CN113416432A - 改性石英砂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种改性石英砂及其制备方法。上述的改性石英砂的制备方法包括以下步骤：对石英砂进行前处理操作，得到预处理石英砂；对预处理石英砂进行球磨操作，过筛后得到石英砂粉体；将石英砂粉体、填料、偶联剂、颜料助剂及粘接剂进行搅拌混合操作，混合反应后得到石英砂混合物；对石英砂混合物进行烘干操作，得到初步改性石英砂；将初步改性石英砂进行烧结操作，得到改性石英砂。上述改性石英砂与现有石英砂相比，具有较强的粘接性和较好的耐候性。

Description

改性石英砂及其制备方法
技术领域
本发明涉及防水卷材技术领域，特别是涉及一种改性石英砂及其制备方法。
背景技术
石英砂是石英石经破碎加工而成的石英颗粒。石英砂所具有的独特的物理、 化学特性，使得其在航空、航天、电子、机械以及当今飞速发展的IT产业中占 有举足轻重的地位，特别是其内在分子链结构、晶体形状和晶格变化规律，使 其具有的耐高温、热膨胀系数小、高度绝缘、耐腐蚀、压电效应、谐振效应以 及其独特的光学特性，在许多高科技产品中发挥着越来越重要的作用。
防水卷材主要是用于建筑墙体、屋面、以及隧道、公路、垃圾填埋场等处， 起到抵御外界雨水、地下水渗漏的一种可卷曲成卷状的柔性建材产品，作为工 程基础与建筑物之间无渗漏连接，是整个工程防水的第一道屏障，对整个工程 起着至关重要的作用。石英砂经常作为防水卷材的组分之一，石英砂具有较强 的抗酸性介质侵蚀能力，使防水卷材更加经久耐用。
但是，现有的石英砂存在粘接性弱，以及耐候性差的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种粘接性较强、耐候 性较好的改性石英砂及其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种改性石英砂的制备方法，包括以下步骤：
对石英砂进行前处理操作，得到预处理石英砂；
对所述预处理石英砂进行球磨操作，过筛后得到石英砂粉体；
将所述石英砂粉体、填料、偶联剂、颜料助剂及粘接剂进行搅拌混合操作， 混合反应后得到石英砂混合物；
对所述石英砂混合物进行烘干操作，得到初步改性石英砂；
将所述初步改性石英砂进行烧结操作，得到所述改性石英砂。
在其中一个实施例中，所述前处理操作具体包括以下步骤：
对所述石英砂进行浸泡操作；
将完成所述浸泡操作的石英砂进行过滤操作；
将完成所述过滤操作的石英砂进行烘干操作，得到所述预处理石英砂。
在其中一个实施例中，所述填料为耐高温填料。
在其中一个实施例中，所述偶联剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、 3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷及γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中 的至少一种。
在其中一个实施例中，所述颜料助剂为钛白粉或中铬黄。
在其中一个实施例中，所述粘接剂为环氧树脂、酚醛树脂和三聚氰胺中的 至少一种。
在其中一个实施例中，所述搅拌混合操作中的温度为85℃～100℃。
在其中一个实施例中，所述烘干操作的温度为120℃～150℃。
在其中一个实施例中，所述烧结操作的温度为300℃～500℃。
一种改性石英砂，所述改性石英砂采用如上任一实施例所述的改性石英砂 的制备方法制备得到。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
1、在本发明改性石英砂的制备方法中，改性前对石英砂进行前处理操作， 使石英砂达到易于球磨的状态，然后对预处理石英砂进行球磨操作，从而将预 处理石英砂球磨至较小的粒度，有利于填料、偶联剂等改性材料更好地将石英 砂进行包覆，从而提高改性质量，同时使得到的改性石英砂能够更好地应用于 防水卷材中。
