專利名稱：一種環(huán)氧基硅烷表面改性微晶白云母活性填料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
微晶白云母是一種新型的非金屬礦物資源。本發(fā)明涉及一種環(huán)氧基硅烷表面改性的微晶白云母活性填料及其制備方法，可適用于塑料、橡膠、涂料、膠粘劑等工業(yè)，尤其適合用作酚醛樹脂(PF)、環(huán)氧樹脂(EP)、不飽和聚酯樹脂(UPR)、聚酰亞胺樹脂(PI)、氨基樹脂等熱固性樹脂，以及聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PETP)、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚丙酸酯等熱塑性樹脂的功能填料，并能賦予或提高所填充高分子材料或高聚物基復(fù)合材料的耐酸、防紫外線、抗老化、絕緣性、耐磨性、耐熱性、耐候性、富彈性、機(jī)械強(qiáng)度等性能，例如，在重防腐工程塑料、汽車工程塑料和高性能絕緣材料中發(fā)揮功能填料的作用。
二、技術(shù)背景1、白云母及其應(yīng)用領(lǐng)域白云母(Muscovite)是云母族、白云母亞族礦物的重要成員，是一種富K、Al的2∶1型二八面體層狀構(gòu)造硅酸鹽礦物。白云母的理想成分式是K{Al2[AlSi3010](OH)2}，其化學(xué)成份是K2O 11.8％，Al2O338.5％，SiO245.2％，H2O 4.5％。白云母類質(zhì)同象替代較廣泛，因此出現(xiàn)有鋇云母、鉻白云母、多硅白云母等變種。多硅白云母的四次配位中Si∶Al＞3∶1，六次配位的Al被較多的Mg和Fe2+所代替。此外，所謂的絹云母一般是指一些非常細(xì)小的白色云母(通常是白云母或納云母)。
白云母有1Md(無(wú)序型)、1M、2M1和3T等多型，自然界產(chǎn)出的白云母多數(shù)是2M1型。白云母晶形通常呈片狀或板狀，外形成假六方形或菱形，有時(shí)見白云母單晶體呈錐狀柱體。晶體細(xì)小者呈鱗片狀，大者有數(shù)百平方厘米，最大可達(dá)2000cm2。
白云母具有許多優(yōu)良的物理化學(xué)性能。首先，具有十分突出的電學(xué)性質(zhì)。它主要表現(xiàn)為電絕緣性好，是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)絕緣材料的理想原料。其次，具有良好的耐熱性，在100～600℃時(shí)，能保持其一系列優(yōu)良物理性能。第三，具有優(yōu)良的彈性和耐磨性，其耐磨性能優(yōu)于銅。第四，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。堿對(duì)白云母幾乎不起作用，在熱酸中不溶解，但在沸騰硫酸的長(zhǎng)時(shí)間作用下可發(fā)生分解。第五，具有屏蔽紫外線、抗紅外輻射等抗各種射線輻射的優(yōu)良性能。第六，具有良好的防水性。白云母吸濕性為0～0.37％，吸水性為0～0.23％，是良好的防水防潮濕的材料。
白云母的上述物理化學(xué)性能使之具有十分廣泛的用途。白云母工業(yè)應(yīng)用與其晶片大小和晶體化學(xué)特征有著密切地關(guān)系。大片白云母(有效面積24cm2者)主要用于電氣工業(yè)、電子工業(yè)和航空、航天等尖端科技領(lǐng)域。
另一方面，隨著科技進(jìn)步和大片云母資源的有限性日益明顯，碎云母(包括碎片云母、大片云母加工的廢料以及天然小片云母)的開發(fā)應(yīng)用已取得很大進(jìn)展。首先，超細(xì)加工的云母粉可用作塑料的良好填料。白云母粉經(jīng)偶聯(lián)劑等表面活化后易于與塑料樹脂混合，加工性能良好，可用于填充PE、PP、PVC、PA、PET、ABS等多種塑料，并能提高塑料基體的模量，改進(jìn)介電性能。同時(shí)，白云母粉具有兩維增強(qiáng)性，可提高耐熱性，減少蠕變，防止制品翹曲，降低成型收縮率。另外，白云母粉還具有良好的電絕緣性能，加工設(shè)備磨損少，熱變形溫度提高，可燃性降低，滲透性減小以及耐氣候老化和耐酸堿腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。用云母增強(qiáng)PP/EPDM共混體系得到的復(fù)合材料既具有優(yōu)良的沖擊性能又具有較高的彎曲模量，已被廣泛用于注塑硬度汽車儀表板及其他汽車塑料部件。第二，超細(xì)加工的云母粉也是橡膠和油漆、多種涂料的良好填料。橡膠中加入云母粉，可制作無(wú)內(nèi)胎膠輪。油漆中加入超細(xì)云母粉可提高抗大氣性、抗凍性、防腐性、密實(shí)耐磨性，可降低滲透性，減少漆膜泛黃和龜裂。涂料中摻入云母超細(xì)粉可改進(jìn)建筑物外表的耐久性，增加涂料的防水性、彈性、塑性、粘附性和防腐蝕性。第三，云母粉和玻璃粉混勻后可熱壓成型或注射成型為云母陶瓷。這種陶瓷可進(jìn)行鉆、磨等機(jī)械加工，可制備形狀復(fù)雜、尺寸精度高的異形制品和儀表骨架插接元件以及可控硅管外殼等。第四，用碎片云母和云母粉制造的云母紙，在質(zhì)量和品種方面均已日趨完善，已大量取代了天然薄片狀云母，有廣泛用途。如云母紙層壓扳和云母紙?jiān)陔姎夂碗娮庸I(yè)上應(yīng)用已十分廣泛。應(yīng)當(dāng)指出的是，盡管云母紙已大量代替天然薄片云母，但優(yōu)質(zhì)大片白云母在電子計(jì)算機(jī)、雷達(dá)、導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星等尖端技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用尚無(wú)代用材料。
2、微晶白云母及其應(yīng)用前景微晶白云母(Microcrystal muscovite)是云母族、白云母亞族礦物的一個(gè)新成員，是一種新型的非金屬礦物資源。微晶白云母的晶體結(jié)構(gòu)、晶體化學(xué)、化學(xué)成份、晶體形態(tài)及其所表現(xiàn)出來(lái)的礦物物理特征等都和白云母相同或基本相同，因而應(yīng)具有與白云母相同或者相似的物理化學(xué)性能。與白云母很不相同的是，微晶白云母的天然晶體很小，只具有微米級(jí)的晶體或晶片(簡(jiǎn)稱“微晶”)，其大小一般在1～10微米。這就是“微晶白云母”名稱的由來(lái)。
