[发明专利]一种利用非金属矿物坡缕石制备高性能PAL材料的方法

说明书

本发明属于材料制备技术领域，公开了一种利用非金属矿物坡缕石制备高性能PAL材料的方法，包括：将坡缕石进行高温煅烧；将煅烧后的坡缕石放入酸液中进行浸泡，过滤后取滤渣进行球磨，得到PAL粉；将PAL粉、表面活性剂、含硫氨基酸、EDTA、乙醇和水混合，水热反应得到改性PAL；将改性PAL与水充分混合，超声处理得到含PAL的浆体；对含PAL的浆体进行分离提纯、解聚分散、无机活化、有机改性，制得高性能PAL材料。本发明选择的坡缕石杂质少且密度大，经过煅烧、改性以及分离，改变了PAL材料的表面性质，对分子吸附的选择性有了很大的变化，从而实现PAL材料性能的提升，能够更好的应用于防火材料的制备。

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，尤其涉及一种利用非金属矿物坡缕石制备高性能PAL材料的方法。

背景技术

目前，PAL材料是性能优异的绿色阻燃助剂，具有干扰支持燃烧要素的可插层、剥离层、链阻燃结构功能，以及含多种阻燃元素(Si、P、S、B)与抑烟元素(Mo、Fe、Mg、Zn、Cn)。PAL材料的结构构造为层、链、纤维状晶体结构和纳米级孔穴通道的构造。其为单斜晶系，晶体结构属2：1型非金属矿物，即两层硅氧四面体夹一层镁(铝)八面体，其四面体与八面体的排列方式为层状结构。在每个2.1层中，四面体边角顶隔一定距离方向颠倒，形成层、链状结合特征。在四面体条带间形成与链平行，贯穿骨架的通道，通道截面约为0.37nm×0.63nm，通道为水分子填充，为平行于纤维的沸石水(H₂O)和与镁离子配位的结晶水(OH2)，具有表面吸附水(H₂O)和与八面体阳离子配位的结构水(OH)。其晶体结构为针状，由细长中空管组成。PAL材料表面微形貌表现结构表面的不平坦起伏，尤其解理面极为粗糙，有1-2nm的台阶出现，呈现扭曲和螺旋的复杂微形貌。平行纤维隧道孔隙占纤维体积的1/2以上，内外比表面积可观，孔道效应显著。PAL材料所具有独特的层、链状晶体结构，赋予了PAL材料独特的性能。但是目前PAL材料的制备中使用的主要原料坡缕石中杂质较多，制备中没有对杂质进行有效去除的方案，制得的PAL材料的性能较差。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：目前PAL材料的制备中使用的主要原料坡缕石中杂质较多，制备中没有对杂质进行有效去除的方案，制得的PAL材料的性能较差。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种利用非金属矿物坡缕石制备高性能PAL材料的方法。

本发明是这样实现的，一种利用非金属矿物坡缕石制备高性能PAL材料的方法，所述利用非金属矿物坡缕石制备高性能PAL材料的方法包括以下步骤：

步骤一，以非金属矿物坡缕石为原料，将坡缕石置于煅烧炉中进行煅烧，设定初始温度为30～50℃进行预加热。

步骤二，以1℃/min的速率进行升温，至温度达到200℃时进行1～2h保温；以1.5～2℃/min的速率再次进行升温，至温度达到400℃时进行1～2h保温。

步骤三，缓慢降温，取出煅烧后的坡缕石，室温下自然冷却；将冷却后的坡缕石放入酸液中进行浸泡，过滤后取滤渣。

步骤四，将步骤三得到的滤渣使用去离子水进行清洗，室温下晾干水分后进行粉碎，将粉碎物置于球磨机中，并滴加少量无水乙醇，所述球磨介质为二氧化锆磨球。

步骤五，将电极棒密封安装在球磨机的盖板的中部，并把所述球磨机和电极棒分别与高压直流电源或高压交流电源的两极连接。

步骤六，将球磨机固定安装在贴壁球磨装置的振动台上，通过真空泵对密闭的球磨机抽真空至低于1×10^-7Pa。

步骤七，接通高压直流电源或高压交流电源，调节电源参数，使球磨机体内形成高压直流电场或高压交流电场，同时启动电机带动激振块，使磨球在球磨罐内贴壁运动10～15min后，得到球磨粉末，晾干后过筛，即可得到粒径为0.05～0.1mm的PAL粉末。