2、在本发明改性石英砂的制备方法中，填料在偶联剂、粘接剂等助剂的协 同作用下，使石英砂的表面的空隙增大，表面更加粗糙，从而提高改性石英砂 的粘接性。进一步地，将改性后的石英砂进行烧结操作，能够将改性材料中的 挥发性物质去除，同时将改性填料固化在改性石英砂的表面，使改性石英砂的 表面得到较好的粗化效果，进一步地提高改性石英砂的粘接性。
3、在改性材料中加入颜料助剂，使颜料助剂与改性材料充分混合并包覆在 石英砂的表面，再通过烧结操作使颜料助剂均匀地固化在改性石英砂的表面， 从而降低改性石英砂的透光率，减少紫外线对改性石英砂的伤害，进而提高改 性石英砂的耐候性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使 用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例， 因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创 造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为一实施例中改性石英砂的制备方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。 附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来 实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是 使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元 件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可 以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂 直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示 是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术 领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术 语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用 的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本申请提供一种改性石英砂的制备方法。上述的改性石英砂的制备方法包 括以下步骤：对石英砂进行前处理操作，得到预处理石英砂；对所述预处理石 英砂进行球磨操作，过筛后得到石英砂粉体；将所述石英砂粉体、填料、偶联 剂、颜料助剂及粘接剂进行搅拌混合操作，混合反应后得到石英砂混合物；对 所述石英砂混合物进行烘干操作，得到初步改性石英砂；将所述初步改性石英 砂进行烧结操作，得到所述改性石英砂。
上述改性石英砂的制备方法中，改性前对石英砂进行前处理操作，使石英 砂达到易于球磨的状态，然后对预处理石英砂进行球磨操作，从而将预处理石 英砂球磨至较小的粒度，有利于填料、偶联剂等改性材料更好地将石英砂进行 包覆，从而提高改性质量，同时使得到的改性石英砂能够更好地应用于防水卷 材中。填料在偶联剂、粘接剂等助剂的协同作用下，使石英砂的表面的空隙增 大，表面更加粗糙，从而提高改性石英砂的粘接性。进一步地，将改性后的石 英砂进行烧结操作，能够将改性材料中的挥发性物质去除，同时将改性填料固 化在改性石英砂的表面，使改性石英砂的表面得到较好的粗化效果，进一步地提高改性石英砂的粘接性。又进一步地，在改性材料中加入颜料助剂，使颜料 助剂与改性材料充分混合并包覆在石英砂的表面，再通过烧结操作使颜料助剂 均匀地固化在改性石英砂的表面，从而降低改性石英砂的透光率，减少紫外线 对改性石英砂的伤害，进而提高改性石英砂的耐候性。
