CN104724717A - 一种叶腊石基微孔球状粉体的制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种叶腊石基微孔球状粉体的制备方法及其应用，以叶腊石粉体为基料，水玻璃为粘结剂，将叶腊石粉加入到自来水中，搅拌研磨分散成悬浮液，之后加入水玻璃、助熔剂、成孔剂，所有原料加完后继续搅拌0.5-2小时后经过滤、造粒、煅烧，便得到粒径为5-1000μm的微孔球状粉体。原料组成成分按重量百分比为：叶腊石粉：水玻璃：助熔剂：成孔剂=40.0-90.0%:5.0-50%:0.5-5.0%:1.0-10.0%。助熔剂为硼酸、硼砂，成孔剂为碳酸氢钠、活性炭粉、碳化硅。粉体煅烧温度为600-1200℃，保温时间1-2小时。这种粉体内部含有大量气孔，具有保温隔热性能，可以填充应用于建筑保温砂浆、人造革及橡塑制品。
Description
技术领域
本发明属于新材料和矿产开发与应用领域，具体是指一种叶腊石基微孔球状粉体的制备方法及其应用。
背景技术
叶腊石[Al2(OH)2(Si2O5)2]2是粘土矿物的一种，主要由石英、高岭石、绢云母组成，属结晶结构2：1型层状含水铝硅酸盐矿物，结构单元层由两个“硅-氧四面体”，一个“氢氧铝石层”组成。理论化学组份为：Al2O3 28.3%，SiO2 66.7%，H2O 5.0%，此外含有Fe，Mg，Ca，K，Na等少量杂质。
中国是叶腊石资源大国，年总产量约占世界年总产量的40%左右，但在开采过程中，资源浪费十分严重，采富弃贫，回收率低是在矿山开采中是司空见惯的，因此加大低铝叶腊石的开发利用具有重要意义。
随着全球能源供应日益紧张，温室气体效应的越来越严重，世界范围内的节能趋势越来越明显，对建筑物保温要求越来越高，对具有隔热保温材料的需求越来越大。通过目前掌握的国内外文献资料分析，国内外的科技工作者对于叶腊石矿物材料的研究还限于超细化、表面改性等方面，对于具有隔热保温性能的叶腊石基多孔微球粉体的制备还没有报道。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种叶腊石基微孔球状粉体的制备方法。通过本方法所制备的叶腊石基微孔球状粉体这种粉体内部含有大量气孔，具有保温隔热性能。
本发明的第二个目的是提供一种上述叶腊石基微孔球状粉体的应用。
为实现本发明的第一个目的，其技术方案是
（1）以叶腊石粉体、水玻璃、助熔剂和成孔剂为原料，其中叶腊石粉体为基料，水玻璃为粘结剂，并将原料与水搅拌，搅拌均匀得到悬浮液；所述的原料中各组分的质量百分比为：叶腊石粉：水玻璃：助熔剂：成孔剂=40.0-90.0%:5.0-50%:0.5-5.0%:1.0-10.0%；
（2）将悬浮液进行喷雾干燥造粒，得到5-1000μm的球状粉体坯料；
（3）将球状粉体坯料在高温炉中进行煅烧，得到叶腊石基微孔球状粉体。
进一步设置是所述原料中的叶腊石粉的粒径为在1-74μm。
进一步设置是所述的助熔剂为硼酸、硼砂一种或两种组合。
进一步设置是所述的成孔剂为碳酸氢钠、活性炭粉和碳化硅中的一种或多种组合。
进一步设置是所述的步骤（1）中所制备的悬浮液的固体含量在10%-70wt%。
进一步设置是步骤（3）中球状粉体坯料在高温炉中600-1200℃煅烧1-2小时。
为实现本发明的第二个目的，本发明的技术方案是以该叶腊石基微孔球状粉体作为填充剂填充应用于建筑保温砂浆、人造革和橡塑制品中。
本发明的有益效果和优点，本发明所制备的叶腊石基微孔球状粉体内部含有大量气孔，具有保温隔热性能，可以填充应用于建筑保温砂浆、人造革及橡塑制品。
