一種滑石、絹云母與硅油插層復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種滑石、絹云母與硅油插層復(fù)合材料及其制備方法。它是在礦物的結(jié)晶結(jié)構(gòu)層之間插有聚二甲基硅氧烷所形成的一種復(fù)合材料。制備方法步驟如下：1）使用無機(jī)酸與還原劑對(duì)滑石、絹云母進(jìn)行活化和除雜；2）酸活化后脫水、烘干；3）滑石、絹云母與硅油共同研磨，形成插層化合物，所得產(chǎn)物即為滑石、絹云母與硅油插層復(fù)合材料。本發(fā)明所制備的復(fù)合材料，可以在與塑膠材料的混合，大大提高混合物的機(jī)械強(qiáng)度，并提高礦物在塑膠材料中的充填度，同時(shí)，操作簡單、成本低廉。
【專利說明】一種滑石、絹云母與硅油插層復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種滑石、絹云母與硅油插層復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]滑石和絹云母是分布廣泛的層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物，和其它具有類似結(jié)構(gòu)的礦物相t匕，它們通常結(jié)晶細(xì)小，且表面與有機(jī)聚合材料具有較好的親和性，因此常被用作塑膠材料的添加劑。在用作塑膠填料之前，此類礦物一般需要經(jīng)過超細(xì)粉碎和改性，以增加它們與塑膠材料的共混性和親和力。在機(jī)械粉碎過程中，礦物易團(tuán)聚成二次顆粒，難以達(dá)到所期待的粒度，而且表面改性也難以徹底改變礦物表面固有的親水性，因此天然礦物在塑膠材料中的填充度很低，并且充填后常導(dǎo)致塑膠材料機(jī)械強(qiáng)度降低。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種滑石、絹云母與硅油插層復(fù)合材料及其制備方法。
[0004]滑石、絹云母與硅油插層復(fù)合材料是:在滑石、絹云母的結(jié)晶結(jié)構(gòu)層之間插有硅油所形成的一種復(fù)合材料。
[0005]所述的滑石是具有層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽礦物，化學(xué)式為Mg3[Si401(l] (OH)2 ;所述的絹云母是天然細(xì)粒白云母，是具有層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽礦物，化學(xué)式為KAl2[AlSi3O1J (OH, F)2。所述的硅油是聚二甲基硅氧烷，分子式是:(CH3) 3SiO[ (CH3) 2SiO]n-Si (CH3) 3。
[0006]滑石、絹云母與硅油插層復(fù)合材料的制備方法的步驟如下:
1)經(jīng)分離提純的滑石或絹云母礦物中，加入5至10倍重量，質(zhì)量百分濃度為3%至10%的無機(jī)酸，再加入礦物重量0.5%至2%的連二亞硫酸鈉，攪拌均勻制成懸浮液礦漿，在常溫下反應(yīng)6~24小時(shí)，期間不斷攪拌；
2)過濾或離心脫水，清洗2~4次，60至80°C烘干；
3)冷卻至常溫后，每一重量份步驟2)的脫水后的物料加0.8至1.5份硅油，攪拌均勻后在高剪切研磨機(jī)中研磨I至2小時(shí)，制得滑石、絹云母與硅油插層復(fù)合材料。
[0007]所述的無機(jī)酸為鹽酸、硫酸中的一種或幾種。所述的高剪切研磨機(jī)為球磨機(jī)、輥磨機(jī)、棒磨機(jī)或珠磨機(jī)。
[0008]滑石、絹云母與硅油混合物在研磨的過程中，由于礦物表面性質(zhì)與硅油的親和力，以及研磨過程的機(jī)械-化學(xué)力，硅油會(huì)進(jìn)入礦物的結(jié)晶結(jié)構(gòu)層，形成插層化合物?；?、絹云母與硅油插層化合物的層間距在10納米以上，層片之間的結(jié)合力被大大削弱，從而在與塑膠材料的共混過程中易于形成沿層片之間的剝離，礦物層片與塑膠材料的混合將大大提高混合物的機(jī)械強(qiáng)度，并提高礦物在塑膠材料中的充填度。
【具體實(shí)施方式】
[0009]滑石、絹云母與硅油插層復(fù)合材料是:在滑石、絹云母的結(jié)晶結(jié)構(gòu)層之間插有硅油所形成的一種復(fù)合材料。
[0010]所述的滑石是具有層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽礦物，化學(xué)式為Mg3[Si401(l] (OH)2 ;所述的絹云母是天然細(xì)粒白云母，是具有層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽礦物，化學(xué)式為KAl2[AlSi3O1J (OH, F)2。所述的硅油是聚二甲基硅氧烷，分子式是:(CH3) 3SiO[ (CH3) 2SiO]n-Si (CH3) 3。
[0011]滑石、絹云母與硅油插層復(fù)合材料的制備方法的步驟如下:
1)經(jīng)分離提純的滑石或絹云母礦物中，加入5至10倍重量，質(zhì)量百分濃度為3%至10%的無機(jī)酸，再加入礦物重量0.5%至2%的連二亞硫酸鈉，攪拌均勻制成懸浮液礦漿，在常溫下反應(yīng)6~24小時(shí)，期間不斷攪拌；
2)過濾或離心脫水，清洗2~4次，60至80°C烘干；
