CN115073811B - 一种聚丙烯成核剂专用滑石粉的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种聚丙烯成核剂专用滑石粉的制备方法，该方法是采用浮选提纯+旋流法气流研磨工艺，具体包括如下步骤：先将天然的滑石原料破碎至7mm以下作为浮选工艺投料用的母料；将母料研磨至120目～200目粉体，再采用浮选工艺对滑石粉体进行提纯；将高纯度滑石粉进行气流粉碎，螺旋气流从气流磨底部进入，滑石粉末从气流磨顶部进入，螺旋气流对粉体进行风切，旋流风将粉末进行细化的同时保留粉体的片状结构；再经分级机筛选后，分离出粒径D50在4+/‑1微米、D98≤15微米的超细粉体。本发明可以降低滑石杂质并获取较窄的粒径分布，使其能够有效提高聚丙烯的结晶度和结晶温度，进而改善聚丙烯制品性能和加工性。
Description
技术领域
本发明属于聚丙烯材料所需的滑石加工技术领域，尤其涉及一种聚丙烯成核剂专用滑石粉的制备方法。
背景技术
聚丙烯，英文名称Polypropylene，简称PP，化学式为(C3H6)n，通常为半透明无色固体，密度为0.9g/cm3,熔融温度约为165℃～170℃。它是一种以丙烯为单体聚合而来的性能优良的热塑性合成树脂，广泛应用于汽车、家电、电子电器、食品工业等众多领域。聚丙烯，属于不完全结晶的聚合物，晶体结构可形成α、β、γ、δ和拟六方态等五种,结晶度在30%～60%,最大结晶速率温度约为120℃～130℃。聚丙烯的性能（包括光学和物理）大都是取决于结晶度、结晶形态以及球晶尺寸等结晶行为。
滑石，化学名称为水合偏硅酸镁，分子式为Mg3Si4O10(OH)2 ，氧化式为3MgO.4SiO2.H2O。滑石作为填料广泛应用于聚合物应用领域，多以10%～40%的添加量作为功能填料身份出现在聚丙烯改性材料中。而在聚丙烯加工中起到成核剂功效的滑石，需要的是一种高纯度滑石，并且对滑石粉体的粒度分布要求是分布相对窄的超细滑石粉。
自然界中没有纯滑石，均伴生相关的其他矿物，最常见的是菱镁石、绿泥石和白云石三种，滑石纯度普遍在60%～90%（以含有的滑石重量计）。并且目前传统的国产研磨工艺，对粉体的粒径分布控制仍相对较宽，这也是制约滑石作为成核剂使用的影响因素。
因此，对于用于改善聚丙烯结晶化程度和提高聚丙烯结晶温度所需的具有成核功效的滑石产品，如何去提高纯度和获取较窄的粒径分布，制备出更佳功能特性的专用滑石产品，是滑石粉体加工行业亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚丙烯成核剂专用滑石粉的制备方法，可以降低滑石杂质并获取较窄的粒径分布，使其能够有效提高聚丙烯的结晶度和结晶温度，进而改善聚丙烯制品性能和加工性。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种聚丙烯成核剂专用滑石粉的制备方法，该方法是采用浮选提纯+旋流法气流研磨工艺，具体包括如下步骤：
1）先将天然的滑石原料经过鄂式或锤式破碎机进行初级破碎至7mm以下的渣料状态，作为浮选工艺投料用的母料；
2）通过辊压式或者棒磨研磨机，将步骤1）的母料干法研磨至120目～200目粉体，再采用浮选工艺对滑石粉体进行提纯，获取滑石含量为98%～100%的高纯度滑石粉，最后，经烘干去除浮选工艺带入的水分，将水分降至0.5wt%以下；
3）将步骤2）得到的高纯度滑石粉送至气流磨中进行气流粉碎，螺旋气流从气流磨底部进入，滑石粉末通过螺旋绞龙从气流磨顶部进入，螺旋气流以逆时针循环的方式对顶部降落的粉体进行风切，旋流风将粉末进行细化，细化的同时保留粉体的片状结构；细化后的粉末再经分级机筛选后，分离出粒径D50在4±1微米、D98≤15微米的超细粉体，最终得到本产品。
所述滑石原料的滑石含量为60wt%～80wt%。
上述步骤2）经过浮选工艺处理后的滑石粉中SiO2≥60%。
一种聚丙烯成核剂专用滑石粉的制备方法，该方法是采用光选提纯+旋流法气流研磨工艺，具体包括如下步骤：