本发明所研制的叶腊石基微孔球状粉体为过去从未有人报道和研制，叶腊石基微孔球状粉体在人造革的应用方面，先从叶腊石加工开始，可以选用目前在玻纤行业还不能使用，只能用作普通陶瓷，价格只几十元一吨的低品位叶腊石，我们通过加工各环节的调试，使成品600目达到90%以上，1000目达到70%，达到了PU革对细度的要求，并加偶联剂进行改性，为节约成本，我们在生产过程中，利用研磨所产生的热量和进行混合，在进料口就将计算好的剂量，通过一可调控的加料器，加入偶联剂，使叶腊石表面包覆一层偶联剂，通过对叶腊石包覆率的测试（将经改性后的叶腊石粉加到一烧杯中，再加入一定量的水，充分搅拌，再观察叶腊石粉在水中的含量），经多次试验，偶联剂的加入量以1.2%为佳。为测定叶腊石粉与PU的结合性能；在温州大学进行吸油值，与PU聚胺酯混合性能的试验，经测试，混合料的粘度，流动性等各项指标测试，各项指标均达到原使用轻钙的指标（测试结果见表1）。
表1
| 样品名称 | 吸油值（克/100克） | 粘度（秒） | 备注 |
| 轻质碳酸钙 | 38 | 32 | |
| 改性叶腊石粉 | 36 | 31.5 |
经温州大学对改性叶腊石粉各项试验后，本申请人再委托福建万丰革业进行生产线上试验，生产工艺完全按照原使用轻质碳酸钙的工艺配方，第一次加入300公斤的改性叶腊石粉，加入PU料700公斤，再加入其它各种化学原料，进行PU生产线上的试验，经5个多小时的连续生产，生产都比较正常，无出现产品缺陷，也没有出现粘滚筒等现象，在灰色革上也没有出现色差等现象。
下面结合具体实施方式对本发明做进一步介绍。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，该领域的技术工程师可根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
实施例1：
在搅拌罐里加入自来水100kg，开动搅拌，缓慢加入800目叶腊石粉50kg，之后依次加入硅酸钠溶液20kg，硼酸0.5kg，碳酸氢钠2kg，继续搅拌1小时，然后进行研磨，研磨至平均粒径小于20μm开始过滤、造粒、煅烧。喷雾造粒进口温度180℃，出口温度60℃，喷雾气压0.5Ma。经800℃高温保温煅烧2小时，便得到叶腊石基微孔球状粉体。
实施例2：
在搅拌罐里加入自来水100kg，开动搅拌，缓慢加入1250目叶腊石粉50kg，之后依次加入硅酸钠溶液30kg，硼酸1.0kg，碳酸氢钠3kg，继续搅拌1小时，然后进行研磨，研磨至平均粒径小于10μm开始过滤、造粒、煅烧。喷雾造粒进口温度180℃，出口温度60℃，喷雾气压0.6Ma。经900℃高温保温煅烧1.5小时，便得到叶腊石基微孔球状粉体。
实施例3：
在搅拌罐里加入自来水100kg，开动搅拌，缓慢加入600目叶腊石粉50kg，之后依次加入硅酸钠溶液35kg，硼酸1.5kg，碳酸氢钠5kg，继续搅拌1小时，然后进行研磨，研磨至平均粒径小于20μm开始过滤、造粒、煅烧。喷雾造粒进口温度180℃，出口温度60℃，喷雾气压0.4Ma。经1000℃高温保温煅烧70分钟，便得到叶腊石基微孔球状粉体。
实施例4：
在搅拌罐里加入自来水100kg，开动搅拌，缓慢加入3000目叶腊石粉50kg，之后依次加入硅酸钠溶液40kg，硼酸2.5kg，碳酸氢钠6kg，继续搅拌1小时，然后进行研磨，研磨至平均粒径小于10μm开始过滤、造粒、煅烧。喷雾造粒进口温度180℃，出口温度60℃，喷雾气压0.7Ma。经1000℃高温保温煅烧2小时，便得到叶腊石基微孔球状粉体。
实施例5：
