CN103937030B - 一种滑石、绢云母与硅油插层复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种滑石、绢云母与硅油插层复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种滑石、绢云母与硅油插层复合材料及其制备方法。它是在矿物的结晶结构层之间插有聚二甲基硅氧烷所形成的一种复合材料。制备方法步骤如下：1）使用无机酸与还原剂对滑石、绢云母进行活化和除杂；2）酸活化后脱水、烘干；3）滑石、绢云母与硅油共同研磨，形成插层化合物，所得产物即为滑石、绢云母与硅油插层复合材料。本发明所制备的复合材料，可以在与塑胶材料的混合，大大提高混合物的机械强度，并提高矿物在塑胶材料中的充填度，同时，操作简单、成本低廉。

Description

一种滑石、绢云母与硅油插层复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种滑石、绢云母与硅油插层复合材料及其制备方法。
背景技术
滑石和绢云母是分布广泛的层状结构硅酸盐矿物，和其它具有类似结构的矿物相比，它们通常结晶细小，且表面与有机聚合材料具有较好的亲和性，因此常被用作塑胶材料的添加剂。在用作塑胶填料之前，此类矿物一般需要经过超细粉碎和改性，以增加它们与塑胶材料的共混性和亲和力。在机械粉碎过程中，矿物易团聚成二次颗粒，难以达到所期待的粒度，而且表面改性也难以彻底改变矿物表面固有的亲水性，因此天然矿物在塑胶材料中的填充度很低，并且充填后常导致塑胶材料机械强度降低。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种滑石、绢云母与硅油插层复合材料及其制备方法。
滑石、绢云母与硅油插层复合材料是：在滑石、绢云母的结晶结构层之间插有硅油所形成的一种复合材料。
所述的滑石是具有层状结构的硅酸盐矿物，化学式为Mg3[Si4O10](OH)2；所述的绢云母是天然细粒白云母，是具有层状结构的硅酸盐矿物，化学式为KAl2[AlSi3O10](OH,F)2。所述的硅油是聚二甲基硅氧烷，分子式是：(CH3)3SiO[(CH3)2SiO]n-Si(CH3)3。
滑石、绢云母与硅油插层复合材料的制备方法的步骤如下：
1）经分离提纯的滑石或绢云母矿物中，加入5至10倍重量，质量百分浓度为3%至10%的无机酸，再加入矿物重量0.5%至2%的连二亚硫酸钠，搅拌均匀制成悬浮液矿浆，在常温下反应6～24小时，期间不断搅拌；
2）过滤或离心脱水，清洗2～4次，60至80°C烘干；
3）冷却至常温后，每一重量份步骤2)的脱水后的物料加0.8至1.5份硅油，搅拌均匀后在高剪切研磨机中研磨1至2小时，制得滑石、绢云母与硅油插层复合材料。
所述的无机酸为盐酸、硫酸中的一种或几种。所述的高剪切研磨机为球磨机、辊磨机、棒磨机或珠磨机。
滑石、绢云母与硅油混合物在研磨的过程中，由于矿物表面性质与硅油的亲和力，以及研磨过程的机械-化学力，硅油会进入矿物的结晶结构层，形成插层化合物。滑石、绢云母与硅油插层化合物的层间距在10纳米以上，层片之间的结合力被大大削弱，从而在与塑胶材料的共混过程中易于形成沿层片之间的剥离，矿物层片与塑胶材料的混合将大大提高混合物的机械强度，并提高矿物在塑胶材料中的充填度。
具体实施方式
滑石、绢云母与硅油插层复合材料是：在滑石、绢云母的结晶结构层之间插有硅油所形成的一种复合材料。
所述的滑石是具有层状结构的硅酸盐矿物，化学式为Mg3[Si4O10](OH)2；所述的绢云母是天然细粒白云母，是具有层状结构的硅酸盐矿物，化学式为KAl2[AlSi3O10](OH,F)2。所述的硅油是聚二甲基硅氧烷，分子式是：(CH3)3SiO[(CH3)2SiO]n-Si(CH3)3。
滑石、绢云母与硅油插层复合材料的制备方法的步骤如下：
1）经分离提纯的滑石或绢云母矿物中，加入5至10倍重量，质量百分浓度为3%至10%的无机酸，再加入矿物重量0.5%至2%的连二亚硫酸钠，搅拌均匀制成悬浮液矿浆，在常温下反应6～24小时，期间不断搅拌；
2）过滤或离心脱水，清洗2～4次，60至80°C烘干；
3）冷却至常温后，每一重量份步骤2)的脱水后的物料加0.8至1.5份硅油，搅拌均匀后在高剪切研磨机中研磨1至2小时，制得滑石、绢云母与硅油插层复合材料。
所述的无机酸为盐酸、硫酸中的一种或几种。所述的高剪切研磨机为球磨机、辊磨机、棒磨机或珠磨机。滑石、绢云母与硅油混合物在研磨的过程中，由于矿物表面性质与硅油的亲和力，以及研磨过程的机械-化学力，硅油会进入矿物的结晶结构层，形成插层化合物。
实施例1
1）经分离提纯的滑石，加10倍重量，质量百分浓度为10%的盐酸，再加入滑石重量1.0%的连二亚硫酸钠，搅拌均匀制成悬浮液矿浆，在常温下反应6小时，期间不断搅拌；
2）过滤脱水，清洗2次，60℃烘干；
3）冷却至常温后，每一重量份步骤2)的脱水后的物料加1份硅油，搅拌均匀后在球磨机中研磨1小时，制得滑石、绢云母与硅油插层复合材料。
实施例2
1）经分离提纯的滑石，加5倍重量，质量百分浓度为8%的硝酸，再加入滑石重量1.0%的连二亚硫酸钠，搅拌均匀制成悬浮液矿浆，在常温下反应6小时，期间不断搅拌；
2）离心脱水，清洗4次，60℃烘干；
3）冷却至常温后，每一重量份步骤2)的脱水后的物料加1份硅油，搅拌均匀后在球磨机中研磨1小时，制得滑石、绢云母与硅油插层复合材料。
实施例3
1）经分离提纯的绢云母，加10倍重量，质量百分浓度为8%的盐酸，再加入绢云母重量2.0%的连二亚硫酸钠，搅拌均匀制成悬浮液矿浆，在常温下反应12小时，期间不断搅拌；
2）过滤脱水，清洗3次，80℃烘干；
3）冷却至常温后，每一重量份步骤2)的脱水后的物料加1.5份硅油，搅拌均匀后在辊磨机中研磨2小时，制得滑石、绢云母与硅油插层复合材料。
实施例4
1）经分离提纯的绢云母，加10倍重量，质量百分浓度为10%的硫酸，再加入绢云母重量2.0%的连二亚硫酸钠，搅拌均匀制成悬浮液矿浆，在常温下反应12小时，期间不断搅拌；
2）离心脱水，清洗4次，80℃烘干；
3）冷却至常温后，每一重量份步骤2)的脱水后的物料加1.5份硅油，搅拌均匀后在辊磨机中研磨2小时，制得滑石、绢云母与硅油插层复合材料。