1）先将天然的滑石原料输送进光选工艺配套的振动筛进行筛分处理，经过两层振动筛获取粒度在7～50mm的原料；
2）将步骤1）所得原料继续输送进入光选机，光选机自带的近红外光发射器对矿物进行识别，将滑石与其他杂质矿物进行分离，获取滑石含量为98wt%～100wt%的高纯度滑石；
3）然后将步骤2）得到的高纯度滑石，通过雷蒙机研磨，干法研磨至200目粉体，将粉体送至气流磨中进行气流粉碎，螺旋气流从气流磨底部进入，滑石粉末通过螺旋绞龙从气流磨顶部进入，螺旋气流以逆时针循环的方式对顶部降落的粉体进行风切，旋流风将粉末进行细化，细化的同时保留粉体的片状结构；细化后的粉末再经分级机筛选后，分离出粒径D50在4±1微米、D98≤15微米的超细粉体，最终得到本产品。
所述滑石原料的滑石含量为60wt%～80wt%。
上述步骤1）中的两层振动筛，第一层孔径为50mm，第二层孔径为7mm。
上述步骤2）经过光选工艺处理后的高纯度滑石粉中SiO2≥60%。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
1）通过本发明的制备方法制备的滑石粉产品表观特征为：白度≥92（仪器MinoltaCR400）、粒径D50在4±1微米（仪器Malvern MS2000）的白色粉末状滑石，其主要化学成分含量为SiO2≥60%。
2）通过本发明的制备方法制得的专用于聚丙烯成核的功能性滑石产品，明显降低滑石中的杂质含量，滑石纯度高达98%以上（以含有的滑石重量计），并粒径分布相对更窄，能有效改善聚丙烯的结晶度和提高结晶温度。同时，本制备方法既适用于高纯度滑石作为母料进行投料生产，也适用于中低品位滑石作为母料的滑石制成品，让滑石资源得到有效利用，创造更多的经济效益。
附图说明
图1为本发明浮选工艺的流程图。
图2为本发明光选工艺的流程图。
实施方式
下面对本发明做详细说明，但本发明的实施范围不仅仅限于下述的实施方式。
实施例1：
如图1所示，选择滑石含量60%的片状结构滑石作为原料，首先将滑石原料经过鄂式或锤式破碎机进行初级破碎至直径小于7mm的渣料状态。后通过辊压式或者棒磨研磨机，干法研磨至120目～200目粉体，再采用浮选工艺对滑石进行提纯，来获取滑石含量98%～100%的滑石。
然后将经过浮选技术处理之后的粉体，送至气流磨中进行气流粉碎，螺旋气流从气流磨底部进入，滑石粉末通过螺旋绞龙从气流磨顶部进入，螺旋气流以逆时针循环的方式对顶部降落的粉体进行风切，旋流风将粉末进行细化，细化的同时保留粉体的片状结构；细化后的粉末再经分级机筛选后，分离出粒径D50在4±1微米、D98≤15微米的超细粉体。
测定产品样品白度为94（仪器Minolta CR400），粒径为D50为3.5微米、D98为9.6微米（仪器Malvern MS2000），主要化学成分SiO2为60.5%。
实施例2：
如图1所示，选择滑石含量70%的片状结构滑石作为原料，首先将滑石原料经过鄂式或锤式破碎机进行初级破碎至直径小于7mm的渣料状态。后通过辊压式或者棒磨研磨机，干法研磨至120目～200目粉体，再采用浮选工艺对滑石进行提纯，来获取滑石含量为98%～100%的滑石粉体。
然后将经过浮选技术处理之后高纯度滑石粉体，送至气流磨中进行气流粉碎，螺旋气流从气流磨底部进入，滑石粉末通过螺旋绞龙从气流磨顶部进入，螺旋气流以逆时针循环的方式对顶部降落的粉体进行风切，旋流风将粉末进行细化，细化的同时保留粉体的片状结构；细化后的粉末再经分级机筛选后，分离出粒径D50在4±1微米、D98≤15微米的超细粉体。
测定产品样品白度为93（仪器Minolta CR400），粒径为D50为4.8微米、D98为12.6微米（仪器Malvern MS2000），主要化学成分SiO2为60.5%。
实施例3：
如图2所示，先将天然的滑石原料输送进光选工艺配套的振动筛进行筛分处理，经过两层振动筛，第一层孔径为50mm，第二层孔径为7mm，获取粒度在7～50mm的原料。