在搅拌罐里加入自来水100kg，开动搅拌，缓慢加入1250目叶腊石粉65.5kg，之后依次加入硅酸钠溶液20kg，硼酸4.5kg，碳酸氢钠10kg，继续搅拌1小时，然后进行研磨，研磨至平均粒径小于10μm开始过滤、造粒、煅烧。喷雾造粒进口温度140℃，出口温度50℃，喷雾气压0.8Ma。经900℃高温保温煅烧2小时，便得到叶腊石基微孔球状粉体。
实施例6：
在搅拌罐里加入自来水100kg，开动搅拌，缓慢加入1500目叶腊石粉70kg，之后依次加入硅酸钠溶液30kg，硼酸5.5kg，碳酸氢钠5kg，继续搅拌1小时，然后进行研磨，研磨至平均粒径小于10μm开始过滤、造粒、煅烧。喷雾造粒进口温度150℃，出口温度50℃，喷雾气压0.5Ma。经900℃高温保温煅烧2小时，便得到叶腊石基微孔球状粉体。
Claims (7)
1.一种叶腊石基微孔球状粉体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）以叶腊石粉体、水玻璃、助熔剂和成孔剂为原料，其中叶腊石粉体为基料，水玻璃为粘结剂，并将原料与水搅拌，搅拌均匀得到悬浮液；所述的原料中各组分的质量百分比为：叶腊石粉：水玻璃：助熔剂：成孔剂=40.0-90.0%:5.0-50%:0.5-5.0%:1.0-10.0%；
（2）将悬浮液进行喷雾干燥造粒，得到5-1000μm的球状粉体坯料；
（3）将球状粉体坯料在高温炉中进行煅烧，得到叶腊石基微孔球状粉体。
2.根据权利要求1所述的一种叶腊石基微孔球状粉体的制备方法，其特征在于：所述原料中的叶腊石粉的粒径为在1-74μm。
3.根据权利要求1所述的一种叶腊石基微孔球状粉体的制备方法，其特征在于：所述的助熔剂为硼酸、硼砂一种或两种组合。
4.根据权利要求1所述的一种叶腊石基微孔球状粉体的制备方法，其特征在于：所述的成孔剂为碳酸氢钠、活性炭粉和碳化硅中的一种或多种组合。
5.根据权利要求1所述的一种叶腊石基微孔球状粉体的制备方法，其特征在于：所述的步骤（1）中所制备的悬浮液的固体含量在10%-70wt%。
6.根据权利要求1所述的一种叶腊石基微孔球状粉体的制备方法，其特征在于：步骤（3）中球状粉体坯料在高温炉中600-1200℃煅烧1-2小时。
7.一种如权利要求1-6之一所述的制备方法所制备的叶腊石基微孔球状粉体的应用，其特征在于：以该叶腊石基微孔球状粉体作为填充剂填充应用于建筑保温砂浆、人造革和橡塑制品中。
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|---|---|---|---|---|
| CN105274656A (zh) * | 2015-10-20 | 2016-01-27 | 天津科技大学 | 一种木质中孔活性炭原丝及纤维的制备方法 |
| CN111410203A (zh) * | 2020-03-27 | 2020-07-14 | 中国地质大学（北京） | 一种利用白榴石合成叶腊石的方法 |
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| CN111410203A (zh) * | 2020-03-27 | 2020-07-14 | 中国地质大学（北京） | 一种利用白榴石合成叶腊石的方法 |
| CN111410203B (zh) * | 2020-03-27 | 2023-07-21 | 中山市清融嘉创能源科技有限责任公司 | 一种利用白榴石合成叶腊石的方法 |
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