微晶白云母這種特有的“微晶”結(jié)構(gòu)的形成與其成因有密切關(guān)系。1997年，由申請(qǐng)人(成都理工大學(xué))在我國(guó)四川某地首先發(fā)現(xiàn)的特大型微晶白云母礦床就是典型的實(shí)例。該礦床是由沉凝灰?guī)r經(jīng)沉積成巖作用或后期熱液蝕變改造而成，而已知的各種用途的大片白云母主要來(lái)源于花崗偉晶巖型礦床。在世界上，除1933年在美國(guó)內(nèi)華達(dá)州羅契斯特附近發(fā)現(xiàn)與本礦床類似的塊云母礦外，迄今沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其它產(chǎn)地的報(bào)道。因而，該礦床是國(guó)內(nèi)首次發(fā)現(xiàn)的新的云母類礦床成因類型，也是一種新型的非金屬礦物資源。
礦物的物理化學(xué)性能是礦物自身晶體結(jié)構(gòu)、晶體化學(xué)的必然反映。如上所述，由于微晶白云母的晶體結(jié)構(gòu)和晶體化學(xué)等特征都和白云母基本相同，因而它也應(yīng)具有與白云母相同或者相似的十分優(yōu)良的物理化學(xué)性能，其中包括電阻率高、機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定、耐酸堿、耐磨性、耐熱性、耐候性、防紫外線、抗老化、富彈性等。同時(shí)，微晶白云母除還具有天然超細(xì)、白度高、易碎易磨加工等特點(diǎn)，很容易加工成不同粒度的微晶白云母超細(xì)粉體材料。韌性大、耐磨性好是白云母所具有的優(yōu)良物理化學(xué)性能。因此，采用白云母或碎云母加工云母粉和超細(xì)云母粉的難度大、成本高，制約了它作為功能填料的廣泛應(yīng)用。另外，微晶白云母還具有徑厚比較大的特點(diǎn)，用作橡塑填料具有明顯的補(bǔ)強(qiáng)作用?？傊⒕О自颇感阅軆?yōu)良，資源豐富，易于開采，加工成本低廉，在許多工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域具有其它白色非金屬礦物填料無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。
由此可見，微晶白云母是制備云母粉和超細(xì)云母粉的良好礦物原料，由它制備的功能填料在塑料、橡膠、電氣、電子、航天、航空、汽車等工業(yè)部門將有著十分廣闊的應(yīng)用前景，并有可能作為功能填料在汽車工程塑料、防酸堿塑料、防腐蝕涂料和高性能絕緣材料等應(yīng)用領(lǐng)域中大顯身手。而且，隨著大片白云母礦物資源的日趨減少和碎白云母超細(xì)加工成本的限制，天然微晶白云母礦物資源的尋找與開發(fā)利用將顯得日益重要。
3、微晶白云母在聚合物材料應(yīng)用中的主要技術(shù)問(wèn)題在塑料、橡膠、膠粘劑等現(xiàn)代高分子材料、聚合物基復(fù)合材料和功能材料等工業(yè)中，無(wú)機(jī)非金屬礦物填料占有很重要的地位。這些無(wú)機(jī)非金屬礦物填料，如碳酸鈣、高嶺土、硅灰石、滑石、云母、葉蠟石、白云石、透閃石等，不僅可以降低高分子材料、高聚物基復(fù)合材料的成本，而且還能提高材料的剛性、硬度、尺寸穩(wěn)定性，并賦予材料某些特殊的物理化學(xué)性能，如耐腐蝕性、阻燃性、絕緣性等。由于這些無(wú)機(jī)非金屬礦物填料與聚合物基體材料的表面性質(zhì)不同，即無(wú)機(jī)非金屬礦物填料表面通常具有親水疏油性，聚合物基體材料的情況正好相反，通常具有親油疏水性，因此，當(dāng)二者進(jìn)行復(fù)合時(shí)，相容性差，使無(wú)機(jī)非金屬礦物粉體材料在聚合物填料基體材料中難以分散，直接或大量填充往往容易導(dǎo)致材料的某些性能下降。因此，對(duì)于非金屬礦物填料，除了進(jìn)行細(xì)粉碎或超細(xì)粉碎等加工處理外，還必須對(duì)其進(jìn)行表面改性，使其具有表面活性，以改善它與聚合物基體的相容性，從而提高非金屬礦物填料在基體材料中的分散性，提高復(fù)合材料界面結(jié)合力和材料的機(jī)械強(qiáng)度等綜合性能，并增大非金屬礦物填料的填充量，降低成本。
塑料、橡膠、膠粘劑等現(xiàn)代高分子材料和聚合物基復(fù)合材料將是微晶白云母填料最為重要的應(yīng)用領(lǐng)域。由于天然微晶白云母是一種極性親水礦物，而塑料、橡膠等有機(jī)高聚物具有非極性的疏水表面。因此，若將它們直接混為一體，則彼此極性不同，相容性差，難以互相均勻分散，從而造成兩相材料的界面缺陷，使有機(jī)高聚物材料性能下降或填充大受限制。若要使微晶白云母在上述聚合物材料中發(fā)揮功能粉體材料的作用，必須首先開展微晶白云母表面改性研究，解決微晶白云母填料與聚合物基體材料的表面結(jié)合問(wèn)題，賦予微晶白云母粉體填料應(yīng)有的表面活性，以改進(jìn)其應(yīng)用性能。但是，由于微晶白云母是近年才發(fā)現(xiàn)的一種新型非金屬礦物原料，關(guān)于微晶白云母活性填料表面改性技術(shù)研究還處于空白，因而制約它的工業(yè)應(yīng)用。
綜上所述，微晶白云母是一種新型的非金屬礦物資源，以此為原料制備云母粉和超細(xì)云母粉具有明顯的質(zhì)量?jī)r(jià)格比優(yōu)勢(shì)，若能采用表面改性技術(shù)改善它與有機(jī)高聚物基體的相容性，將有著廣闊的應(yīng)用前景。經(jīng)檢索，未發(fā)現(xiàn)以微晶白云母為原料，制備一種環(huán)氧基硅烷(KH-560)表面改性的微晶白云母活性填料的文獻(xiàn)報(bào)道或?qū)＠暾?qǐng)。