为了更好地理解本发明改性石英砂的制备方法的涂布方法，以下对本发明 改性石英砂的制备方法的涂布方法作进一步的解释说明，如图1所示，一实施 方式的改性石英砂的制备方法的涂布方法，包括以下步骤：
S100，对石英砂进行前处理操作，得到预处理石英砂。
在本实施例中，对进行改性之前的石英砂进行前处理操作，以去除石英砂 表面的杂质，防止杂质对石英砂的改性效果造成影响。此外，通过对石英砂进 行前处理操作，能够软化石英砂的表面，从而有利于改性过程中对石英砂进行 表面处理操作，如球磨操作，从而提高石英砂的改性效果。
S200，对预处理石英砂进行球磨操作，过筛后得到石英砂粉体。
可以理解的是，预处理石英砂经过前处理操作后，表面得到软化，为预处 理石英砂的表面处理操作提供了较好的条件。为了减小石英砂的粒度，方便改 性材料对石英砂进行包覆反应，在本实施例中，对预处理石英砂进行球磨操作， 使预处理石英砂被球磨至更小的粒度，有利于有利于填料、偶联剂等改性材料 更好地将石英砂进行包覆，从而提高改性质量，同时使得到的改性石英砂能够 更好地应用于防水卷材中。此外，通过减小石英砂的粒度，有利于石英砂粉体 更好地分散，从而增加改性均匀性，提高改性质量。进一步地，球磨操作中具 体采用湿法球磨方式，球磨后过30目～60目筛，得到石英砂粉体。经过预处理 软化后的石英砂采用湿法球磨能够磨得更细一些，同时使用30目～60目筛能够 得到较细的石英砂粉体。而且采用湿法球磨得到的粉体被氧化的程度更低一些， 有利于成形密度的提高，相应地后续改性烧结密度也会更高，从而能够进一步 地提高改性石英砂的改性效果。
S300，将石英砂粉体、填料、偶联剂、颜料助剂及粘接剂进行搅拌混合操 作，混合反应后得到石英砂混合物。
在本实施例中，搅拌混合后覆盖在石英砂粉体的表面，形成颗粒状的石英 砂混合物。首先，通过搅拌混合操作能够将石英砂粉体、填料、偶联剂、颜料 助剂及粘接剂混合更加均匀，同时石英砂粉体在经过球磨操作后，表面的粗糙 度增大，更有利于填料及颜料助剂的粘附。其次，填料粘附在石英砂粉体的表 面，能够增大改性石英砂表面的粗糙度，从而提高改性石英砂的粘接性。进一 步地，颜料助剂与填料均匀混合并粘附在石英砂粉体的表面，降低改性石英砂 的透光率，减少紫外线对改性石英砂的伤害，进而提高改性石英砂的耐候性。 此外，在本实施例中，偶联剂能够改善填料及颜料助剂在石英砂混合物中的分 散度，从而提高石英砂混合物的性能，而粘接剂能够进一步提高填料及颜料助 剂在石英砂粉体上的吸附力，进而提高改性石英砂的粘接性能及耐候性。
S400，对石英砂混合物进行烘干操作，得到初步改性石英砂。
可以理解的是，将石英砂粉体、填料、偶联剂、颜料助剂及粘接剂进行搅 拌混合操作后，混合反应得到的石英砂混合物含有部分水性溶剂。在本实施例 中，对石英砂混合物进行烘干操作，能够有效地去除石英砂混合物中的水性溶 剂。进一步地，烘干温度小于烧结温度，通过对石英砂混合物进行烘干操作， 能够对石英砂混合物起到预烧结的效果，从而防止石英砂混合物突然进入烧结 操作的高温，水性溶剂瞬间蒸发对改性石英砂的表面造成损伤。先对石英砂混 合物进行烘干操作，再对初步改性石英砂进行烧结操作，能够显著提高改性石 英砂的固化效果，进而提高改性石英砂的粘接性能及耐候性。
S500，将初步改性石英砂进行烧结操作，得到改性石英砂。
在本实施例中，将初步改性石英砂进行烧结操作，烧结过程能够将改性剂 中的挥发性物质去除，同时使得包覆材料组织更加致密，与石英砂粉体结合力 更强，不容易从石英砂表面脱落，从而使改性石英砂性质稳定，也就是使改性 石英砂的粘接性和耐候性更加稳定。
在其中一个实施例中，所述前处理操作具体包括以下步骤：
S110，对石英砂进行浸泡操作。
