CN1876730A - 一种复合改性剂表面改性水镁石粉体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种复合改性剂表面改性水镁石粉体的制备方法，涉及一种天然水镁石的改性方法，其步骤是：称取水镁石粉体物料，预热物料，在可控温高速混合机中高速搅拌；称取KH－550硅烷偶联剂、硬脂酸钠、水；配制表面改性溶液，将称取的复合改性剂倒入装有稀释剂的容器中，并搅拌均匀；高速混合物料。本方法对水镁石进行表面改性来改善水镁石表面的润湿性，分散性和亲水性，可增强水镁石阻燃填料与基体树脂的相互作用，广泛用于聚丙烯，聚乙烯，聚氯乙烯，高抗冲聚苯乙烯和ABS等领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种天然水镁石的改性方法，特别是涉及一种硅烷偶联剂与硬脂酸钠复合改性剂表面改性水镁石粉体的制备方法。
背景技术
水镁石又称氢氧镁石，常含铁、锰，多呈片状集合体，有时呈纤维状集合体，白色或带浅绿色，硬度2.5，密度2.35，见于蛇纹岩中或白云石化的石灰岩中，水镁石是自然界中含镁最高的矿物之一。水镁石的结构与氢氧化镁的极为相似，因此，同氢氧化镁一样，水镁石可以作为无机阻燃剂使用。其分解温度在338～450℃之间，比纯的氢氧化镁的分解温度范围略宽，最强吸热峰在627℃，其起始分解温度和最强吸热温度均高于分析纯的氢氧化镁。水镁石粉的吸热量为1.622KJ/g，只略低干分析纯的氢氧化镁的2.088KJ/g。水镁石受热分解时放出结合水，同时吸收大量潜热，这就降低了由它充填的合成材料在火焰中的实际温度，具有抑制聚合物分解燃烧和对其所产生的可燃气体的冷却作用。分解生成的氧化镁也有助于提高合成材料的抗火性能。就加工的稳定性和阻燃性而言，在目前推广的添加型阻燃剂中，氢氧化镁是一科较为理想的阻燃材料。此外，它还具有在燃烧初期抑制发烟的效果，后一性能在工业应用中具有重要意义。
阻燃剂是能使聚合物不易着火和着火后使其燃烧变慢的一种助剂。卤素阻燃剂以其阻燃效果好、不影响材料物化性能而得到广泛应用。加入卤素阻燃剂的聚合物在燃烧时发烟量大、易放出腐蚀性气体和有害性气体，易造成二次危害。当今世界的阻燃剂朝无卤化的方向发展。氢氧化镁阻燃剂在应用时是依靠化学分解吸热以及释放出水而起到阻燃作用的，具有无毒性、不腐蚀加工机械、分解后生成的氧化镁化学性质稳定的特点，不产生二次危害，氢氧化镁阻燃剂则是发展最快的一种。与氢氧化铝相比，氢氧化镁的分解温度高一些(氢氧化铝为220℃左右，而氢氧化镁则在350～400℃)，更适合某些聚合物的加工要求，还有促进聚合物碳化的作用，近年来氢氧化镁阻燃剂应用领域在不断扩大。天然氢氧化镁阻燃剂在合成材料中除有阻燃效果外，还要有抑制发烟和氯化氢生成的作用，并且赋予材料无毒性，无腐蚀性。热分解温度高，可以使添加氢氧化镁的合成材料能承受很高的加工温度，利于加快挤塑速度，缩短模塑时间，同时亦有助于提高阻燃效率。氢氧化镁粒径细，对设备磨损小，利于延长加工设备使用寿命，同时原料易得，生产成本低，可广泛用于聚丙烯，聚乙烯，聚氯乙烯，高抗冲聚苯乙烯和ABS等领域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种KH-550硅烷偶联剂与硬脂酸钠复合改性剂表面改性水镁石超细粉体的制备方法，该方法通过一种复合偶联剂对水镁石进行表面改性，表面改性剂在有机填料和有机高聚物之间架起一座分子桥，将极性不同，相容性甚差的两种物质偶联起来。对水镁石进行表面改性来改善水镁石表面的润湿性，分散性和亲水性，可增强水镁石阻燃填料与基体树脂的相互作用。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种复合改性剂表面改性水镁石粉体的制备方法，该方法是由KH-550硅烷偶联剂与硬脂酸钠复合改性剂表面改性水镁石超细粉体的制备方法，其步骤是：
A.称取水镁石粉体物料，装入表面改性设备可控温高速混合机中；