本發(fā)明的目的是，根據(jù)微晶白云母填料及其工業(yè)應(yīng)用特點(diǎn)，開展氨基硅烷偶聯(lián)劑表面改性技術(shù)研究，開發(fā)一種具有明顯補(bǔ)強(qiáng)等功能的微晶白云母活性填料，可適用于塑料、橡膠、涂料、膠粘劑等工業(yè)，尤其適合用作酚醛樹脂(PF)、環(huán)氧樹脂(EP)、不飽和聚酯樹脂(UPR)、聚酰亞胺樹脂(PI)、氨基樹脂等熱固性樹脂，以及聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PETP)、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚丙酸酯等熱塑性樹脂的功能填料，并能賦予或提高所填充高分子材料或高聚物基復(fù)合材料的耐酸堿、防紫外線、抗老化、絕緣性、耐磨性、耐熱性、耐候性、富彈性、機(jī)械強(qiáng)度等性能，例如，在重防腐工程塑料、汽車工程塑料和高性能絕緣材料中發(fā)揮功能填料的作用。
二、技術(shù)方案為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案目前，用于非金屬礦物填料表面改性的方法主要有表面化學(xué)包覆改性法、機(jī)械化學(xué)改性法和高能改性法等。
表面化學(xué)包覆改性法是目前最常用的表面改性方法，它是一種利用有機(jī)分子中的官能團(tuán)在填料表面吸附或化學(xué)反應(yīng)對(duì)填料顆粒表面進(jìn)行包覆，使其有機(jī)化的方法。對(duì)于這種方法來(lái)說(shuō)，化學(xué)改性劑的選擇對(duì)改性結(jié)果有著決定性的作用，化學(xué)改性劑的用量、改性工藝也是影響改性效果的關(guān)鍵。目前的化學(xué)改性劑有表面活性劑和偶聯(lián)劑兩大類，改性效果較好的是能在非金屬礦物填料和有機(jī)材料界面上起分子橋偶聯(lián)作用的偶聯(lián)劑。
根據(jù)微晶白云母及其工業(yè)應(yīng)用特點(diǎn)，本專利所采用的方法是表面化學(xué)包覆改性法，化學(xué)改性劑是偶聯(lián)劑。在此前提下，本專利技術(shù)方案所涉及的關(guān)鍵技術(shù)有(1)偶聯(lián)劑的確定與用量；(2)偶聯(lián)劑稀釋劑的確定與用量；(3)表面改性工藝等。
1、偶聯(lián)劑品種與用量偶聯(lián)劑是非金屬礦物填料表面改性中應(yīng)用最廣、發(fā)展最快的一種表面改性劑，品種繁多，類型復(fù)雜，主要有硅烷、鈦酸酯、鋁酸酯、鋯鋁酸鹽、有機(jī)絡(luò)合物、磷酸酯、硼酸酯、錫酸酯、鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑等系列產(chǎn)品。其中，前三種系列的品種較多，應(yīng)用也最廣。而硅烷偶聯(lián)劑又是研究最早，品種最多，用量最大的一種。它不僅能夠提高塑料的力學(xué)性能，還可以改善其電氣性能、耐熱性、耐水性和耐候性等性能。
硅烷偶聯(lián)劑是一類具有特殊結(jié)構(gòu)的低分子有機(jī)硅化合物。其通式為RSiX3，式中R代表與聚合物分子有親和力或反應(yīng)能力的有機(jī)官能團(tuán)，如氨基、環(huán)氧基、甲基丙烯酰氧基、巰基、乙烯基和氰基等；X代表可與無(wú)機(jī)礦物表面作用的可水解性基團(tuán)，如烷氧基、酰氧基、鹵素等。
硅烷在進(jìn)行偶聯(lián)作用時(shí)，首先是X基水解形成硅醇，然后再與無(wú)機(jī)填料表面的羥基反應(yīng)，形成氫鍵并縮合成-Si-M共價(jià)鍵(M表示無(wú)機(jī)填料表面)。同時(shí)，硅烷各分子的硅醇又相互締合齊聚形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的膜覆蓋在填料表面，使無(wú)機(jī)填料有機(jī)化，達(dá)到表面改性的目的。
硅烷偶聯(lián)劑的研究開發(fā)始于1945年，半個(gè)世紀(jì)之后，氨基硅烷偶聯(lián)劑的品種已發(fā)展到百余種。按分子中R官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)，有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑分為α-官能團(tuán)、β-官能團(tuán)和γ-官能團(tuán)等三種類型硅烷偶聯(lián)劑。它們分別對(duì)應(yīng)R碳鏈中取代基隔開硅原子的位置，間隔一個(gè)碳原子稱α-官能團(tuán)硅烷偶聯(lián)劑，間隔兩個(gè)和三個(gè)碳原子分別稱β-官能團(tuán)和γ-官能團(tuán)硅烷偶聯(lián)劑。
β-官能團(tuán)偶聯(lián)劑機(jī)構(gòu)不穩(wěn)定，無(wú)使用價(jià)值。
γ-官能團(tuán)偶聯(lián)劑結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定，應(yīng)用價(jià)值大，國(guó)內(nèi)外均有系列產(chǎn)品，根據(jù)取代基的不同分氨基，脲基的羰烷氧乙基氨基等類型。γ-官能團(tuán)偶聯(lián)劑用于熱塑性和熱固性塑料中填充的礦物表面改性處理，改善制品強(qiáng)度等作用十分顯著。
α-官能團(tuán)偶聯(lián)劑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性介于β和γ-官能團(tuán)之間，用于橡膠、塑料、涂料和粘合劑工業(yè)，效果明顯。除增強(qiáng)制品的力學(xué)性能外，α-官能團(tuán)偶聯(lián)劑還使制品的電學(xué)性能和防潮性能得以改善。
由于γ-官能團(tuán)硅烷偶聯(lián)劑應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，適用于熱塑性和熱固性塑料中填充的礦物表面改性處理，對(duì)改善制品強(qiáng)度等作用十分顯著。根據(jù)本專利的目的，本專利選用了γ-官能團(tuán)氨基硅烷偶聯(lián)劑。同時(shí)，根據(jù)有關(guān)資料，本專利選擇了環(huán)氧基硅烷作為微晶白云母填料的表面改性劑，以適應(yīng)不同工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。