在本实施例中，对石英砂进行浸泡操作，一方面使附着在石英砂表面的难 溶性杂质在浸泡处理后能够轻易地从石英砂的表面脱落，从而对改性前的石英 砂起到较好的清理效果，有利于提高石英砂的改性效果；另一方面，对石英砂 进行浸泡操作，能够对石英砂起到软化效果，从而有利于改性前对石英砂的球 磨操作，使球磨得到的石英砂粉体粒度更好且更加均匀，有利于填料、偶联剂 等改性材料更好地将石英砂进行包覆，从而提高改性质量，同时使得到的改性 石英砂在上述粒度下能够更好地应用于防水卷材中。
S120，将完成浸泡操作的石英砂进行过滤操作。
可以理解的是，石英砂在完成浸泡操作之后，附着在石英砂表面的难溶性 杂质脱落在浸泡溶液中。在本实施例中，将完成浸泡操作的石英砂进行过滤操 作，从而使脱落在浸泡溶液中的杂质得到过滤去除。进一步地，对过滤后的石 英砂进行擦拭操作，使残留在石英砂表面的杂质得以去除。
S130，将完成过滤操作的石英砂进行烘干操作，得到预处理石英砂。
可以理解的是，石英砂在完成过滤操作之后，石英砂的表面仍然残留少量 的水分，容易对石英砂的球磨造成打滑等影响，为了提高对石英砂的球磨效果， 在本实施例中，将完成过滤操作的石英砂进行烘干操作，从而将残留在石英砂 表面的少量水分充分挥发掉，防止石英砂球磨过程中出现打滑等现象，进而提 高对石英砂的球磨效果。进一步地，烘干操作中的温度为60℃～80℃，烘干时间 为1分钟～3分钟，使石英砂表面残留的水分被充分挥发，同时也不会对石英砂 的软化状态造成影响，从而有效地提高对石英砂的球磨效果。
在其中一个实施例中，在对所述预处理石英砂进行球磨操作，过筛后得到 石英砂粉体的步骤止之后，在将所述石英砂粉体、填料、偶联剂、颜料助剂及 粘接剂进行搅拌混合操作，混合反应后得到石英砂混合物之前，还包括以下步 骤：对石英砂粉体进行干胶喷雾操作。可以理解的是，通过改性材料与石英砂 粉体的结合，能够实现对石英砂的改性，从而提高石英砂的粘接性和耐候性。 但是，石英砂粉体表面的附着力较差，容易影响石英砂粉体与改性材料的结合。 在本实施例中，对石英砂粉体进行干胶喷雾操作，能够增强石英砂粉体表面的 附着力，使石英砂粉体与改性材料的结合力更强，从而有效地提升石英砂的改性效果。同时，石英砂粉体表面的干胶在烧结过程将被熔化，熔化后能够进一 步渗透至石英砂粉体与改性材料之间，从而进一步地提高改性石英砂的结构强 度。
在其中一个实施例中，在将石英砂粉体、填料、偶联剂、颜料助剂及粘接 剂进行搅拌混合操作，混合反应后得到石英砂混合物的步骤之后，在对石英砂 混合物进行烘干操作，得到初步改性石英砂的步骤之前，还包括以下步骤：对 石英砂混合物进行间断抽真空操作。可以理解的是，在将石英砂粉体、填料、 偶联剂、颜料助剂及粘接剂进行搅拌混合之后，石英砂混合物中容易存在气泡， 在烧结过程中，由于气泡的影响，容易使初步改性石英砂在烧结过程中产生裂 缝。在本实施例中，在将石英砂粉体、填料、偶联剂、颜料助剂及粘接剂进行 搅拌混合操作，混合反应后得到石英砂混合物的步骤之后，在对石英砂混合物进行烘干操作，得到初步改性石英砂的步骤之前，对石英砂混合物进行间断抽 真空操作，能够有效地消除石英砂混合物中的气泡，从而除去石英砂混合物中 存在的空气。同时采用间断抽真空方式，能够使气泡消除后，留有一定的间隔 时间，在石英砂混合物中原气泡所在的位置形成空隙，并使空隙得到增大，然 后在烧结操作中固化成形，通过增加空隙数量以及增大空隙的孔径，能够有效 地提高改性石英砂的粘接性。
进一步地，将石英砂粉体、填料、偶联剂、颜料助剂及粘接剂进行搅拌混 合操作的具体包括以下步骤：
S310，将石英砂粉体、填料、偶联剂、颜料助剂及粘接剂依次加入反应釜， 并在加入过程保持搅拌操作。
在本实施例中，将石英砂粉体、填料、偶联剂、颜料助剂及粘接剂依次加 入反应釜，并在加入过程保持搅拌操作，使石英砂粉体、填料、偶联剂、颜料 助剂及粘接剂达到初步混合状态。
S320，将搅拌好的石英砂粉体、填料、偶联剂、颜料助剂及粘接剂的混合 物进行超声操作。