B.预热物料，使水镁石粉体物料可控温高速混合机中高速搅拌30min左右，控制温度≤90℃；
C.称取KH-550硅烷偶联剂与硬脂酸钠复合改性剂稀释剂水，重量按KH-550硅烷偶联剂∶水＝1∶1～10；
D.称取KH-550硅烷偶联剂、硬脂酸钠，重量按物料：KH-550硅烷偶联剂∶硬脂酸钠＝100∶0.4～2.5∶0.5～2.0；
E.配制表面改性溶液，将称取的复合改性剂倒入装有稀释剂的容器中，并搅拌均匀；
F.高速混合物料，将所配制的表面改性溶液均匀、缓慢倒入高速混合机的水镁石粉体物料中，并高速混合10～30min，控制温度≤100℃。
如上所述的KH-550硅烷偶联剂是指γ-甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷；对于不同粒度的水镁石填料系列产品，其粒度是：325～5000目。
本发明的优点与效果是：
1.本发明阴离子表面活性剂中的亲水基与亲油基分别与氢氧化镁和聚合物发生相互作用，可提高氢氧化镁在聚合物材料中的分散性和相容性，改善阻燃材料的机械性能。
2.本发明以水为稀释剂，可减少有机溶剂对环境的污染。
3.本发明使用的硅烷类偶联剂是具有特殊结构的低分子有机硅化合物，可改善填充材料的强度和耐热性。
具体实施方式
本发明采用可控温高速混合机对水镁石粉体物料进行表面改性，其具体工艺过程是：
(1)称取物料：称取一定重量、一定粒度的粉体物料，装入改性设备可控温高速混合机中，并按该设备的操作要求关紧高速混合机密封盖；
(2)预热物料：打开高速混合机开关，高速搅拌30min左右，使粉体物料预热，控制温度≤90℃；
(3)称取KH-550硅烷偶联剂与硬脂酸钠复合改性剂稀释剂水，重量按KH-550硅烷偶联剂∶水＝1∶1～10；
(4)称取KH-550硅烷偶联剂、硬脂酸钠，重量按物料：KH-550硅烷偶联剂∶硬脂酸钠＝100∶0.4～2.5∶0.5～2.0；
(5)配制表面改性溶液，将称取的复合改性剂倒入装有稀释剂的容器中，并搅拌均匀；
(6)高速混合物料：将所配制的表面改性溶液均匀、缓慢倒入高速混合机的水镁石粉体物料中，并高速混合10～30min，控制温度≤100℃。
(7)现场简易检测改性效果：把改性后的一定量的水镁石倒入1000ml的烧杯中，再倒入150ml的水，搅拌2min后，将漂在水面上水镁石取出，将沉在水地水镁石抽滤，干燥，称量。将水镁石的总质量减去干燥后的沉在水地水镁石除以水镁石的总质量即得活化指数。
KH-550硅烷偶联剂只是国内外针对这种化合物的多种商品牌号的名称之一。
Claims (2)
1.一种复合改性剂表面改性水镁石粉体的制备方法，其特征在于：该方法是由KH-550硅烷偶联剂与硬脂酸钠复合改性剂表面改性水镁石超细粉体的制备方法，其步骤是：
A.称取水镁石粉体物料，装入表面改性设备可控温高速混合机中；
B.预热物料，使水镁石粉体物料可控温高速混合机中高速搅拌30min左右，控制温度≤90℃；
C.称取KH-550硅烷偶联剂与硬脂酸钠复合改性剂稀释剂水，重量按KH-550硅烷偶联剂∶水＝1∶1～10；
D.称取KH-550硅烷偶联剂、硬脂酸钠，重量按物料：KH-550硅烷偶联剂∶硬脂酸钠＝100∶0.4～2.5∶0.5～2.0；
E.配制表面改性溶液，将称取的复合改性剂倒入装有稀释剂的容器中，并搅拌均匀；
F.高速混合物料，将所配制的表面改性溶液均匀、缓慢倒入高速混合机的水镁石粉体物料中，并高速混合10～30min，控制温度≤100℃。
2.根据权利要求1所述的一种复合改性剂表面改性水镁石粉体的制备方法，其特征在于：所述的KH-550硅烷偶联剂是指γ-甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷；对于不同粒度的水镁石填料系列产品，其粒度是：325～5000目。
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