環(huán)氧基硅烷，為全名為γ-(2，3環(huán)氧丙氧基)三甲氧基硅烷，國(guó)內(nèi)代號(hào)KH-560，分子式為 其紅外光譜圖如圖1所示。為敘述方便，本專利將γ-(2，3環(huán)氧丙氧基)三甲氧基硅烷簡(jiǎn)稱為環(huán)氧基硅烷(KH-560)，或者環(huán)氧基硅烷。
環(huán)氧基硅烷(KH-560)是一種無(wú)色透明液體，其相對(duì)分子質(zhì)量236.4，折光率1.427nD25，密度1.070g/cm3(25℃)，沸點(diǎn)290℃，閃點(diǎn)110℃，可溶于有機(jī)溶劑和PH值為3.5-6.0的水。
環(huán)氧基硅烷(KH-560)是一種適用較為廣泛的偶聯(lián)劑，可適用于礦物填充的酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚酰亞胺樹脂、氨基樹脂等熱固性樹脂，以及聚酰胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚丙酸酯等熱塑性樹脂，能改善填料在聚合物中的潤(rùn)濕性和分散性，并能提高復(fù)合材料機(jī)械強(qiáng)度，電氣性能，并且在濕態(tài)下有較高的保濕率。
對(duì)于某些偶聯(lián)劑，可以通過(guò)如下公式計(jì)算得到其理論用量W＝(W1×S1)/S2(公式1)式中W——偶聯(lián)劑用量(g)；W1——欲改性的礦物填料重量(g)；S1——礦物填料的比表面積(m2/g)；S2——偶聯(lián)劑的最小包覆面積(m2/g)，可參考生產(chǎn)廠家提供數(shù)據(jù)。
但是，由上述公式計(jì)算得到的只是理論用量。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，由于不同非金屬礦物填料的晶體化學(xué)、晶體形態(tài)、顆粒大小以及表面特征等都有較大的差別，所以理論用量與實(shí)際用量也有較大差別。偶聯(lián)劑實(shí)際用量一般為礦物量的0.5-3％。一般來(lái)說(shuō)，礦物粒度越細(xì)，比表面積越大，所需改性劑的用量越大。因此，本專利確定偶聯(lián)劑用量的方法是先通過(guò)上述公式計(jì)算出不同粒度微晶白云母填料的理論用量，再通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察和測(cè)試分析進(jìn)行驗(yàn)證和修正，最后篩出最佳用量。不同粒度微晶白云母填料的環(huán)氧基硅烷(KH-560)用量將在本專利的實(shí)例中給出。
2、偶聯(lián)劑的稀釋劑品種與用量偶聯(lián)劑用溶劑稀釋十分重要，它能使偶聯(lián)劑均勻包覆在微晶白云母填料的表面。
環(huán)氧基硅烷(KH-560)可溶于有機(jī)溶劑和PH值為3.5-6.0的水。根據(jù)微晶白云母的特點(diǎn)，考慮改性成本和改性工藝等因素，本專利選擇了水和酒精(90％工業(yè)酒精，即水10％+酒精90％)作為環(huán)氧基硅烷(KH-560)偶聯(lián)劑的稀釋劑。其用量通過(guò)表面改性實(shí)驗(yàn)確定，不同粒度微晶白云母填料的環(huán)氧基硅烷(KH-560)的稀釋劑用量將在本專利的實(shí)例中給出。
3、環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑表面改性工藝表面化學(xué)包覆改性法的工藝途徑有兩種(1)預(yù)處理法先對(duì)填料進(jìn)行表面改性處理，然后加到基料中去形成復(fù)合材料；(2)整體摻和法在將填料與聚合物混煉時(shí)加入表面改性劑，經(jīng)成型加工后形成復(fù)合材料。一般來(lái)說(shuō)，預(yù)處理改性效果優(yōu)于整體摻和法。因?yàn)樵谟袠渲嬖跁r(shí)，偶聯(lián)劑被稀釋，而且還可能因樹脂的作用而相互結(jié)塊。要用整體摻合法達(dá)到預(yù)處理法相同的改性效果，必須使用數(shù)倍于預(yù)處理法用量的偶聯(lián)劑。另外，在整體摻合法中，偶聯(lián)劑種類、使用方法、高聚物基料類型、高聚物與偶聯(lián)劑的比例、混煉時(shí)間、溫度等因素都會(huì)影響制品的物理性能。為了有利于企業(yè)生產(chǎn)一種環(huán)氧基硅烷(KH-560)表面改性的微晶白云母活性填料，本專利采用了預(yù)處理改性工藝。
預(yù)處理改性法也有兩種方法一種是干法，即把偶聯(lián)劑用溶劑稀釋后，即噴淋到微晶白云母粉中，強(qiáng)力攪拌(攪拌速度2000r/min左右)。一種是濕法，即將偶聯(lián)劑按微晶白云母粉重量的1～3％配制成稀溶液，使微晶白云母粉在溶液中充分作用，然后烘干、封裝。根據(jù)申請(qǐng)者的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)于環(huán)氧基硅烷(KH-560)表面改性微晶白云母填料來(lái)說(shuō)，綜合各面因素，采用了干法，并取得了滿意的改性效果。
