專利名稱：天然超細(xì)礦物材料的濕式改性方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及天然無機(jī)材料的處理方法，尤其涉及一種天然超細(xì)礦物材料的濕式改性方法。
超細(xì)礦物一般指粒度小于2微米的片狀、粒狀礦物，或直徑小于0.5微米的纖維狀礦物，包含了通常所說的納米與亞微米粒級。經(jīng)改性處理的超細(xì)粉體被廣泛用于塑膠材料的功能性填料、涂料等行業(yè)。目前在各工業(yè)領(lǐng)域使用的超細(xì)粉體大都采用機(jī)械研磨法或人工合成法生產(chǎn)。這兩種方法設(shè)備復(fù)雜，所需投資大，而且生產(chǎn)過程能耗大，因此往往價格不菲。
我們在以往的研究工作中發(fā)現(xiàn)，自然界一些非金屬礦物的粒度介于納米至亞微米粒級，而組成這些礦物的結(jié)構(gòu)單元尺寸更小，如片狀結(jié)構(gòu)的高嶺石、伊利石、蒙皂石類，以及纖維狀海泡石及坡縷石等。對上述天然超細(xì)礦物材料進(jìn)行改性處理，在此基礎(chǔ)上開發(fā)功能性填料、涂料，在投資、能耗與環(huán)保等各方面均優(yōu)于用合成法及研磨法生產(chǎn)的同類粉體，具有良好的應(yīng)用前景及巨大的市場潛力。
本發(fā)明的目的是提供一種開發(fā)超細(xì)無機(jī)粉體的低成本技術(shù)，尤其是天然超細(xì)礦物材料的濕式改性方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取下列措施天然超細(xì)礦物材料濕式改性方法的步驟如下1)將親油親水型鈦酸酯偶聯(lián)劑、或硅烷偶聯(lián)劑，配制成10％的水溶液，硅烷偶聯(lián)劑溶液需用醋酸將pH調(diào)至3.5～4.5；2)原料粗碎至小于300目，加水后在打漿機(jī)中制成濃度約10-20％的懸浮礦漿；3)按1份礦石加入0.1～0.2份鈦酸酯溶液、或0.05～0.1份硅烷溶液，在攪拌時，在礦漿中加入偶聯(lián)劑，繼續(xù)攪拌均勻；4)采用沉淀法，或用水力旋流器提取超細(xì)組份；噴霧干燥，制成粉末，干燥保存。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1)從天然非金屬礦石中提取自然存在的超細(xì)礦物，性價比大大高于合成法與研磨法生產(chǎn)的同類粉體；2)提出了開發(fā)天然超細(xì)礦物材料的低成本技術(shù)；
3)適時適量加入偶聯(lián)劑，有效防止了超細(xì)礦物的再團(tuán)聚。
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明。
實(shí)施例1某地沉積型高嶺土，經(jīng)測定粒度小于2微米高嶺石組分占60-75％以上，其余為粒度較粗的高嶺石和石英。
取50kg高嶺土，風(fēng)干粗碎至小于300目后倒入打漿機(jī)，再加500kg水，高速攪拌，制成濃度約10％的懸濁礦漿；取0.5kg KH560硅烷偶聯(lián)劑，溶入4.5kg水中，攪拌均勻；用醋酸將pH調(diào)至3.5～4.5；將配好的溶液加入攪拌著的礦漿中，繼續(xù)高速攪拌，直至混合均勻；經(jīng)水力旋流器分離或沉淀法分離出＜2微米的粒級。所得懸濁液噴霧干燥，制成粉末；移入烘箱，在110～120℃烘融硫化20分鐘，出料待用，干燥保存。
實(shí)施例2某地坡縷石，礦石中主要礦物為坡縷石，呈纖維狀，長約5微米，直徑30-200納米，此外含有較多的白云石、方解石類碳酸鹽礦物。為提高改性效果，分二步操作一是酸化去雜提純；二是偶聯(lián)劑改性。
第一步酸化去雜提純。取50kg原土，加入150kg 65℃的溫水，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，再加?升6N工業(yè)鹽酸，攪拌，靜置5小時。其間攪拌2-5次，讓其充分反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，用pH1～14試紙測試pH值。若pH＜5，可加入少量氨水，將pH調(diào)節(jié)至5～7。
第二步偶聯(lián)劑改性。取0.5kg KH560硅烷偶聯(lián)劑，溶入4.5kg水中，攪拌均勻；用醋酸將pH調(diào)至3.5～4.5；靜置15分鐘后，將配好的溶液加入攪拌著的礦漿中，繼續(xù)高速攪拌，直至混合均勻；繼續(xù)加入250kg自來水，在打漿機(jī)中制成懸浮液；經(jīng)水力旋流器分離或沉淀法分離出＜5微米的粒級。所得懸濁液噴霧干燥，制成粉末；移入烘箱，在110～120℃烘融硫化20分鐘，出料待用，干燥保存。
權(quán)利要求
1.一種天然超細(xì)礦物材料的濕式改性方法，其特征在于它的步驟如下1)將親油親水型鈦酸酯偶聯(lián)劑、或硅烷偶聯(lián)劑，配制成10％的水溶液，硅烷偶聯(lián)劑溶液需用醋酸將pH調(diào)至3.5～4.5；2)原料粗碎至小于300目，加水后在打漿機(jī)中制成濃度約10-20％的懸浮礦漿；3)按1份礦石加入0.1～0.2份鈦酸酯溶液、或0.05～0.1份硅烷溶液，在攪拌時，在礦漿中加入偶聯(lián)劑，繼續(xù)攪拌均勻；4)采用沉淀法，或用水力旋流器提取超細(xì)組份；噴霧干燥，制成粉末，干燥保存。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種天然超細(xì)礦物材料的濕式改性方法。它的步驟如下:1)將親油親水型鈦酸酯或硅烷偶聯(lián)劑,配制成10%的水溶液;2)經(jīng)粗碎的原料制成約10%的懸濁礦漿;3)按給定比例加入偶聯(lián)劑溶液,高速攪拌均勻;4)采用沉淀法,或用水力旋流器提取超細(xì)組份;噴霧干燥,制成粉末。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:1)從天然非金屬礦石中提取自然存在的超細(xì)礦物;2)提出了開發(fā)超細(xì)粉體的低成本技術(shù);3)有效防止了超細(xì)粉體的再團(tuán)聚。
文檔編號C09C3/12GK1374353SQ0111143
公開日2002年10月16日 申請日期2001年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月8日
發(fā)明者葉瑛, 沈忠悅 申請人:浙江大學(xué)