3)冷卻至常溫后，每一重量份步驟2)的脫水后的物料加0.8至1.5份硅油，攪拌均勻后在高剪切研磨機(jī)中研磨I至2小時(shí)，制得滑石、絹云母與硅油插層復(fù)合材料。
[0012]所述的無機(jī)酸為鹽酸、硫酸中的一種或幾種。所述的高剪切研磨機(jī)為球磨機(jī)、輥磨機(jī)、棒磨機(jī)或珠磨機(jī)。滑石、絹云母與硅油混合物在研磨的過程中，由于礦物表面性質(zhì)與硅油的親和力，以及研磨過程的機(jī)械-化學(xué)力，硅油會(huì)進(jìn)入礦物的結(jié)晶結(jié)構(gòu)層，形成插層化合物。 [0013]實(shí)施例1
1)經(jīng)分離提純的滑石，加10倍重量，質(zhì)量百分濃度為10%的鹽酸，再加入滑石重量1.0%的連二亞硫酸鈉，攪拌均勻制成懸浮液礦漿，在常溫下反應(yīng)6小時(shí)，期間不斷攪拌；
2)過濾脫水，清洗2次，60°C烘干；
3)冷卻至常溫后，每一重量份步驟2)的脫水后的物料加1份硅油，攪拌均勻后在球磨機(jī)中研磨I小時(shí)，制得滑石、絹云母與硅油插層復(fù)合材料。
[0014]實(shí)施例2
O經(jīng)分離提純的滑石，加5倍重量，質(zhì)量百分濃度為8%的硝酸，再加入滑石重量1.0%的連二亞硫酸鈉，攪拌均勻制成懸浮液礦漿，在常溫下反應(yīng)6小時(shí)，期間不斷攪拌；
2)離心脫水，清洗4次，60°C烘干；
3)冷卻至常溫后，每一重量份步驟2)的脫水后的物料加1份硅油，攪拌均勻后在球磨機(jī)中研磨I小時(shí)，制得滑石、絹云母與硅油插層復(fù)合材料。
[0015]實(shí)施例3
1)經(jīng)分離提純的絹云母，加10倍重量，質(zhì)量百分濃度為8%的鹽酸，再加入絹云母重量
2.0%的連二亞硫酸鈉，攪拌均勻制成懸浮液礦漿，在常溫下反應(yīng)12小時(shí)，期間不斷攪拌；
2)過濾脫水，清洗3次，80°C烘干；
3)冷卻至常溫后，每一重量份步驟2)的脫水后的物料加1.5份硅油，攪拌均勻后在輥磨機(jī)中研磨2小時(shí)，制得滑石、絹云母與硅油插層復(fù)合材料。
[0016]實(shí)施例4
1)經(jīng)分離提純的絹云母，加10倍重量，質(zhì)量百分濃度為10%的硫酸，再加入絹云母重量
2.0%的連二亞硫酸鈉，攪拌均勻制成懸浮液礦漿，在常溫下反應(yīng)12小時(shí)，期間不斷攪拌；
2)離心脫水，清洗4次，80°C烘干；
3)冷卻至常溫后，每一重量份步驟2)的脫水后的物料加1.5份硅油，攪拌均勻后在輥磨機(jī)中研磨2小時(shí)，制得滑石、絹云母與硅油插層復(fù)合材料。
【權(quán)利要求】
1.一種滑石、絹云母與硅油插層復(fù)合材料，其特征在于，在滑石、絹云母的結(jié)晶結(jié)構(gòu)層之間插有硅油所形成的一種復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滑石、絹云母與硅油插層復(fù)合材料，其特征在于，所述的滑石是具有層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽礦物，化學(xué)式為Mg3[Si401(l] (OH)2 ;所述的絹云母是天然細(xì)粒白云母，是具有層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽礦物，化學(xué)式為KAUAlSi3O1J (OH, F)2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滑石、絹云母與硅油插層復(fù)合材料，其特征在于，所述的硅油是聚二甲基硅氧烷，分子式是:(CH3) 3SiO[ (CH3) 2SiO]n-Si (CH3) 3。
4.一種如權(quán)利要求1所述滑石、絹云母與硅油插層復(fù)合材料的制備方法，其特征在于它的步驟如下: 1)經(jīng)分離提純的滑石或絹云母礦物中，加入5至10倍重量，質(zhì)量百分濃度為3%至10%的無機(jī)酸，再加入礦物重量0.5%至2%的連二亞硫酸鈉，攪拌均勻制成懸浮液礦漿，在常溫下反應(yīng)6~24小時(shí)，期間不斷攪拌； 2)過濾或離心脫水，清洗2~4次，60至80°C烘干； 3)冷卻至常溫后，每一重量份步驟2)的脫水后的物料加0.8至1.5份硅油，攪拌均勻后在高剪切研磨機(jī)中研磨I至2小時(shí)，制得滑石、絹云母與硅油插層復(fù)合材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種滑石、絹云母與硅油插層復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述的無機(jī)酸為鹽酸、硫酸中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述 的一種滑石、絹云母與硅油插層復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述的高剪切研磨機(jī)為球磨機(jī)、輥磨機(jī)、棒磨機(jī)或珠磨機(jī)。
【文檔編號(hào)】C08K3/34GK103937030SQ201410169429
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月25日
【發(fā)明者】葉瑛, 秦文莉, 紀(jì)曉聲, 陳雪剛, 夏枚生, 閆康康, 李林蔚 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)