将所得原料继续输送进入光选机，光选机自带的近红外光发射器对矿物进行识别，将滑石与其他杂质矿物进行分离，获取滑石含量为98wt%～100wt%的高纯度滑石。
然后将步骤2）得到的高纯度滑石，通过雷蒙机研磨，干法研磨至200目粉体，将粉体送至气流磨中进行气流粉碎，螺旋气流从气流磨底部进入，滑石粉末通过螺旋绞龙从气流磨顶部进入，螺旋气流以逆时针循环的方式对顶部降落的粉体进行风切，旋流风将粉末进行细化，细化的同时保留粉体的片状结构；细化后的粉末再经分级机筛选后，分离出粒径D50在4±1微米、D98≤15微米的超细粉体。
测定滑石产品样品白度为92.5（仪器Minolta CR400），粒径为D50为4.5微米、D98为12.2微米（仪器Malvern MS2000），主要化学成分SiO2为60.5%。
将以上实施例的三种发明品，都按照3%添加量制得的聚丙烯，与不添加滑石的纯聚丙烯进行工业应用比较。添加按本发明方法制得滑石的聚丙烯，在结晶度略有提高同时，结晶温度有明显的提高。对比数据，见表1。
表1实施例滑石粉性能指标及在聚丙烯的应用效果数据
本发明制备方法生产的滑石产品专用于提高聚丙烯结晶度和提高聚丙烯结晶温度。本发明用良好片状结构的滑石原料，采用浮选或光选提纯技术去剔除滑石中的杂质矿物，再经过旋流法气流粉碎工艺在细化粉体的同时保留粉体的片状结构，通过分级工艺来控制滑石粉粒径分布，最终制得专用于聚丙烯成核剂的功能性滑石产品。
Claims (5)
1.一种聚丙烯成核剂专用滑石粉的制备方法，其特征在于，该方法是采用浮选提纯+旋流法气流研磨工艺，具体包括如下步骤：
1）先将天然的滑石原料破碎至7mm以下的渣料状态，为浮选工艺投料用的母料；
2）将步骤1）的母料干法研磨至120目～200目粉体，再采用浮选工艺对滑石粉体进行提纯，获取滑石含量为98%～100%的高纯度滑石粉，最后，经烘干去除浮选工艺带入的水分，将水分降至0.5wt%以下；
3）将步骤2）得到的高纯度滑石粉送至气流磨中，螺旋气流从气流磨底部进入，滑石粉末从气流磨顶部进入，螺旋气流以逆时针循环的方式对顶部降落的粉体进行风切，旋流风将粉末进行细化，细化的同时保留粉体的片状结构；细化后的粉末再经分级机筛选后，分离出粒径D50在4±1微米、D98≤15微米、白度≥92的超细粉体，最终得到本产品；
上述步骤2）经过浮选工艺处理后的滑石粉中SiO2≥60%。
2.根据权利要求1所述的一种聚丙烯成核剂专用滑石粉的制备方法，其特征在于，所述滑石原料的滑石含量为60wt%～80wt%。
3.一种聚丙烯成核剂专用滑石粉的制备方法，其特征在于，该方法是采用光选提纯+旋流法气流研磨工艺，具体包括如下步骤：
1）先将天然的滑石原料输送进光选工艺配套的振动筛进行筛分处理，经过两层振动筛获取粒度在7～50mm的原料；
2）将步骤1）所得原料继续输送进入光选机，光选机自带的近红外光发射器对矿物进行识别，将滑石与其他杂质矿物进行分离，获取滑石含量为98wt%～100wt%的高纯度滑石；
3）然后将步骤2）得到的高纯度滑石，干法研磨至200目粉体，将粉体送至气流磨中，螺旋气流从气流磨底部进入，滑石粉末从气流磨顶部进入，螺旋气流以逆时针循环的方式对顶部降落的粉体进行风切，旋流风将粉末进行细化，细化的同时保留粉体的片状结构；细化后的粉末再经分级机筛选后，分离出粒径D50在4±1微米、D98≤15微米、白度≥92的超细粉体，最终得到本产品；
上述步骤2）经过光选工艺处理后的高纯度滑石粉中SiO2≥60%。
4.根据权利要求3所述的一种聚丙烯成核剂专用滑石粉的制备方法，其特征在于，所述滑石原料的滑石含量为60wt%～80wt%。
5.根据权利要求3所述的一种聚丙烯成核剂专用滑石粉的制备方法，其特征在于，上述步骤1）中的两层振动筛，第一层孔径为50mm，第二层孔径为7mm。
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115073811A (zh) | 2022-09-20 |
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