在本实施例中，将搅拌好的石英砂粉体、填料、偶联剂、颜料助剂及粘接 剂的混合物进行超声操作，使混合物由初步混合状态转变为更加均匀的混合状 态，从而使石英砂的改性效果更好。
S330，将超声好的石英砂粉体、填料、偶联剂、颜料助剂及粘接剂的混合 物进行旋转式搅拌操作，得到石英砂混合物。
在本实施例中，将超声好的石英砂粉体、填料、偶联剂、颜料助剂及粘接 剂的混合物进行旋转式搅拌操作，使混合物在旋转搅拌过程中被不断翻转和震 动，提高填料、偶联剂、颜料助剂及粘接剂这些改性材料的粘度，从而提高石 英砂与改性材料的粘接性，有效地提升石英砂的改性效果。但是，超声好的石 英砂粉体、填料、偶联剂、颜料助剂及粘接剂的混合物在旋转搅拌过程中，非 常容易出现气泡。而本申请还对石英砂混合物进行间断抽真空操作，即对完成 旋转式搅拌的混合物进行间断抽真空操作，从而有效地消除旋转搅拌过程中产 生的气泡，进而在进一步提高改性材料与石英砂的粘接力的同时，有效解决旋转搅拌后出现的气泡问题。
为了提高初步改性石英砂在烧结过程中的稳定性，在其中一个实施例中， 填料为耐高温填料。可以理解的是，填料包覆在石英砂粉体后，还需在高温条 件下进行烧结操作，以使包覆材料组织更加致密，与石英砂粉体结合力更强。 若填料无法耐高温，则容易使改性石英砂在烧结过程受到较严重的破损。在本 实施例中，填料为耐高温填料，耐高温填料能够在高温条件下保持稳定的性质， 从而提高初步改性石英砂在烧结过程中的稳定性。
进一步地，耐高温材料为煅烧高岭土、白炭黑和木质素磺酸盐中的至少一 种，白炭黑具有较好的耐高温性能和不燃性，将白炭黑加入石英砂混合物中， 能够有效地降低初步改性石英砂在干燥过程中接触粘结在一起的概率，提高改 性石英砂颗粒的均匀度和颗粒之间的缓冲性，减少或避免改性石英砂在包装和 运输中因承受外力而破碎形成粉尘，从而影响改性石英砂在防水卷材中的使用。 煅烧高岭土也具有较好的耐高温性能，并且煅烧高岭土与未煅烧高岭土相比， 煅烧高岭土的结合水含量减少，二氧化硅和三氧化铝含量均增大，活性点增加， 结构发生变化，粒径较小且均匀，使得煅烧高岭土与石英砂混合物的融合性更 强，从而提高初步改性石英砂的耐高温性能，进而提高初步改性石英砂烧结后 的结构强度和流动性，有效地减小或避免改性石英砂在包装和运输中因承受外 力而破碎形成粉尘。木质素磺酸盐具有较好的耐热性，同时木质素磺酸盐与石 英砂混合物共混反应，能够有效地提高初步改性石英砂的稳定性、强度和抗光 解性能。
在其中一个实施例中，偶联剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、3-缩 水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷及γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至 少一种。可以理解的是，偶联剂能够改善填料及颜料助剂在石英砂混合物中的 分散度，从而提高石英砂混合物的性能。在本实施例中，3-(2,3-环氧丙氧)丙基 三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷还能作为石英砂的表面处理 剂，从而改善石英砂表面的附着力，有利于将填料及颜料助剂包覆在石英砂上， 同时3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷和3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷 又能提高填料的粘合力，从而提高石英砂混合物的机械强度，并且在湿态下有 较高的保持率。
