[发明专利]聚合物/蛋白石轻质页岩复合材料

说明书

技术领域

本发明属于无机非金属材料、功能材料、新型材料等领域。

背景技术

蛋白石作为宝石，英文名为opal，蛋白石是二氧化硅的水合物，成分为SiO₂·nH₂O，是非晶质结构，所以无一定的外形，断口为贝壳状，蛋白石页岩是由火山爆发形成的火山灰，主要化学成分是二氧化硅，经在空气中灼烧形成细小炽热体经落入湖底沉积而形成，如果沉淀在生物遗骸中，则形成“树化玉”；沉淀在海螺遗骸中，则形成"螺化玉"，螺化玉目前仅在海南少有发现，当地人称为螺化石或海玉，因数量稀少极为珍贵。

蛋白石页岩其矿物成分为非晶态蛋白石及微细方英石等，属于高硅非晶体结构，具有页状层理，粒度细小均匀，结构疏松多孔等特征。它的多孔结构较发育，吸附性强，是制备具有吸附、调湿性能材料的理想原料。天然产出的蛋白石页岩粉体也已经在工业水、饮用水处理，气体干燥，大气污染治理和填料等方面开展了相应的研究。但涉及制备具有一定强度、吸附性能好的型材还未见报道。

发明内容

聚合物/蛋白石轻质页岩复合材料，包括聚合物树脂和蛋白石轻质页岩细粉和助剂，其特征在于所述的复合材料的原料组成如下：聚合物树脂100，蛋白石轻质页岩粉0.1-60，助剂0-5，激发剂0.6-0.8。复合材料中蛋白石轻质页岩分散相天然矿物经加工为0.01-100μm微粉，蛋白石轻质页岩原料为含81-90%的SiO₂含水量为1-14%，具有大量毛孔状微孔隙。助剂为脂肪酸、氨基酸、长链烷基铵盐等。还可以加入润滑剂、相容剂等。作用是改善蛋白石与有机高分子基体之间的相容性，控制树脂的结晶形态以及改善复合材料的韧性、刚度和进一步降低球晶的尺寸，提高复合材料的透明度、开口性、提高加工效率和应用性能。润滑剂可以使石蜡等，相容剂为接枝顺丁烯二酸酐等。

聚合物/蛋白石轻质页岩复合材料的制备步骤如下：将某一种（几种）聚合物在105℃烘干脱水，将蛋白石轻质页岩经粉碎及超细加工并干燥去水，将100份聚合物和0.1-50份蛋白石轻质页岩粉及0.05-5份助剂、添加剂加入高混合机中，高速搅拌5-10min，混合均匀后在130-200℃下以双螺杆挤出造粒机挤出造粒包装。

实施方式

实施例1：

聚合物105℃烘干备用；蛋白石轻质页岩粉20μm，干燥，脱水；蛋白石粉10克，聚合物100克，激发剂3克及硬脂酸加入高速捏合机中，高速搅拌5min、混合均匀后挤出造粒，用制样机制成标准试样，测力学性能。测得拉伸强度为22MPa，冲击强度8KJ/m^-2，热变形温度140℃。

实施例2：

聚合物105℃烘干备用；蛋白石轻质页岩粉20μm，干燥，脱水；蛋白石粉30克，聚合物100克，激发剂1克硬脂酸加入高速捏合机中，高速搅拌5min、混合均匀后挤出造粒，用制样机制成标准试样，测力学性能。测得拉伸强度为18MPa，冲击强度10KJ/m^-2，热变形温度150℃。

实施例3：

聚合物105℃烘干备用；蛋白石轻质页岩粉20μm，干燥，脱水；蛋白石粉50克，聚合物100克，激发剂3克硬脂酸加入高速捏合机中，高速搅拌5min、混合均匀后挤出造粒，用制样机制成标准试样，测力学性能。测得拉伸强度为15MPa，冲击强度15KJ/m^-2，热变形温度156℃。