CN1654549A - 煤系高岭土制备丁基橡胶瓶塞补强填料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤系高岭土制备丁基橡胶瓶塞补强填料的方法，属于非金属矿超细加工技术领域。其主要工艺过程包括过选矿、洗矿后、粗碎，在粗碎后的煤系高岭土矿石中拌入活性增白剂；将加入活性增白剂后的煤系高岭土矿石超细粉碎后装入匣钵通过窑车送入燃烧隧道高温煅烧；煅烧后的煤系高岭土再添加表面改性剂送入解聚机粉碎得到成品。本工艺加工过程中不需要加入水，采用的是干法操作，降低了生产成本，制备出的超细煤系高岭土有害金属含量低，粒度符合要求，能够作为氯化丁基橡胶瓶塞的补强填料使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种橡胶工业用原材料的生产方法，特别是一种通过煅烧的方法制备煤系高岭土填料的工艺，属于非金属矿超细加工技术领域。
背景技术
氯化丁基橡胶瓶塞是我国目前大力推广的产品，配方中主要填充料为煅烧高岭土，煅烧高岭土作为填料制备药用橡胶瓶塞，是用于药品的包装，关系到人体健康，对洁净度要求很高，不能污染，同时对填料中的重金属元素如铜、铅、锌和有害金属锰的含量标准进行了严格限制。常用的制备煅烧高岭土的方法有以下几种：(1)王寨民等公开了一种高岭土煅烧加工生产工工艺，专利申请号为02143757，其方法是将高岭土磨成325目以下的粉料，将粉料送入浆桶水法打浆，然后干燥、煅烧，产品用于造纸和高档涂料；
(2)薛巧英等公开了一种湿法超细煅烧高岭土的生产方法，申请号为01141668，其方法是将高岭土矿石破碎成325目，利用湿法超细、闪蒸干燥，再通过电加热煅烧的方法制备煅烧高岭土。(3)北京市中科材料工程研究所公开了一种高岭石煅烧精制高岭土专利申请，专利申请号为90101929，其方法是将高岭石破碎粉磨到10-160目，加水搅拌，压制成多孔状物体后进行焙烧，粉磨，除铁提纯乱精制的高岭土，为化工、造纸、电子陶瓷等提供材料。
上述的制备高岭土的方法是采用湿法操作，通过添加分散剂、搅拌打浆、粉碎完成工艺流程，其不足之处是在湿法操作中需要大量的水，容易造成环境污染；工艺中需要干燥，耗费能源，成本偏高；煅烧高岭土产品中-2μm粒度含量达不到要求，只能作为造纸、涂料、电子陶瓷原料；由于生产工序多，容易引入有害金属元素铜、铅、锌、锰等，不利于作为丁基胶塞的原材料使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种不会对环境造成污染，节省能源，产品粒细符合要求，有害金属元素少，可作为丁基胶塞原材料使用的煤系高岭土制备丁基橡胶瓶塞补强填料的方法。
本发明的目的是这样实现的：它由以下步骤完成：将经过选矿、洗矿后的煤系高岭土原矿进行粗碎，使原料破碎到2-8mm；在粗碎后的煤系高岭土矿石中拌入其总重量1.5-3％的活性增白剂；将加入活性增白剂后的煤系高岭土矿石超细粉碎至-2μm；将超细粉碎后的煤系高岭土装入匣钵通过窑车送入燃烧隧道在900-980℃温度下煅烧5-7小时；煅烧后的煤系高岭土冷却后添加其重量的0.3-0.5％的表面改性剂送入解聚机粉碎到-10μm以下得到成品。
本发明的优化方法为将经过选矿、洗矿后的煤系高岭土原矿进行粗碎，使原料破碎到3-6mm；在粗碎后的煤系高岭土矿石中拌入其总重量2％的活性增白剂；将加入活性增白剂后的煤系高岭土矿石超细粉碎至-2μm；将超细粉碎后的煤系高岭土装入匣钵通过窑车送入燃烧隧道在950℃温度下煅烧6小时；煅烧后的煤系高岭土冷却后添加其重量的0.4％的表面改性剂送入解聚机粉碎到-10μm以下得到成品。
本发明中活性增白剂采用AlCl3·3H2O。表面改性剂采用硬脂酸。
本发明所提供的煤系高岭土制备丁基橡胶瓶塞补强填料的方法，由于采用利用冲击式破碎机破碎，并添加活化增白剂、通过煅烧再加入表面改性剂进行第二次超细粉碎，利用粉碎机的机械作用力进行改性的方法，加工过程中不需要加入水，采用的是干法操作，降低了生产成本，制备出的超细煤系高岭土有害金属含量低，粒度符合要求，能够作为氯化丁基橡胶瓶塞的补强填料使用。
具体实施方式
本发明中的选矿、洗矿工序是为了提高高岭土的纯度，高岭土是一种灰色或黑色的块状矿石，呈片状结构，经过该工艺后矿石的化学成份含量10-2：SiO2，44.28；Al2O3，38.9；TiO2，0.97；Fe2O3，0.56；K2O，0.13；Na2O，0.09；CaO，0.12；MgO，0.12；灼失量为14.88％。接近高岭石的理论值，高岭土中高岭石的含量在95％以上。