本專利以微晶白云母粉體為原料，采用高速加熱混合(捏合)機(jī)和干法表面改性工藝，其具體工藝過(guò)程是(1)烘干物料將微晶白云母粉體物料在加熱裝置中在110℃恒溫條件下烘干，除去物料中全部吸附水分。烘干時(shí)間應(yīng)根據(jù)物料干濕情況確定，一般在3個(gè)小時(shí)；(2)稱取物料稱取一定重量、一定粒度的微晶白云母粉體烘干物料，并按該設(shè)備的操作要求將稱取的物料裝入改性設(shè)備高速加熱混合機(jī)混合鍋中；(3)配制稀釋劑環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑稀釋劑由蒸餾水和乙醇混合而成，二者的體積比為1∶9，即由10％的蒸餾水和90％的乙醇配制而成；或者直接采用乙醇含量為90％的工業(yè)酒精作為稀釋劑。然后，并用冰醋酸將稀釋劑pH值調(diào)節(jié)至3～7，以利于偶聯(lián)劑的水解；(4)稱取偶聯(lián)劑重量按微晶白云母粉體物料∶環(huán)氧基硅烷(KH-560)＝100∶0.5～5的比例，稱(量)取一定量的環(huán)氧基硅烷(KH-560)偶聯(lián)劑；(5)配制表面改性劑將量取環(huán)氧基硅烷(KH-560)偶聯(lián)劑與配制的稀釋劑混合，二者的體積比為1∶3，并攪拌均勻，即得到所配制的環(huán)氧基硅烷(KH-560)表面改性劑。需要注意的是，環(huán)氧基硅烷(KH-560)表面改性溶液應(yīng)當(dāng)即配即用，以防止發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而影響使用效果；(6)加入表面改性劑將混合均勻的氨基硅烷表面改性劑用噴霧器均勻的噴灑在混合鍋內(nèi)的微晶白云母粉體物料中。其間，應(yīng)人工不斷攪拌粉體物料，以使改性劑在粉體物料中分布均勻；(7)高速混合物料設(shè)定表面改性溫度，開啟高速加熱混合機(jī)，使粉體物料在110～180℃條件下高速混合(強(qiáng)力攪拌)30～90分鐘。其間，在粉體物料較少的情況下，應(yīng)每隔一定時(shí)間(15分鐘)停機(jī)一次，及時(shí)將混合鍋壁、蓋上粘著的粉體掃入混合鍋，使表面改性劑與粉體均勻混合；(8)改性物料的干燥待到設(shè)定高速混合時(shí)間后，按操作要求取出物料。然后，將物料在加熱裝置中在110℃恒溫條件下干燥，以進(jìn)一步促進(jìn)偶聯(lián)劑與礦物表面的結(jié)合。干燥時(shí)間應(yīng)根據(jù)物料具體情況確定，一般在3個(gè)小時(shí)，即得到氨基硅烷表面改性微晶白云母活性粉體填料；(9)改性效果檢測(cè)微晶白云母粉體物料經(jīng)氨基硅烷偶聯(lián)劑表面改性后，其表面性質(zhì)將由“親水疏油”變?yōu)椤坝H油疏水”?？刹捎脻B透時(shí)間、粘度測(cè)試和紅外光譜分析等方法，對(duì)表面改性效果做進(jìn)一步檢測(cè)與評(píng)價(jià)。
4、表面改性效果表征與評(píng)價(jià)非金屬礦物填料表面改性效果的表征方法有直接法和間接法兩種。直接法是將表面改性后的粉體填充到相應(yīng)的塑料、橡膠、涂料、膠粘劑中，通過(guò)測(cè)試分析填充后材料的物理化學(xué)性能來(lái)評(píng)價(jià)改性效果。間接法是通過(guò)測(cè)試分析改性粉體本身的相關(guān)性能來(lái)評(píng)價(jià)。由于環(huán)氧基硅烷(KH-560)表面改性微晶白云母活性填料的工業(yè)應(yīng)用較廣，可適用多種聚合物材料，因而采用間接法進(jìn)行表面改性效果表征。
前人研究結(jié)果和申請(qǐng)者的實(shí)驗(yàn)表明，硅烷表面改性效果的間接法是一個(gè)比較困難的問(wèn)題。根據(jù)環(huán)氧基硅烷(KH-560)表面改性微晶白云母活性填料的特點(diǎn)，本專利采用滲透時(shí)間法、粘度法等方法進(jìn)行表征和評(píng)價(jià)，取得了較好效果。
滲透時(shí)間表征方法是以水滴完全滲透到粉體中速度的快慢來(lái)表示改性效果的好壞。在通常情況下，在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，礦物粉體改性效果越好，滲透時(shí)間越長(zhǎng)；礦物粉體改性效果越差，則滲透時(shí)間越短。滲透時(shí)間表征方法的實(shí)際意義在于(1)可以間接表征或預(yù)評(píng)價(jià)礦物粉體改性效果。當(dāng)改性礦物粉體滲透時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，說(shuō)明改性效果較好。相反，說(shuō)明改性效果較差。因此，滲透時(shí)間表征方法能夠用以指導(dǎo)改性工藝。(2)可以間接表征或預(yù)評(píng)價(jià)改性礦物粉體在聚合物基復(fù)合材料中的應(yīng)用效果。當(dāng)改性礦物粉體滲透時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，意味著與聚合物相容性良好。相反，當(dāng)改性礦物粉體滲透時(shí)間較短時(shí)，意味著與聚合物相容性較差。
粘度分析是利用粉體填料在一定容量礦物油(白油)中的粘度變化特征來(lái)定量地評(píng)價(jià)粉體填料在非極性介質(zhì)中的相容性能。在通常情況下，對(duì)于改性效果好的粉體填料，與礦物油非極性介質(zhì)有良好的相容性。因此，隨著改性粉體填料含量的逐漸增加，對(duì)粘度值的影響較小。相反，粘度值將隨著粉體填料的逐漸增加而迅速增大。
三、技術(shù)優(yōu)勢(shì)與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利改性效果優(yōu)異，改性產(chǎn)品質(zhì)量高，工藝方便，其產(chǎn)品用途廣泛，能夠產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。本專利的優(yōu)點(diǎn)與效果具體體現(xiàn)在(1)改性效果優(yōu)異。未經(jīng)表面改性的微晶白云母填料是一種極性無(wú)機(jī)物，具有“親水疏油”表面特征，與有機(jī)高聚物基體的親和性較差，直接填充容易造成在機(jī)高聚物基料中分散不均勻，從而造成兩相材料的界面缺陷。改性效果檢測(cè)結(jié)果表明，環(huán)氧基硅烷(KH-560)表面改性微晶白云母活性填料具有“親油疏水”表面特征，顯示與有機(jī)高聚物基體的親和性良好，能夠均勻分散填充在機(jī)高聚物基料中，發(fā)揮功能粉體填料的作用。
(2)改性產(chǎn)品質(zhì)量高。本專利的表面改性產(chǎn)品能大幅度提高和增強(qiáng)塑料的干濕態(tài)抗彎強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度等物理力學(xué)性能和濕態(tài)電氣性能，并能賦予或提高所填充高分子材料或高聚物基復(fù)合材料的耐磨性、絕緣性、耐熱性、耐候性、富彈性、機(jī)械強(qiáng)度大、耐酸堿、防紫外線、抗老化等性能。
