[发明专利]一种叶蜡石基纳米复合粉体的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种叶蜡石基纳米复合粉体的制备方法，属于新材料和矿产开 发与应用领域。

背景技术

叶腊石[Al₂(OH)₂(Si₂O₅)₂]₂是粘土矿物的一种，主要由石英、高岭石、绢云 母组成，属结晶结构2∶1型层状含水铝硅酸盐矿物，结构单元层由两个“硅-氧四 面体”，一个“氢氧铝石层”组成。理论化学组份为：Al₂O₃ 28.3％，SiO₂ 66.7％， H₂O 5.0％，此外含有Fe，Mg，Ca，K，Na等少量杂质。

天然产出的叶腊石单晶体(单斜晶系)少见，常呈叶片状、鳞片状、 放射状、纤维状或柱状集合体，具珍珠光泽或蜡状光泽。矿物有白、浅黄、浅 绿、砖红和灰褐等色，微半透明。叶腊石质地细腻具滑腻感，硬度低(1-2)， 比重2.65-2.90g/cm³，耐火度＞1700℃，导热、导电率低，绝缘性能好，化学性能 稳定，只有在高温下才能被硫酸分解。

中国是叶蜡石资源大国，年总产量约占世界年总产量的40％左右，但在开 采过程中，资源浪费十分严重，采富弃贫，回收率低是在矿山开采中是司空见 惯的，因此加大低铝叶蜡石的开发利用具有重要意义。

中国专利局1999.09.22日公开的“可分散的硅铝酸盐的制备方法”(公开号： 1229056)，涉及一种可分散在水和/或酸溶液介质中的高纯度硅铝酸盐的制备方 法，它通过铝化合物和硅酸化合物的水解及热处理而实现。

中国专利局2005.11.02日公开的“一种纳米硅铝复合材料的制造方法”(公 开号：CN 1689971A)，涉及一种分散于溶剂乙醇中的叶蜡石纳米分散乳液，它 以叶蜡石为原料，通过水浸泡叶蜡石粉，加入硅烷偶联剂经疏水处理，再用表 面活性剂包裹处理，分散于相应溶剂中制得纳米分散乳液。

中国专利局2007.05.02日授权的“一种以叶腊石制造生产硅铝复合物填充 料的方法”(专利号：ZL 2004 1 0066103.4)，涉及一种以叶腊石为原料制造生产 硅铝复合物填充料的方法，它是将叶腊石粉碎得到叶腊石矿粉，然后将叶腊石 矿粉经煅烧后进行酸洗、浮选、干燥等工艺制得产品。

通过目前掌握的国内外文献资料分析，国内外的科技工作者对于矿物材料 的改性及应用都作了大量的研究开发工作。目前研究主要还是集中在高岭土、 碳酸钙等矿产资源的改性应用上，对于叶腊石的应用研究工作相对还很少，应 用低铝叶蜡石和高岭土、超细二氧化硅为原料进行煅烧、复配，经两次表面偶 联改性工艺制备粉体，又能应用于橡胶补强，性能可以和高耐磨炭黑相媲美的 产业化叶蜡石产品的研发还没有报道。

发明内容

本发明拟解决的技术问题是提供一种叶蜡石基纳米复合粉体的制备方法。 这种粉体可以在一定比例内取代高耐磨炭黑应用于丁苯橡胶产品而不降低橡胶 产品的主要力学性能。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：以低铝叶蜡石、高岭土、纳 米SiO₂粉体为主要原料，利用硅烷和钛酸酯偶联剂为表面改性剂，通过高温煅烧、 表面偶联处理等工艺，制备出丁苯橡胶补强用叶蜡石基纳米复合粉体。

本发明是一种叶蜡石基纳米复合粉体的制备方法，其特征在于具有以下的 工艺过程和步骤：

1.所述叶蜡石为200-300目低铝叶蜡石粉，叶蜡石粉的Al₂O₃含量为小于20％， 并经500-700℃煅烧、包装、备用。

2.所述高岭土为200-300目高岭土，经500-700℃煅烧、包装、备用。

3.所述二氧化硅粉体为超细粉体，平均粒径小于0.5μm，经100-200℃烘干、包 装、备用。

4.所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂或二者的复配物，偶联剂的加入总量 为固体基料的0.5-2％。硅烷偶联剂包括3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧 基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、双-(3-(三乙氧基硅 烷)-丙基)-四硫化物，钛酸酯偶联剂包括异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸 酯、四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯。