CN1374352A - 水镁石粉、硅灰石粉的表面改性及方法 - Google Patents

Abstract

一种用改性剂对水镁石粉、硅灰石粉表面进行改性的处理方法。用稀释剂溶解偶联剂制成改性剂,与一定细度的水镁石粉、硅灰石粉在捏合机中共混,使改性剂在粉剂表面形成包覆层,从而改善了水镁石粉、硅灰石粉的应用性能。经表面改性的水镁石粉、硅灰石粉可作为建筑装饰材料的阻燃消烟剂及保温材料,还可作为塑料、橡胶、油漆等化工材料的功能填料。

Description

水镁石粉、硅灰石粉的表面改性及方法

本发明涉及非金属材料的精细加工，是一种用改性剂对水镁石粉、硅灰石粉表面进行改性的方法，其产品涉及建筑装饰材料的阻燃消烟剂和保温材料；还涉及塑料、橡胶、油漆等化工材料的功能填料。

目前，国内外非金属材料的加工和应用技术不断发展，将各种品质较高或经过加工提纯的原矿粉剂应用于建材、化工等领域，用量越来越大，用途越来越广，其应用技术也不断创新。近几年来，水镁石粉、硅灰石粉在这些行业的应用也得到了不断发展。尽管原矿粉在工业中的应用有其成本较低的优势，但由于原矿粉物理和化学性质的局限性，其应用性能受到一定的影响，从而导致其在一定领域内的用途受到一定的限制。

本发明的目的旨在通过选用适当的改性剂，对水镁石粉、硅灰石粉进行表面改性，以提高水镁石粉、硅灰石粉的应用性能，拓展其应用领域。

为了适应产品不同的使用用途，本发明采用不同的偶联剂，用稀释剂溶解后，制成改性剂，与不同细度的水镁石粉、硅灰石粉捏合，对其表面进行改性处理。

本发明人发现可以采用下列偶联剂对水镁石粉、硅灰石粉进行表面改性处理，这些偶联剂为：

        硅烷偶联剂

        钛酸酯偶联剂

        硬脂酸

        铝酸酯偶联剂

不同种类的偶联剂由于其结构与性能的差异，它们在水镁石粉、硅灰石粉颗粒表面吸附或作用的方式也不相同，他们包覆在水镁石粉、硅灰石粉的表面，从而赋予产品特有的应用性能。偶联剂的用量与矿粉的细度有关，矿粉越细，其表面积越大，为完成表面覆盖所需要的偶联剂用量也越多，偶联剂的用量一般占被处理矿粉重量的百分比为：

硅烷偶联剂             0-10

钛酸酯偶联剂           0-10

硬脂酸                 0-10

铝酸酯偶联剂           0-10最好为：

硅烷偶联剂             0.2-3

钛酸酯偶联剂           0.5-5

硬脂酸                 0.5-6

铝酸酯偶联剂           1-6

由于这些偶联剂在通常状况下的形态不同，为了使它们与矿粉一起捏合时，最大限度地均匀包覆在矿粉表面，发挥最好的应用效果，发明人通过大量筛选各种稀释剂，发现液体石蜡或白油最适宜于用来稀释上述偶联剂，其用量与所采用的偶联剂的种类和数量有关，一般为矿粉重量的0-10％，最好为0.5-5％。

本发明人还发现不同细度的水镁石粉、硅灰石粉经表面改性后，具有不同的应用性能，普通的矿粉可用于制造装饰材料的阻燃消烟剂和保温材料；超细的矿粉可以用于塑料、橡胶、油漆等化工材料的功能填料。因此，为了适合各种产品不同的用途，本发明对矿粉的细度进行了优选，使其对不同的用途更具有针对性。

普通水镁石粉：100-400目

普通硅灰石粉：200-400目

超细水镁石粉：500-5000目

超细硅灰石粉：500-5000目

针状硅灰石粉：60-400目

按照上述本发明人选定的条件，精选品质较高的水镁石、硅灰石，进入磨粉机研磨成规定细度的矿粉，把矿粉按比例加入捏合机。根据不同产品、细度、及用途选择适合的偶联剂，用稀释剂溶解后制成改性剂，然后将改性剂按比例缓慢加入已开机慢混的捏合机中，捏合过程中根据需要控制捏合时间、速度和温度。改性后的产品表面覆盖了一层有机分子链，从而改善了无机物与有机物、无机物与无机物的亲和力，实现了改善制品性能的目的。