在其中一个实施例中，颜料助剂为钛白粉或中铬黄。可以理解的是，在改 性材料中加入颜料助剂，使颜料助剂与改性材料充分混合并包覆在石英砂的表 面，再通过烧结操作使颜料助剂均匀地固化在改性石英砂的表面，从而降低改 性石英砂的透光率，减少紫外线对改性石英砂的伤害，进而提高改性石英砂的 耐候性。在本实施例中，颜料助剂为钛白粉或中铬黄，其中钛白粉是一种无机 化工颜料，白度高，遮盖力强，在石英砂改性材料中加入钛白粉，能够有效地 降低改性石英砂的透光率，使改性石英砂在日光照射下，耐日晒，不开裂、不 变色，伸展率大及耐酸碱，从而进一步地提高改性石英砂的耐候性。此外，钛 白粉对介质的稳定性可起到保护作用，并能增强石英砂混合物的机械强度和附 着力，防止裂纹，防止紫外线和水分透过，延长改性石英砂的寿命。中铬黄的 着色力高，遮盖力强，将中络黄加入石英砂混合物中，在石英砂改性材料中加 入钛白粉，能够有效地降低改性石英砂的透光率，使改性石英砂在日光照射下， 耐日晒，不开裂、不变色，且中络黄具有较好的耐酸性，从而进一步地提高改 性石英砂的耐候性。
为了提高石英砂的改性效果，在其中一个实施例中，粘接剂为环氧树脂、 酚醛树脂和三聚氰胺中的至少一种。可以理解的是，粘接剂能够进一步提高填 料及颜料助剂在石英砂粉体上的吸附力，进而提高改性石英砂的粘接性能及耐 候性。在本实施例中，环氧树脂对石英砂具有较强附着力，还具有较好的耐碱 性，将环氧树脂加入石英砂改性材料中，能够有效地增加改性材料与石英砂的 粘接性，同时增强改性石英砂的耐候性。此外，环氧树脂与3-缩水甘油醚氧基 丙基三甲氧基硅烷混合反应，能够进一步地增加石英砂改性材料的粘接性能， 从而提高石英砂的改性效果。酚醛树脂具有较好的耐水性及耐热性，在石英砂 的改性材料中加入酚醛树脂，不仅能够提高填料及颜料助剂在石英砂粉体上的 吸附力，而且能够石英砂的耐水性和耐热性，酚醛树脂与3-缩水甘油醚氧基丙 基三甲氧基硅烷混合反应，能够进一步地增加石英砂改性材料的粘接性能，从 而提高石英砂的改性效果。但是，酚醛树脂的固化温度较高，热压时间较长， 而本申请改性石英砂的制备方法中还包括烧结操作，在烧结操作的高温条件下， 能够同时对酚醛树脂进行固化热压，从而进一步地提高改性石英砂粘接性和稳 定性，且能够减少酚醛树脂额外的固化时间。三聚氰胺为热固性粘接剂，且三 聚氰胺具有较大的活性，无需添加固化即能进行加热固化，在石英砂改性材料 中添加三聚氰胺，能够有效地提高改性石英砂的粘接性及耐候性，在烧结操作 的高温条件下，能够同时对酚醛树脂进行固化热压，从而进一步地提高改性石 英砂粘接性和稳定性，且能够减少三聚氰胺额外的固化时间。此外，三聚氰胺 与3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷混合反应，能够进一步地增加石英砂改 性材料的粘接性能，从而提高石英砂的改性效果。
在其中一个实施例中，搅拌混合操作中的温度为85℃～100℃。可以理解的 是，通过搅拌混合操作能够将石英砂粉体、填料、偶联剂、颜料助剂及粘接剂 混合更加均匀，使填料与颜料助剂能够均匀地覆盖在石英砂粉体的表面，同时 能够使偶联剂及粘接剂分别与填料及颜料助剂充分混合反应，从而得到较好的 改性效果。但是，若搅拌混合操作中的温度过高，容易使石英砂混合物产生固 化或破坏助剂的活性；若搅拌混合操作中的温度过低，则会影响搅拌混合的均 匀性。在本实施例中，搅拌混合操作中的温度为90℃，能够使石英砂混合物的 粘度更适宜搅拌，从而使填料与颜料助剂能够均匀地覆盖在石英砂粉体的表面， 同时能够使偶联剂及粘接剂分别与填料及颜料助剂充分混合反应，进而得到较 好的改性效果。
在其中一个实施例中，烘干操作的温度为120℃～150℃。可以理解的是，对 石英砂混合物进行烘干操作，能够有效地去除石英砂混合物中的水性溶剂。进 一步地，烘干温度小于烧结温度，通过对石英砂混合物进行烘干操作，能够对 石英砂混合物起到预烧结的效果，从而防止石英砂混合物突然进入烧结操作的 高温，水性溶剂瞬间蒸发对改性石英砂的表面造成损伤。先对石英砂混合物进 行烘干操作，再对初步改性石英砂进行烧结操作，能够显著提高改性石英砂的 固化效果，进而提高改性石英砂的粘接性能及耐候性。但是，若烘干操作的温 度过低，石英砂混合物中的水性溶剂去除效果较差，且影响制备效率；若烘干 操作的温度过高，则容易使石英砂混合物突然进入烧结操作的高温，水性溶剂 瞬间蒸发对改性石英砂的表面造成损伤。在本实施例中，烘干操作的温度为 120℃，进一步地，烘干操作的时间为1小时～3小时，从而能够有效地去除石英 砂混合物中的水性溶剂，且能够防止烘干过度。进一步地，烘干温度小于烧结 温度，通过对石英砂混合物进行烘干操作，能够对石英砂混合物起到预烧结的 效果，从而防止石英砂混合物突然进入烧结操作的高温，水性溶剂瞬间蒸发对 改性石英砂的表面造成损伤。
