[发明专利]一种改性高长径比硅灰石纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及无机材料改性领域，具体的说，涉及一种改性高长径比硅灰石纤维及其制备方法。

背景技术

目前非金属硅灰石经机械加工、改性技术生产的超细产品，广泛用作造纸、橡胶、塑料、陶瓷、油漆、化妆品以及航天工业等高档次产品的填料或涂料。

中国专利201010109571.0公开了一种采用氢氧化钙与硅酸钠溶液在弱碱性条件下合成硅酸钙水合物，再经过洗涤干燥，在惰性气氛下煅烧处理，然后采用偶联剂对粉体进行表面改性处理，最后进行精加工而获得硅灰石粉体，采用该方法生产人工合成改性硅灰石纤维成本极高，较天然硅灰石加工成本高达10—20倍，产品主要用于电子等高端行业，其普遍推广应用较差。

中国专利200910042410.1公开了一种采用纳米碳酸钙包覆，应用偶联剂改性硅灰石纤维的工艺技术，该技术所制取的硅灰石纤维成本较天然硅灰石加工成本高3-10倍，产品生产工艺复杂，操作难度较大，质量稳定性较难控制，目前尚未见其推广。

中国专利201110101416.9公布了一种采用酰胺盐改性处理的阳离子型高长径比硅灰石纤维的制备工艺，该技术所制取的硅灰石纤维成本较高，且在固相体系中反应，不能实现对高长径比硅灰石纤维的有效、均匀改性，且操作难度较大，目前尚未见其广泛推广。

发明内容

本发明的目的在于克服现有生产技术存在的不足，提供一种高长径比、成本低的改性硅灰石纤维，以适应高分子材料、橡胶、石棉、油漆涂料等领域的应用需求，提高制品的硬度、弯曲强度、抗冲击强度、提高材料的热稳定性和尺寸稳定性，具有广泛的应用领域和应用前景。

本发明的另一个目的是提供上述改性高长径比硅灰石纤维的制备方法。

具体的技术解决方案如下：

一种改性高长径比硅灰石纤维及其制备方法：包括高长径比硅灰石制备工序A、高长径比硅灰石预处理工序B、高长径比硅灰石改性工序C;

高长径比硅灰石制备工序A包括以下步骤：

步骤（1）将矿样进行粉碎，得到初级品；

步骤（2）将初级品进行筛分，得到了粒径为15--50目的硅灰石次级品；

高长径比硅灰石预处理工序B包括以下步骤：

步骤（1）将高长径比硅灰石制备工序A所述的高长径比硅灰石制备工序A得到的粒径为15—50目次级品与预处理剂按质量比为1:3—1:20于35—90℃搅拌3—40小时，得到悬浮液；

步骤（2）将高长径比硅灰石制备工序B所述步骤（1）得到的悬浮液过滤并回收预处理剂得到母料；

步骤（3）将高长径比硅灰石制备工序B所述步骤（2）过滤后的母料放入真空干燥箱中于40—80℃干燥2—45小时，经破碎、过筛后得到预处理后的高长径比硅灰石；

高长径比硅灰石改性工序C包括以下步骤：

步骤（1）将高长径比硅灰石制备工序B所述步骤（3）得到的预处理后的高长径比硅灰石与改性剂按质量比为100:1—100:1.5在100重量份的溶剂中混匀、搅拌，加入催化剂后升温至35—60℃搅拌1—5小时，完成高长径比硅灰石的改性处理；

步骤（2）将高长径比硅灰石制备工序C所述步骤（1）得到的改性高长径比硅灰石经脱溶剂、烘干、破碎、过筛后，按粒径为120-600目，按照GB/T 1345-2005标准进行分级；

步骤（3）将高长径比硅灰石制备工序C所述步骤（2）得到的改性高长径比硅灰石进行分析检验，合格后包装入库，得到了成品。

所述预处理剂为二甲亚砜、联氨、醋酸钾、醋酸钠、醋酸铵、氯化铵中的一种或几种的混合物；

所述改性剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、酰胺盐、异氰酸酯、三聚氰胺氰酸盐中的一种或几种的混合物；

所述催化剂为三乙烯二胺、二乙胺、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡中的一种或几种的混合物。

本发明与现有技术相比，硅灰石表面经预处理剂处理后，能够使得硅灰石表面的羟基活性基团与加入的改性剂的官能团发生反应，形成稳定的反应基团，实现了高长径比硅灰石纤维的稳定改性，极大地提高了高长径比硅灰石与高分子材料的相容性、提高了硅灰石纤维的力学性能；同时，生产工艺简单、产品质量稳定，生产成本较低。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细的说明。

本发明所采用的硅烷偶联剂为广州市中杰化工科技有限公司生产；

本发明所采用的钛酸酯偶联剂为广州市中杰化工科技有限公司生产；

本发明所采用的酰胺盐为任丘市德利石油助剂有限公司生产；