[发明专利]一种无机海泡石纤维膜材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种无机海泡石纤维膜材料及其制备方法，属于材料制备领域。制备方法包括：首先采用一定浓度的盐酸在特定条件下对海泡石纤维矿物进行酸化处理，洗涤，烘干；然后分别采用阳离子表面活性剂或硅烷偶联剂对酸化海泡石纤维表面进行修饰，赋予其活性基团；最后将有机改性海泡石纤维均匀分散在特定介质中，制膜。该方法采用不同的有机改性试剂，根据不同的改性机理对海泡石纤维进行表面修饰，生产工艺简单，设备成本低；所制备的无机海泡石纤维膜热稳定性好，具有良好的柔性，应用前景十分广阔。

技术领域

本发明属于材料制备领域，具体涉及一种无机海泡石纤维膜材料及其制备方 法。

背景技术

海泡石是一种纤维状多孔富镁质的硅酸盐黏土矿物材料，其化学结构式为Si12O30Mg8(OH)4(H2O)4·8H2O，在其结构单元中，硅氧四面体和镁氧八面体 相互交替，具层状和链状的过渡型特征，水分子与可交换的阳离子K、Na、Ca等 位于其中。正是由于这种独特的结构，使得海泡石的比表面积高，孔隙率大；且 其熔点为1500℃-1700℃，具有良好的热稳定性。硅、镁等元素作为海泡石的 主要组成元素，本身也是很好的阻燃元素，赋予海泡石可作为阻燃剂的潜力。海 泡石矿在我国分布广泛，价格低廉，且环境友好，将其应用于高分子材料阻燃领 域将会达到极好的阻燃效果。然海泡石纤维矿物杂质含量高，通道小，阳离子交 换容量低，如此多的缺点限制了海泡石纤维的应用。

近年来，海泡石纤维的应用领域迅速扩大，由于其比表面积大，吸附性能强， 其应用主要集中在土壤中重金属离子的吸附和去除水中杂质的领域。然将其作为 阻燃添加剂应用于高分子材料阻燃领域的研究较少。目前正在使用的阻燃剂中卤 系阻燃剂由于加热分解后会形成二噁英类的致癌物质，已被禁用。磷氮系阻燃剂 阻燃效果尚可，但不能达到某些特种材料，如消防服、宇航服等的特殊要求。为 解决这一问题，科研人员将研究热点集中在无机阻燃剂领域。而将海泡石纤维材 料作为无机阻燃剂的研究领域几乎是空白的。

要将海泡石纤维作为无机阻燃剂应用于高分子领域，首先要克服的困难就是 天然海泡石纤维的杂质问题、海泡石纤维与高分子材料的相容性等问题。

发明内容

本发明的目的在于解决如何将海泡石纤维材料作为无机阻燃剂的技术问题， 并提供一种无机海泡石纤维膜材料的制备方法。

本发明所采用的具体技术方案如下：

无机海泡石纤维膜材料的制备方法，其步骤如下：

1)将海泡石纤维浸泡于盐酸酸液中，在搅拌状态下进行酸化改性，盐酸酸 液的浓度为0.1～3.0mol/L，酸化改性时间为0.5～3.0h；然后固液分离，并将固体 水洗至中性后烘干，研磨；

2)利用硅烷偶联剂或者阳离子表面活性剂对经步骤1)处理后的海泡石纤 维进行有机改性处理；

3)以无水乙醇/去离子水为分散介质，将步骤2)中处理后的海泡石纤维加 入分散介质中，其中海泡石纤维的重量百分比为0.1～3.0wt.％；然后对海泡石纤 维持续进行超声分散处理，直至海泡石纤维在分散介质中均匀分布，无沉淀为止， 得到分散液；

4)将步骤3)得到的分散液倒入成膜模具中烘干，制得无机海泡石纤维膜。