Claims (6)

1.一种滑石、绢云母与硅油插层复合材料的制备方法，其特征在于它的步骤如下：
1）经分离提纯的滑石或绢云母矿物中，加入5至10倍重量，质量百分浓度为3%至10%的无机酸，再加入矿物重量0.5%至2%的连二亚硫酸钠，搅拌均匀制成悬浮液矿浆，在常温下反应6～24小时，期间不断搅拌；
2）过滤或离心脱水，清洗2～4次，60至80°C烘干；
3）冷却至常温后，每一重量份步骤2)的脱水后的物料加0.8至1.5份硅油，搅拌均匀后在高剪切研磨机中研磨1至2小时，制得滑石、绢云母与硅油插层复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种滑石、绢云母与硅油插层复合材料的制备方法，其特征在于，所述的无机酸为盐酸、硫酸中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种滑石、绢云母与硅油插层复合材料的制备方法，其特征在于，所述的高剪切研磨机为球磨机、辊磨机、棒磨机或珠磨机。
4.一种如权利要求1所述方法制备得到的滑石、绢云母与硅油插层复合材料，其特征在于，在滑石、绢云母的结晶结构层之间插有硅油所形成的一种复合材料。
5.根据权利要求4所述的一种滑石、绢云母与硅油插层复合材料，其特征在于，所述的滑石是具有层状结构的硅酸盐矿物，化学式为Mg3[Si4O10](OH)2；所述的绢云母是天然细粒白云母，是具有层状结构的硅酸盐矿物，化学式为KAl2[AlSi3O10](OH,F)2。
6.根据权利要求4所述的一种滑石、绢云母与硅油插层复合材料，其特征在于，所述的硅油是聚二甲基硅氧烷，分子式是：(CH3)3SiO[(CH3)2SiO]n-Si(CH3)3。
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