(3)改性工藝方便。本專利所采用的干法改性技術(shù)，工藝流程簡(jiǎn)單，機(jī)械化程度高，操作方便，適合于大規(guī)模批量生產(chǎn)。
(4)改性產(chǎn)品用途廣泛。環(huán)氧基硅烷(KH-560)應(yīng)用廣泛，可適用于塑料、橡膠、涂料、膠粘劑等工業(yè)，尤其適合用作酚醛樹脂(PF)、環(huán)氧樹脂(EP)、不飽和聚酯樹脂(UPR)、聚酰亞胺樹脂(PI)、氨基樹脂等熱固性樹脂，以及聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PETP)、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚丙酸酯等熱塑性樹脂的功能填料。
(5)經(jīng)濟(jì)效益明顯。上述優(yōu)點(diǎn)表明，本專利能明顯改善微晶白云母填料的物理化學(xué)性能，大幅度提高和增強(qiáng)所填充的塑料、橡膠制品的強(qiáng)度等性能，拓寬其工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，并使其明顯增值；同時(shí)，本專利工藝方便，生產(chǎn)成本比較低廉。因而，本專利能產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。
四

附圖1環(huán)氧基硅烷(KH-560)的紅外吸收光譜圖(IR)；附圖2四川某地微晶白云母的X-射線粉晶衍射分析(XRD)(測(cè)試單位成都理工大學(xué)材料工程實(shí)驗(yàn)中心；實(shí)驗(yàn)儀器日本理學(xué)Rotaflex D/max C型x射線衍射儀；實(shí)驗(yàn)條件CuKα輻射，Ni片濾波，工作電壓35KV，電流為25mA，掃描速度為4deg/min)；附圖3四川某地微晶白云母粉(600目)的紅外吸收光譜圖(IR)；附圖4四川某地微晶白云母的熱分析曲線(測(cè)試單位西南科技大學(xué)先進(jìn)建筑材料四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)；附圖5四川某地微晶白云母的掃描電子顯微鏡(SEM)分析(測(cè)試單位成都理工大學(xué)材料工程實(shí)驗(yàn)中心)；附圖6不同質(zhì)量的未改性微晶白云母粉體(600目)和環(huán)氧基硅烷(KH-560)表面改性微晶白云母粉體(600目)在白油中的填充量及其粘度變化情況。
五具體實(shí)施例方式
實(shí)例1一種環(huán)氧基硅烷表面改性的微晶白云母活性填料(600目)的制備方法。本實(shí)例所采用的微晶白云母粉體樣品產(chǎn)自四川某地特大型微晶白云母礦床。如上所述，該礦床由筆者于1997年首先發(fā)現(xiàn)。幾年來(lái)，四川鑫炬礦業(yè)資源開發(fā)股份有限公司和成都理工大學(xué)科技人員就四川微晶白云母礦石類型、化學(xué)成分、礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和選礦實(shí)驗(yàn)等方面做了一定工作，并據(jù)此開發(fā)成功了200目、325目、400目、600目、800目、1250目和2500目等不同粒度的鑫炬牌微晶白云母粉系列產(chǎn)品。本專利所有實(shí)例的不同粒度的微晶白云母樣品均取自四川鑫炬礦業(yè)資源開發(fā)股份有限公司所生產(chǎn)加工的鑫炬牌微晶白云母粉，其化學(xué)成份和物理化學(xué)性能如表1和表2所示。
表1 四川某地微晶白云母粉的化學(xué)成分(％)

注；本表引自四川鑫炬礦業(yè)資源開發(fā)股份有限公司產(chǎn)品說(shuō)明書表2 四川某地微晶白云母粉的物理化學(xué)性能 注本表引自四川鑫炬礦業(yè)資源開發(fā)股份有限公司產(chǎn)品說(shuō)明書筆者采用X-射線粉晶衍射分析(XRD，圖2)、紅外吸收光譜(IR，圖3)、熱分析(DTA-TG，圖4)和掃描電子顯微鏡(SEM，圖5)等技術(shù)方法，對(duì)本實(shí)例所用的微晶白云母粉樣品進(jìn)行了測(cè)試分析。結(jié)果表明，鑫炬牌微晶白云母粉主要由微晶白云母組成，并含少量石英、綠鱗石以及微量長(zhǎng)石等礦物；微晶白云母的礦物多型為2M1，其晶體均呈微細(xì)薄板狀晶體，粒徑小于10μm，一般1～5μm，平均5.5μm，厚度平均0.8μm，徑厚比值小，平均6.9，具有典型的“微晶”特征。
另外，本專利對(duì)實(shí)例所采用的環(huán)氧基硅烷(KH-560)偶聯(lián)劑進(jìn)行了紅外吸收光譜分析(IR，圖1)，其特征與標(biāo)準(zhǔn)譜圖相同。
本實(shí)例以600目的微晶白云母粉體為原料，采用高速加熱混合(捏合)機(jī)和干法表面改性工藝，其具體工藝過(guò)程是(1)烘干物料將微晶白云母粉體物料在加熱裝置中在110℃恒溫條件下烘干，除去物料中全部吸附水分。烘干時(shí)間應(yīng)根據(jù)物料干濕情況確定，一般在3個(gè)小時(shí)；(2)稱取物料稱取一定重量、一定粒度的微晶白云母粉體烘干物料，并按該設(shè)備的操作要求將稱取的物料裝入改性設(shè)備高速加熱混合機(jī)混合鍋中；