在其中一个实施例中，烧结操作的温度为300℃～500℃。可以理解的是，将 初步改性石英砂进行烧结操作，烧结过程能够将改性剂中的挥发性物质去除， 同时使得包覆材料组织更加致密，与石英砂粉体结合力更强，不容易从石英砂 表面脱落，从而使改性石英砂性质稳定，也就是使改性石英砂的粘接性和耐候 性更加稳定。但是，若烧结操作的温度过低，则改性石英砂的固化效果较差； 若烧结操作的温度过高，则容易破坏改性石英砂的结构稳定性。在本实施例中， 烧结操作的温度为400℃，烧结温度大于烘干温度，能够使改性剂中的挥发性物 质被充分去除，同时使得包覆材料组织更加致密，与石英砂粉体结合力更强， 不容易从石英砂表面脱落，从而使改性石英砂性质稳定，也就是使改性石英砂 的粘接性和耐候性更加稳定。
实施例1
将待改性的石英砂进行前处理操作，其中前处理操作包括浸泡、过滤、擦 拭及烘干等步骤。然后将完成前处理操作的石英砂放入球磨机中进行球磨操作， 球磨后过30目的筛子，得到石英砂粉体。将石英砂粉体、耐高温填料、3-(2,3- 环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、钛白粉及环氧树脂进行搅拌混合操作，其中搅拌 混合操作中的温度为85℃，搅拌后得到石英砂混合物。对石英砂混合物进行烘 干操作，其中烘干温度为120℃，烘干时间为1小时。接着，对完成烘干操作的 初步改性石英砂进行烧结操作，其中烧结温度为300℃，烧结后得到改性石英砂。
实施例2
将待改性的石英砂进行前处理操作，其中前处理操作包括浸泡、过滤、擦 拭及烘干等步骤。然后将完成前处理操作的石英砂放入球磨机中进行球磨操作， 球磨后过60目的筛子，得到石英砂粉体。将石英砂粉体、耐高温填料、3-(2,3- 环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、钛白粉及环氧树脂进行搅拌混合操作，其中搅拌 混合操作中的温度为100℃，搅拌后得到石英砂混合物。对石英砂混合物进行烘 干操作，其中烘干温度为150℃，烘干时间为3小时。接着，对完成烘干操作的 初步改性石英砂进行烧结操作，其中烧结温度为500℃，烧结后得到改性石英砂。
实施例3
将待改性的石英砂进行前处理操作，其中前处理操作包括浸泡、过滤、擦 拭及烘干等步骤。然后将完成前处理操作的石英砂放入球磨机中进行球磨操作， 球磨后过50目的筛子，得到石英砂粉体。将石英砂粉体、耐高温填料、3-(2,3- 环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、钛白粉及环氧树脂进行搅拌混合操作，其中搅拌 混合操作中的温度为90℃，搅拌后得到石英砂混合物。对石英砂混合物进行烘 干操作，其中烘干温度为130℃，烘干时间为2小时。接着，对完成烘干操作的 初步改性石英砂进行烧结操作，其中烧结温度为400℃，烧结后得到改性石英砂。
实施例4
将待改性的石英砂进行前处理操作，其中前处理操作包括浸泡、过滤、擦 拭及烘干等步骤。然后将完成前处理操作的石英砂放入球磨机中进行球磨操作， 球磨后过50目的筛子，得到石英砂粉体。将石英砂粉体、耐高温填料、3-(2,3-3- 缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、中 络黄及酚醛树脂进行搅拌混合操作，其中搅拌混合操作中的温度为90℃，搅拌 后得到石英砂混合物。对石英砂混合物进行烘干操作，其中烘干温度为130℃， 烘干时间为2小时。接着，对完成烘干操作的初步改性石英砂进行烧结操作， 其中烧结温度为400℃，烧结后得到改性石英砂。