产品的化学组份为(重量百分比)：

水镁石粉：MgO≥60，CaO≤5，SiO₂≤5，Fe₂O₃≤1，Al₂O₃≤1

          H₂O≤0.5

硅灰石粉：SiO₂≥45，CaO≥40，Fe₂O₃≤1，Al₂O₃≤1，MgO≤1

          H₂O≤0.5

本发明通过对水镁石粉、硅灰石粉表面的有机改性处理，使水镁石粉、硅灰石粉的表面性质发生了很大的变化，亲油性、加工性和稳定性大为增加，从而拓宽了水镁石粉、硅灰石粉的应用领域，进而替代一些其它较昂贵的原料，降低生产成本。

以下实例对本法做进一步描述。

实例1：取400目水镁石粉200kg，加入捏合机中；取硬脂酸3kg，液体石蜡2kg，加入溶器筒中，搅拌溶解制成改性剂。盖好捏合机，将改性剂加入液体瓶中。开机慢混，并对液体瓶加压，控制改性剂的加入速度。20分钟后改性剂全部加完，改用高速捏合20分钟。打开机器放料冷却，包装，入库。

捏合时间及速度可根据原料细度、水分含量作适当的调整。

实例2：取1250目硅灰石粉200kg，硅烷偶联剂1.2kg，液体石蜡3kg，如实例1加工。

实例3：取200目针状硅灰石粉200kg，铝酸酯偶联剂2kg，液体石蜡1.5kg。如实例1加工。

实例4：取2500目水镁石粉100kg，钛酸酯偶联剂4kg，液体石蜡4kg，如实例1加工。

实例5：取325目硅灰石粉200kg，钛酸酯偶联剂2.5，白油2kg，如实例1加工。

实例6：取400目针状硅灰石粉200kg，硅烷偶联剂，0.8kg，液体石蜡2kg，如实例1加工。

实例7：取800目水镁石粉200kg，铝酸酯偶联剂4kg，液体石蜡3kg，如实例1加工。

实例8：取600目硅灰石粉200kg，硬脂酸4kg，白油2.5kg，如实例1加工。

Claims (7)

1.水镁石粉、硅灰石粉的表面改性，其特征为用下列一种偶联剂与一种稀释剂混合制成改性剂进行表面改性处理：

偶联剂              占被改性矿粉重量的百分比

硅烷偶联剂            0-10

钛酸酯偶联剂          0-10

硬脂酸                0-10

铝酸酯偶联剂          0-10

稀释剂

液体石蜡稀释剂        0-10

白油稀释剂            0-10

其处理工艺为：将已粉碎至规定细度的水镁石粉或硅灰石粉加入捏合机中，按不同的需要选择适合的偶联剂及用量，用稀释剂稀释，制成改性剂，缓慢加入已开机慢混的捏合机中，全部加完后，高速捏合20分钟，停机放料。

2.如权利要求1所述的表面改性，其特征为所用改性剂及配方(占被改性矿粉的重量百分比)为：

硅烷偶联剂                       0.2-3

液体石蜡(或白油)稀释剂            0.5-5

3.如权利要求1所述的表面改性，其特征为所用改性剂及配方(占被改性矿粉重量的百分比)为：

钛酸酯偶联剂                     0.5-5

液体石蜡(或白油)稀释剂            0.5-5

4.如权利要求1所述的表面改性，其特征为所用改性剂及配方(占被改性矿粉重量的百分比)为：

硬脂酸                          0.5-6

液体石蜡(或白油)稀释剂           0.5-5

5.如权利要求1所述的表面改性，其特征为所用改性剂及配方(占被改性矿粉重量的百分比)为：

铝酸酯偶联剂                    1-6

液体石蜡(或白油)稀释剂           0.5-5

6.如权利要求1所述的表面改性，其特征为所选用被处理矿粉的粒度为：

水镁石粉：50-5000目。

硅灰石粉：200-5000

7.如权利要求1所述的表面改性，其特征为经表面改性的水镁石粉、硅灰石粉用做装饰材料中的阻燃消烟剂、保温材料和塑料、橡胶、油漆等化工材料的功能填料。