(3)配制稀釋劑采用乙醇含量為90％的工業(yè)酒精作為氨基硅烷偶聯(lián)劑稀釋劑。并用冰醋酸將稀釋劑pH值調(diào)節(jié)至3～7，以利于偶聯(lián)劑的水解；(4)稱取偶聯(lián)劑重量按微晶白云母粉體物料∶環(huán)氧基硅烷(KH-560)＝100∶1.1～1.6(1.4)的比例，稱(量)取一定量的環(huán)氧基硅烷(KH-560)偶聯(lián)劑。環(huán)氧基硅烷(KH-560)的計(jì)算用量和用量范圍(％)如表3所示；(5)配制表面改性劑將量取環(huán)氧基硅烷(KH-560)偶聯(lián)劑與配制的稀釋劑混合，二者的體積比為1∶3，并攪拌均勻，即得到所配制的環(huán)氧基硅烷(KH-560)表面改性劑。需要注意的是，環(huán)氧基硅烷(KH-560)表面改性溶液應(yīng)當(dāng)即配即用，以防止發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而影響使用效果；(6)加入表面改性劑將混合均勻的氨基硅烷表面改性劑用噴霧器均勻的噴灑在混合鍋內(nèi)的微晶白云母粉體物料中。其間，應(yīng)人工不斷攪拌粉體物料，以使改性劑在粉體物料中分布均勻；(7)高速混合物料設(shè)定表面改性溫度，開啟高速加熱混合機(jī)，使粉體物料在110～180℃(150℃)條件下高速混合(強(qiáng)力攪拌)30～90分鐘。其間，在粉體物料較少的情況下，應(yīng)每隔一定時(shí)間(15分鐘)停機(jī)一次，及時(shí)將混合鍋壁、蓋上粘著的粉體掃入混合鍋，使表面改性劑與粉體均勻混合；(8)改性物料的干燥待到設(shè)定高速混合時(shí)間后，按操作要求取出物料。然后，將物料在加熱裝置中在110℃恒溫條件下干燥，以進(jìn)一步促進(jìn)偶聯(lián)劑與礦物表面的結(jié)合。干燥時(shí)間應(yīng)根據(jù)物料具體情況確定，一般在3個(gè)小時(shí)，即得到氨基硅烷表面改性微晶白云母活性粉體填料；(9)改性效果檢測(cè)微晶白云母粉體物料經(jīng)氨基硅烷偶聯(lián)劑表面改性后，其表面性質(zhì)將由“親水疏油”變?yōu)椤坝H油疏水”?？刹捎脻B透時(shí)間、粘度測(cè)試和紅外光譜分析等方法，對(duì)表面改性效果做進(jìn)一步檢測(cè)與評(píng)價(jià)。
表3 環(huán)氧基硅烷(KH-560)偶聯(lián)劑在微晶白云母粉表面改性中的用量(wt％)

注(1)“*”數(shù)據(jù)引自四川鑫炬礦業(yè)資源開發(fā)股份有限公司產(chǎn)品說(shuō)明書(表2)；(2)“**”數(shù)據(jù)是根據(jù)公式(1)W＝(W1×S1)/S2計(jì)算的結(jié)果，其中S2＝322m2/g圖6是不同質(zhì)量的未改性微晶白云母粉體(600目)和環(huán)氧基硅烷KH-560表面改性微晶白云母粉體(600目)在白油中的填充量及其粘度變化情況。說(shuō)明微晶白云母粉體經(jīng)環(huán)氧基硅烷KH-560表面改性后與礦物油非極性介質(zhì)有良好的相容性，達(dá)到了理想的改性效果。
實(shí)例2一種環(huán)氧基硅烷表面改性的微晶白云母活性填料(200目)的制備方法。本實(shí)例所采用的微晶白云母填料(200目)的產(chǎn)地、礦物成分、化學(xué)成分及礦物物理等特征都與本專利實(shí)例1相同；其物理化學(xué)性能如表2所示。
本實(shí)例所采用的環(huán)氧基硅烷(KH-560)偶聯(lián)劑、稀釋劑等都與本專利實(shí)例1相同；其表面改性工藝也與本專利實(shí)例1相同，如表3所示，所不同的是本實(shí)例偶聯(lián)劑的用量按微晶白云母粉體物料∶環(huán)氧基硅烷(KH-560)＝100∶0.5～0.7，環(huán)氧基硅烷(KH-560)的計(jì)算用量和用量范圍(％)如表3所示。
本實(shí)例采用與實(shí)例1相同方法，對(duì)表面改性效果進(jìn)行了表征與評(píng)價(jià)，表明達(dá)到了理想的表面改性效果。
實(shí)例3一種環(huán)氧基硅烷(KH-560)表面改性的微晶白云母活性填料(325目)的制備方法。本實(shí)例所采用的微晶白云母填料(325目)的產(chǎn)地、礦物成分、化學(xué)成分及礦物物理等特征都與本專利實(shí)例1相同；其物理化學(xué)性能如表2所示。
本實(shí)例所采用的環(huán)氧基硅烷(KH-560)偶聯(lián)劑、稀釋劑等都與本專利實(shí)例1相同；其表面改性工藝也與本專利實(shí)例1相同，如表3所示，所不同的是本實(shí)例聯(lián)劑的重量按微晶白云母粉體物料∶環(huán)氧基硅烷(KH-560)＝100∶0.9～1.3，環(huán)氧基硅烷(KH-560)的計(jì)算用量和用量范圍(％)如表3所示。
本實(shí)例采用與實(shí)例1相同方法，對(duì)表面改性效果進(jìn)行了表征與評(píng)價(jià)，表明達(dá)到了理想的表面改性效果。
實(shí)例4一種環(huán)氧基硅烷表面改性的微晶白云母活性填料(400目)的制備方法。本實(shí)例所采用的微晶白云母填料(400目)的產(chǎn)地、礦物成分、化學(xué)成分及礦物物理等特征都與本專利實(shí)例1相同；其物理化學(xué)性能如表2所示。
本實(shí)例所采用的環(huán)氧基硅烷(KH-560)偶聯(lián)劑、稀釋劑等都與本專利實(shí)例1相同；其表面改性工藝也與本專利實(shí)例1相同，如表3所示，所不同的是本實(shí)例偶聯(lián)劑的重量按微晶白云母粉體物料∶環(huán)氧基硅烷(KH-560)＝100∶1.0～1.4，環(huán)氧基硅烷(KH-560)的計(jì)算用量和用量范圍(％)如表3所示。
本實(shí)例采用與實(shí)例1相同方法，對(duì)表面改性效果進(jìn)行了表征與評(píng)價(jià)，表明達(dá)到了理想的表面改性效果。
實(shí)例5
一種環(huán)氧基硅烷表面改性的微晶白云母活性填料(800目)的制備方法。本實(shí)例所采用的微晶白云母填料(800目)的產(chǎn)地、礦物成分、化學(xué)成分及礦物物理等特征都與本專利實(shí)例1相同；其物理化學(xué)性能如表2所示。
本實(shí)例所采用的環(huán)氧基硅烷(KH-560)偶聯(lián)劑、稀釋劑等都與本專利實(shí)例1相同；其表面改性工藝也與本專利實(shí)例1相同，如表3所示，所不同的是本實(shí)例偶聯(lián)劑的重量按微晶白云母粉體物料∶環(huán)氧基硅烷(KH-560)＝100∶1.5～2.1，環(huán)氧基硅烷(KH-560)的計(jì)算用量和用量范圍(％)如表3所示。