本申请还提供一种改性石英砂，所述改性石英砂采用如上任一实施例所述 的改性石英砂的制备方法制备得到。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
1、在本发明改性石英砂的制备方法中，改性前对石英砂进行前处理操作， 使石英砂达到易于球磨的状态，然后对预处理石英砂进行球磨操作，从而将预 处理石英砂球磨至较小的粒度，有利于填料、偶联剂等改性材料更好地将石英 砂进行包覆，从而提高改性质量，同时使得到的改性石英砂能够更好地应用于 防水卷材中。
2、在本发明改性石英砂的制备方法中，填料在偶联剂、粘接剂等助剂的协 同作用下，使石英砂的表面的空隙增大，表面更加粗糙，从而提高改性石英砂 的粘接性。进一步地，将改性后的石英砂进行烧结操作，能够将改性材料中的 挥发性物质去除，同时将改性填料固化在改性石英砂的表面，使改性石英砂的 表面得到较好的粗化效果，进一步地提高改性石英砂的粘接性。
3、在改性材料中加入颜料助剂，使颜料助剂与改性材料充分混合并包覆在 石英砂的表面，再通过烧结操作使颜料助剂均匀地固化在改性石英砂的表面， 从而降低改性石英砂的透光率，减少紫外线对改性石英砂的伤害，进而提高改 性石英砂的耐候性。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的 普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改 进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权 利要求为准。

Claims (10)

1.一种改性石英砂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
对石英砂进行前处理操作，得到预处理石英砂；
对所述预处理石英砂进行球磨操作，过筛后得到石英砂粉体；
将所述石英砂粉体、填料、偶联剂、颜料助剂及粘接剂进行搅拌混合操作，混合反应后得到石英砂混合物；
对所述石英砂混合物进行烘干操作，得到初步改性石英砂；
将所述初步改性石英砂进行烧结操作，得到所述改性石英砂。
2.根据权利要求1所述的改性石英砂的制备方法，其特征在于，所述前处理操作具体包括以下步骤：
对所述石英砂进行浸泡操作；
将完成所述浸泡操作的石英砂进行过滤操作；
将完成所述过滤操作的石英砂进行烘干操作，得到所述预处理石英砂。
3.根据权利要求1所述的改性石英砂的制备方法，其特征在于，所述填料为耐高温填料。
4.根据权利要求1所述的改性石英砂的制备方法，其特征在于，所述偶联剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷及γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的改性石英砂的制备方法，其特征在于，所述颜料助剂为钛白粉或中铬黄。
6.根据权利要求1所述的改性石英砂的制备方法，其特征在于，所述粘接剂为环氧树脂、酚醛树脂和三聚氰胺中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的改性石英砂的制备方法，其特征在于，所述搅拌混合操作中的温度为85℃～100℃。
8.根据权利要求1所述的改性石英砂的制备方法，其特征在于，所述烘干操作的温度为120℃～150℃。
9.根据权利要求1所述的改性石英砂的制备方法，其特征在于，所述烧结操作的温度为300℃～500℃。
10.一种改性石英砂，其特征在于，所述改性石英砂采用如权利要求1～9中任一所述的改性石英砂的制备方法制备得到。
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