[发明专利]一种超细金刚素的生产方法

说明书

一、所属技术领域

本发明涉及一种超细金刚素，尤其是一种高分子材料填充用超细金刚素的生产方法。

二、背景技术

高分子材料(塑料和橡胶等)是当前经济发展不可或缺的一类基础性材料，应用领域极 其广泛，为了更好地增强和提高高分子材料的各项性能，如抗冲强度、拉伸强度、耐磨强度、 防老化性等，通常需添加各种类型的填料，随着应用领域的不断拓宽和使用要求的不断提高， 普通的填料已不能满足特殊的需求，因此急需开发和研制出新型的高分子材料用填料。

通过物理或化学方法在高分子聚合物中添加或共混无机或有机物质，可以起到降低材料 哦成本、改善成型工艺、提高材料的性能。国外有报道将煤或改良剂，如聚乙烯、聚丙烯、 聚苯乙烯、丙稀睛、天然橡胶和丁二烯聚合物等混合，制取煤基塑料。其方法是将煤研磨至 细粉，均匀添加聚合物和改性材料(粉剂或乳剂)，在100～400℃条件下将混合物在模铸机上 压制成型。制得的煤质塑料可用于各种制品的生产和加工。专利93120341.4公开了一种以无 烟煤粉为主要填充剂的塑料组合物及制备方法，以塑料为基材，填充无烟煤，经偶联剂处理， 制备改性塑料组合物，以达到降低成本、节能和环保的目的；专利02110292.9公开了一种煤 粉填充聚烯烃母料及其制备方法，通过超细粉碎、C-烷基化表面化学改性及与高分子材料共 混处理等过程制备聚烯烃母料，该煤粉填充聚烯烃母料用煤范围广、相容性好、工艺简单、 成本低廉、性能优良，可广泛应用于塑料挤出、注射、电缆绝缘护套材料等生产。以上方法 主要介绍了煤基塑料及其组合物的制备方法，并未详细介绍如何生产出符合高分子材料生产 需求的超细煤质粉体，已有的关于煤的超细化主要是应用于燃料行业的水煤浆的生产，其主 要目的是为了能够实现煤的高效燃烧和利用；同时现有煤基塑料母粒的生产工艺中还需通过 化学改性来改善煤与高分子材料间的相容性，工艺步骤较复杂，且材料力学性能不太理想。

三、发明目的

本发明的目的是提供一种具有广泛应用前景的煤基复合粉体(超细金刚素)及其工业化 生产方法，工艺流程简单合理、能耗低、生产效率高、产量大。由于这种煤基复合粉体是由 特殊的优质无烟煤(碳含量高达90％以上)与少量无机粉体进行超细化及粒子复合而成，依 靠煤质的网状大分子结构和特殊无机粉体的刚性结构，与高分子材料共混时发生了交联等作 用，不仅使彼此间有极好的相容性，同时提高了材料的力学性能、电绝缘性能及阻燃性能。

四、技术方案

为了实现上述目的，本发明的实施步骤如图1所示，其技术方案如下：

(1)选择原料：主原料为中国特有的一类高龄煤(含碳量高达90％以上)，制成块状原 料(直径10cm～20cm)，辅料是少量具有特殊性能的无机粉体，包括二氧化硅、氧化钙、氧 化镁；

(2)粗粉碎：采用颚式破碎机对原料进行了粉碎，粉碎后细度在10目(接近1mm)左 右，为避免部分大颗粒(2mm以上)的混入，粗粉碎后须采用10目的筛网进行筛分，以保 证进入后续过程的煤颗粒的粒度均匀，降低细粉碎时间，提高生产效率；

(3)细粉碎：采用内置搅拌叶的球磨机对经粗粉碎后的颗粒(10目左右)进行二次粉 碎，将进料细度为10目的煤粉粉碎至细度为80目左右的细粉，控制一定的生产条件，包括 球料比、磨球直径及级配、转速；细粉碎结束后，细粉卸料至密闭料仓中，采用80目的振动 筛对生产出的细粉进行筛分，筛下物进入后续工序，少量筛余物(细度小于80目的较粗粉体) 收集后重新进行细粉碎；

(4)超细粉碎：将上述细粉(细度为80目左右)与少量无机粉体(二氧化硅、氧化钙、 氧化镁)混合，采用双向旋转球磨超细粉碎技术(专利号：ZL200420079766.5)对混合粉体 进行超细粉碎和均匀混合，控制一定的生产条件，包括球料比、磨球直径及级配、填充量、 球磨机筒体转速、粉碎时间，超细粉碎工序结束后卸料至设备下方的密闭料仓，生产出中位 径d₅₀≤2μm的超细金刚素产品；

(5)采用螺旋输送器将超细金刚素产品进行包装，为了减少在生产塑料母粒过程中的 粉尘污染，超细金刚素的包装材料可选用后续工艺中使用到的高分子材料，如聚乙烯、聚丙 烯等，这样在生产塑料母粒时不需倾倒出超细粉体而直接与树脂共混，既减少了污染又防止 了浪费。

五、发明的效果

本发明采用上述技术方案，其优点和显著效果表现为：