本實(shí)例采用與實(shí)例1相同方法，對(duì)表面改性效果進(jìn)行了表征與評(píng)價(jià)，表明達(dá)到了理想的表面改性效果。
實(shí)例6一種環(huán)氧基硅烷表面改性的微晶白云母活性填料(1250目)的制備方法。本實(shí)例所采用的微晶白云母填料(1250目)的產(chǎn)地、礦物成分、化學(xué)成分及礦物物理等特征都與本專利實(shí)例1相同；其物理化學(xué)性能如表2所示。
本實(shí)例所采用的環(huán)氧基硅烷(KH-560)偶聯(lián)劑、稀釋劑等都與本專利實(shí)例1相同；其表面改性工藝也與本專利實(shí)例1相同，如表3所示，所不同的是本實(shí)例偶聯(lián)劑的重量按微晶白云母粉體物料∶環(huán)氧基硅烷(KH-560)＝100∶2.5～3.8，環(huán)氧基硅烷(KH-560)的計(jì)算用量和用量范圍(％)如表3所示。
本實(shí)例采用與實(shí)例1相同方法，對(duì)表面改性效果進(jìn)行了表征與評(píng)價(jià)，表明達(dá)到了理想的表面改性效果。
實(shí)例7一種環(huán)氧基硅烷表面改性的微晶白云母活性填料(2500目)的制備方法。本實(shí)例所采用的微晶白云母填料(2500目)的產(chǎn)地、礦物成分、化學(xué)成分及礦物物理等特征都與本專利實(shí)例1相同；其物理化學(xué)性能如表2所示。
本實(shí)例所采用的環(huán)氧基硅烷(KH-560)偶聯(lián)劑、稀釋劑等都與本專利實(shí)例1相同；其表面改性工藝也與本專利實(shí)例1相同，如表3所示，所不同的是本實(shí)例偶聯(lián)劑的重量按微晶白云母粉體物料∶環(huán)氧基硅烷(KH-560)＝100∶3.5～5.0，環(huán)氧基硅烷(KH-560)的計(jì)算用量和用量范圍(％)如表3所示。
本實(shí)例采用與實(shí)例1相同方法，對(duì)表面改性效果進(jìn)行了表征與評(píng)價(jià)，表明達(dá)到了理想的表面改性效果。
鳴謝本工作為國(guó)家自然科學(xué)基金(40472028；40272029)和四川省應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金(03JY029-026-1)資助。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)氧基硅烷表面改性的微晶白云母活性填料及其制備方法，以微晶白云母粉體為原料，采用高速加熱混合機(jī)和干法表面改性工藝，其特征是A、烘干物料，采用烘干設(shè)備烘干微晶白云母粉體物料，在110℃條件下烘干，烘干時(shí)間一般在3個(gè)小時(shí)；B、稱取物料，稱取微晶白云母粉體物料，并按該設(shè)備的操作要求將物料裝入高速加熱混合機(jī)混合鍋中；C、配制稀釋劑，采用乙醇含量為90％的工業(yè)酒精作為稀釋劑，并用冰醋酸將稀釋劑pH值調(diào)節(jié)至3～7；D、稱取偶聯(lián)劑，重量按微晶白云母粉體物料∶環(huán)氧基硅烷(KH-560)＝100∶0.5～5的比例，稱(量)取一定量的環(huán)氧基硅烷(KH-560)偶聯(lián)劑；E、配制表面改性劑，將量取環(huán)氧基硅烷(KH-560)偶聯(lián)劑與配制的稀釋劑混合，二者的體積比為1∶3，并攪拌均勻；F、加入表面改性劑，將混合均勻的氨基硅烷表面改性劑均勻的噴灑在混合鍋內(nèi)的微晶白云母粉體物料中；G、高速混合物料，設(shè)定表面改性溫度，開啟高速加熱混合機(jī)，使粉體物料在110～180℃條件下高速混合30～90分鐘；H、改性物料的干燥，將高速加熱混合后的物料在加熱裝置中在110℃條件下干燥，干燥時(shí)間一般在3個(gè)小時(shí)，即得到氨基硅烷表面改性微晶白云母活性粉體填料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)氧基硅烷(KH-560)表面改性微晶白云母活性填料的制備方法，其特征是A、所說(shuō)的環(huán)氧基硅烷(KH-560)，全名為γ-(2，3環(huán)氧丙氧基)三甲氧基硅烷，分子式是 B、對(duì)于環(huán)氧基硅烷(KH-560)表面改性的不同粒度的微晶白云母活性填料系列產(chǎn)品，環(huán)氧基硅烷(KH-560)相對(duì)于微晶白云母的百分用量分別是200目，0.5～0.8％；325目，0.8～1.2％；400目，1.0～1.3％；600目，1.2～1.6％；800目，1.6～2.2％；1250目，2.5～3.5％；2500目，3.5～4.5％；C、本制備方法對(duì)于碎云母、絹云母、伊利石的表面改性同樣適合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種環(huán)氧基硅烷表面改性微晶白云母活性填料及其制備方法，以微晶白云母粉體為原料，采用高速加熱混合機(jī)和干法工藝，首先是烘干微晶白云母粉體物料，烘干溫度110℃；其次是稱取物料，并裝入混合鍋中；第3是配制稀釋劑，用冰醋酸將乙醇含量90％工業(yè)酒精pH值調(diào)節(jié)至3～7；第4是稱取偶聯(lián)劑，重量比例按物料∶氨基硅烷＝100∶0.5～5；第5是配制表面改性劑，將偶聯(lián)劑與稀釋劑混合均勻，二者體積比為1∶3；第6是加入表面改性劑，將改性劑均勻噴灑在混合鍋內(nèi)的物料中；第7是高速混合物料，使物料在110～180℃條件下高速混合30～90分鐘；第8是干燥改性物料，干燥溫度110℃。原料豐富，改性質(zhì)量高，工藝方便，用途廣泛，能夠產(chǎn)生明顯經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C09C1/28GK1752155SQ200510021669
公開日2006年3月29日 申請(qǐng)日期2005年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月15日
發(fā)明者汪靈, 葉巧明, 劉菁, 林金輝, 喬峰, 王一鳴 申請(qǐng)人:成都理工大學(xué)