳定剂；二甲基硅油的添加量占白云石粉和硅酸钙粉总重量的2‰，用于改善润滑。
本发明的有益效果是，本发明方法制备的复合粉体其细度在3000目以上，吸油量在20ml/100g以下，明显低于同目数重钙、轻钙。该粉体改善了填料的添加引起塑料制品力学性能降低的问题，同时解决了重质碳酸钙添加量少、分散性差和轻质碳酸钙稳定性差、吸油量大的缺点。由于该粉体同时具有白云石粒子的均匀性，又具有硅酸钙粒子较大的长径比，因此，该材料添加在塑料制品中既能增加塑料的韧性又能增加它的强度，其无缺口冲击强度比普通重质碳酸钙提高150%以上，在PP中的添加量可提高20%以上。由于该材料进行过活化处理，因此，解决了传统填料添加在塑料中分散性差的缺点。整个工艺流程经过选矿、清洗、真空生产等确保了该复合粉体的纯度，产品质量稳定性显著提高。
附图说明    
图1为本发明白云石粉间层插位硅钙复合材料制备方法工艺流程图。
具体实施方式
本发明的具体实施方式如图1所示。
本实施例白云石粉间层插位硅钙复合材料制备步骤如下：
（1）制备600目的白云石粉和600目的硅酸钙粉
分别将工业原矿白云石和工业原矿硅酸钙采用鄂式破碎机等设备，经粗破碎、清洗、一级破碎、二级破碎和立式研磨，得到600目的白云石粉和600目的硅酸钙粉。
（2）湿法研磨。将600目的白云石粉与600目的硅酸钙粉，按质量比3∶1混合，放入研磨机进行湿法研磨。
（3）添加分散剂和研磨助剂。在湿法研磨得到的固含量75%的浆料中，加入分散剂聚乙烯吡咯烷酮，其添加量占白云石粉和硅酸钙粉总重量的1‰；加入研磨助剂甜菜碱，其添加量占白云石粉和硅酸钙粉总重量的2‰；加入研磨助剂二甲基硅油，其添加量占白云石粉和硅酸钙粉总重量的2‰。
（4）高速搅拌恒温研磨。将加有分散剂和研磨助剂的浆料投入研磨机，进行高速搅拌恒温研磨，搅拌速度为1400r/min，温度为80℃。
（5）层间插位处理。高速搅拌恒温研磨的浆料中，加入占白云石粉和硅酸钙粉总重量2‰的钛酸酯偶联剂，并用高速气流对浆料进行冲击，得到包覆插位的复合粉体。
（6）真空干燥。将包覆插位的复合粉体投入真空抽滤机，将乙二醇配置成10%水溶液，采用计量泵打入，使硅酸钙粒子更好的分布于白云石粉之间；再进行抽滤，对包覆插位的复合粉体进行真空干燥，干燥后的水分含量小于0.5%。
（7）立式球磨机球磨。将经过干燥后的包覆插位的复合粉体放入立式球磨机进行研磨。
（8）分级。立式研磨后采用旋风分级系统分级，主要是通过变频调速来控制风力的大小，进行细度的筛选，细度大于3000目的产品进入布袋收集系统，细度小于3000目的产品继续进入研磨机中进行研磨，得到3000目以上的纳米插层的硅钙复合材料粉体。
（9）高速搅拌机搅拌。将上一步得到的纳米插层的硅钙复合材料粉体，放入高速搅拌机搅拌，使白云石粉和硅酸钙粉充分结合在一起，得到最终的纳米插层的硅钙复合材料产品。
（10）包装。将纳米插层的硅钙复合材料产品按要求进行包装。

Claims (4)

1.一种白云石粉间层插位硅钙复合材料制备方法，其特征在于，所述方法将600目的白云石粉和600目的硅酸钙粉按一定比例混合经湿法研磨后，添加分散剂和研磨助剂，再经高速搅拌恒温研磨，加入钛酸酯偶联剂进行插层，得包覆插位的复合粉体，再经干燥、球磨，获得3000目的硅钙复合材料产品。
2.根据权利要求1所述的一种白云石粉间层插位硅钙复合材料制备方法，其特征在于，所述600目的白云石粉和600目的硅酸钙粉的质量比为3∶1。
3.根据权利要求1所述的一种白云石粉间层插位硅钙复合材料制备方法，其特征在于，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮，添加量占白云石粉和硅酸钙粉总重量的1‰；所述研磨助剂为甜菜碱和二甲基硅油，甜菜碱添加量占白云石粉和硅酸钙粉总重量的1‰，二甲基硅油占白云石粉和硅酸钙粉总重量的2‰。
4.根据权利要求1所述的一种白云石粉间层插位硅钙复合材料制备方法，其特征在于，所述钛酸酯偶联剂的用量占白云石粉和硅酸钙总重量的2‰。
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Denomination of invention: Method for preparing dolomite powder interlayer interleaved silico-calcium composite material

Effective date of registration: 20200304

Granted publication date: 20160113

Pledgee: Yongfeng sub branch of Jiujiang Bank Co., Ltd

Pledgor: Jiangxi Guangyuan Chemical Co., Ltd.

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