粗碎是将原料破碎到2-8mm，便于拌入活化增白剂，同时有利于下一道工序冲击式粉碎机粉碎；活化增白剂采用AlCl3·3H2O，加入量为高岭土重量的1.5-3％，为一种工业化学试剂，常用于净水剂主，在高温状态下，分解成活性氯与煤系高岭土中的铜、铅、锌、锰、铁形成气态氯化物而挥发掉，起到降低铜、铅、锌、锰的含量，铁影响产品白度，活化增白剂可以让铁在高温状态下挥发，具有提高产品白度的功能，Al形成活性三氧化铝，有利于提高煅烧高岭土的活性和粉碎效果，增加与橡胶的界面作用。
超细粉碎：将煤系高岭土粉碎到-2μm，有利于煅烧，提高白度，选用的冲击式粉碎机为CXF-51型，陕西咸阳非金属研究设计院制造。
煅烧的温度为900-980℃，煅烧时间为5-7小时。燃烧隧道窑长68米，截面为1.5×2.0m2，高温带长10米，窑车长1.5米。
表面改性剂：硬脂酸，添加量为煅烧后的煤系高岭土重的0.3-0.5％，它是丁基橡胶瓶塞制造过程中使用的活化剂，无毒，在补强填料的制备工艺中添加硬脂酸，可以改善填料与橡胶的亲油性，使得填料与橡胶的相容性得到提高，进一步增强补强效果，提高瓶塞的物理机械性能。
解聚粉碎工艺：采用CXF-51型冲击式粉碎机，将煅烧后的煤系高岭土中的结转和凝聚的颗粒打散，同时利用其机械作用力对煅烧煤系高岭土进行表面改性。
实施例一：
将经过选矿、洗矿后的煤系高岭土原矿进行粗碎，使原料破碎到2mm；在粗碎后的煤系高岭土矿石中拌入其总重量1.5％的活性增白剂；将加入活性增白剂后的煤系高岭土矿石超细粉碎至-2μm；将超细粉碎后的煤系高岭土装入匣钵通过窑车送入燃烧隧道在900℃温度下煅烧5小时；煅烧后的煤系高岭土冷却后添加其重量的0.3％的表面改性剂送入解聚机粉碎到-10μm以下得到成品。
实施例二：
将经过选矿、洗矿后的煤系高岭土原矿进行粗碎，使原料破碎到8mm；在粗碎后的煤系高岭土矿石中拌入其总重量3％的活性增白剂；将加入活性增白剂后的煤系高岭土矿石超细粉碎至-2μm；将超细粉碎后的煤系高岭土装入匣钵通过窑车送入燃烧隧道在980℃温度下煅烧7小时；煅烧后的煤系高岭土冷却后添加其重量的0.5％的表面改性剂送入解聚机粉碎到-10μm以下得到成品。
实施例三：
将经过选矿、洗矿后的煤系高岭土原矿进行粗碎，使原料破碎到5mm；在粗碎后的煤系高岭土矿石中拌入其总重量2％的活性增白剂；将加入活性增白剂后的煤系高岭土矿石超细粉碎至-2μm；将超细粉碎后的煤系高岭土装入匣钵通过窑车送入燃烧隧道在950℃温度下煅烧6小时；煅烧后的煤系高岭土冷却后添加其重量的0.4％的表面改性剂送入解聚机粉碎到-10μm以下得到成品。
实施例四：
将经过选矿、洗矿后的煤系高岭土原矿进行粗碎，使原料破碎到7mm；在粗碎后的煤系高岭土矿石中拌入其总重量1.9％的活性增白剂；将加入活性增白剂后的煤系高岭土矿石超细粉碎至-2μm；将超细粉碎后的煤系高岭土装入匣钵通过窑车送入燃烧隧道在9600℃温度下煅烧5.6小时；煅烧后的煤系高岭土冷却后添加其重量的0.45％的表面改性剂送入解聚机粉碎到-10μm以下得到成品。
实施例五：
将经过选矿、洗矿后的煤系高岭土原矿进行粗碎，使原料破碎到8mm；在粗碎后的煤系高岭土矿石中拌入其总重量13％的活性增白剂；将加入活性增白剂后的煤系高岭土矿石超细粉碎至-2μm；将超细粉碎后的煤系高岭土装入匣钵通过窑车送入燃烧隧道在980℃温度下煅烧7小时；煅烧后的煤系高岭土冷却后添加其重量的0.5％的表面改性剂送入解聚机粉碎到-10μm以下得到成品。
Claims (4)
1、一种煤系高岭土制备丁基橡胶瓶塞补强填料的方法，其特征在于：它由以下步骤
完成：将经过选矿、洗矿后的煤系高岭土原矿进行粗碎，使原料破碎到2-8mm；
在粗碎后的煤系高岭土矿石中拌入其总重量1.5-3％的活性增白剂；
将加入活性增白剂后的煤系高岭土矿石超细粉碎至-2μm；
将超细粉碎后的煤系高岭土装入匣钵通过窑车送入燃烧隧道在900-980℃温度下煅烧5-7小时；
煅烧后的煤系高岭土冷却后，添加其重量的0.3-0.5％的表面改性剂，送入解聚机粉碎到-10μm以下得到成品。
2、根据权利要求1所述的煤系高岭土制备丁基橡胶瓶塞补强填料的方法，其特征在于：它由以下步骤完成：将经过选矿、洗矿后的煤系高岭土原矿进行粗碎，使原料破碎到3-6mm；
在粗碎后的煤系高岭土矿石中拌入其总重量2％的活性增白剂；
将加入活性增白剂后的煤系高岭土矿石超细粉碎至-2μm；
将超细粉碎后的煤系高岭土装入匣钵通过窑车送入燃烧隧道在950℃温度下煅烧6小时；
煅烧后的煤系高岭土冷却后，添加其重量的0.4％的表面改性剂，送入解聚机粉碎到-10μm以下得到成品。
3、根据权利要求1或2所述的煤系高岭土制备丁基橡胶瓶塞补强填料的方法，其特征在于：活性增白剂采用AlCl3·3H2O。
4、根据权利要求1或2所述的煤系高岭土制备丁基橡胶瓶塞补强填料的方法，其特征在于：表面改性剂采用硬脂酸。
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