本發(fā)明涉及利用粘土礦物為原料，將選礦分離獲得精礦的濃縮礦漿直接進行表面有機化改性處理，并結合超細分散和噴霧干燥工藝，制備成橡膠等高分子復合材料的補強填料。

技術背景：

海泡石礦物為一種具有鏈層狀結構的含水富鎂硅酸鹽黏土礦物，根據成因不同，分為熱液成因和沉積成因。為2:1型結構礦物，在每個2:1單位結構層中，硅氧四面體晶片角頂每隔一定距離方向反轉，形成層鏈狀，鎂氧八面體層等距離夾在四面體層間，從而在四面體條帶間形成與鏈平行的通道，橫斷面約0.36×l.06nm，充填沸石水和結晶水。按照brauner模型，其理論結構式為：(si12)(mg8)o30(oh)4(oh2)4·8h2o。純凈的天然海泡石礦物為白色，但由于各種雜質的影響，天然海泡石大多呈淺灰色、暗灰、黃褐色、磚紅色、淺藍綠色。海泡石礦物特殊的孔道結構和巨大的比表面積，使其均具有優(yōu)異的吸附性、脫色性、流變性、懸浮性、隔熱性、絕緣性、抗腐蝕性、抗輻射及熱穩(wěn)定等性能。已廣泛用于室內空氣凈化、油漆、涂料等眾多領域。

由于海泡石礦物為天然親水性納米纖維，具有很高的表面能，易于團聚，較難均勻的分散到低表面能的橡膠、塑料等高分子材料的基體中。根據橡膠等高分子復合材料對補強填料尺寸、結構及性能的要求，通過改變其粒徑、表面結構，降低表面能，變成具有一定的疏水功能、分散性好的有機粉體至關重要。目前，常規(guī)的提純海泡石粉體改性的生產工藝為：天然海泡石原礦，經粉碎、制漿、分級、重力選礦，得提純礦漿，再經濃縮、脫水、干燥、粉碎、超細研磨后，得到高品位海泡石粉體。通過對該提純海泡石粉體進行干法或濕法有機化改性，才能夠最終獲得有機海泡石粉體。對比研究表明，濕法有機化改性得到的有機化改性海泡石粉體的表面有機包覆層的一致性好，產品均勻、性能穩(wěn)定，是獲得高品質填料和填充復合材料的首選方法。但濕法工藝過程繁瑣，且需要二次脫水、二次干燥和二次粉碎，不僅能耗高，耗時長，而且設備占用多。有關海泡石等粘土礦物的改性及其作為補強填料的研究報道很多。其中相關的專利如zl.101230210b發(fā)明了一種有機改性硅酸鹽礦物粘土的制備方法，zl.201210575512發(fā)明了一步法制備表面有機化改性納米礦物纖維的工藝，zl.201210575451發(fā)明了一種二次偶聯(lián)改性礦物粉體填料及其制備工藝，cn1045981a公開了一種利用低品位海泡石原礦作為橡膠補強劑及制備方法，cn105482476a公開了一種噴霧干燥法制備納米粘土/丁苯橡膠粉末改性瀝青的方法，cn201610473133.x公開了一種直接利用納米海泡石粉、膨潤土、碳酸鈣微球為填料制備防水橡膠密封材料的方法，zl.201210453952.x提出了一種用納米海泡石粉改性的氯磺化聚乙烯橡膠電纜料，zl.201210427688.2公開了一種納米海泡石改性的氯醇橡膠密封墊，zl.201310457977.1公開了一種改性海泡石粉的聚苯醚樹脂電纜護套料及其制備方法，zl.87104729.2發(fā)明催化酸處理海泡石、膨潤土以及其它類似硅酸鹽礦物制造橡膠及其它聚合物補強填料的新工藝方法。上述粘土礦物表面改性的發(fā)明雖各有千秋，但在實際生產和應用中，總是面臨這樣或那樣的挑戰(zhàn)。有些工藝復雜，有些耗時很長，或者缺乏經濟可行性。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的為針對當前濕法改性技術中存在的提純精礦礦漿需經濃縮、脫水、烘干、粉碎、再制漿后有機化表面改性，再脫水、烘干、超細研磨解離等繁瑣的工藝過程，提供一種表面有機化改性粘土礦物補強填料的制備方法。該方法根據礦漿zeta電位的數值，作為改性依據來調節(jié)礦漿的參數，選擇具有緩沖功能的復合磷酸鹽作為礦漿調節(jié)劑，并使用含有兩種以上成分的復合有機化試劑來改性。本發(fā)明有效的減少了微細粒粘土礦漿因粘度大、脫水效率低、過程復雜、能耗高帶來的困難，避免了多次脫水的困境。同時，減少二次改性作業(yè)，提高生產效率和有機化改性粉體的性能。

本發(fā)明的技術方案為：

一種表面有機化改性粘土礦物補強填料，該填料由以下方法制得，包括以下步驟：

(1)在zeta電位分析儀的檢測下，向攪拌下的濃縮粘土礦物礦漿中滴加磷酸鹽復合礦漿調節(jié)劑，當zeta電位為-0.025mv～0.025mv時，停止加入調節(jié)劑，得到調節(jié)優(yōu)化礦漿；

所述的濃縮礦漿固含量為10％～30％；

所述的磷酸鹽復合礦漿調節(jié)劑為磷酸鹽溶于稀鹽酸形成的溶液，其中磷酸鹽為六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉、磷酸二氫鈉，磷酸二氫鉀、磷酸二氫鈣中的一種或兩種，稀鹽酸質量百分濃度為0.5％～3％的，每升稀鹽酸中加入1.0g～100.0g磷酸鹽固體；

所述的粘土礦物為海泡石、高嶺石、蒙脫石、凹凸棒石、伊利石、綠泥石或滑石；

(2)將復合有機化試劑在攪拌下滴入上步得到調節(jié)優(yōu)化礦漿中，復合有機化試劑的加入量為礦漿中所含固體重量的5％～50％；

所述復合有機化試劑為添加劑和稀釋劑形成的混合液；稀釋劑為無水乙醇、環(huán)己烷、丙酮或異丙醇，體積比稀釋劑：添加劑＝2～25:1；

所述的添加劑為偶聯(lián)劑，或者偶聯(lián)劑與表面活性劑的混合物；當含有表面活性劑為液體時，偶聯(lián)劑與表面活性劑的體積比＝1：1～0.05；當含有表面活性劑為固體時，偶聯(lián)劑與表面活性劑的比例為1ml:1～0.05g；

(3)在超聲波設備中，超聲波作用4min～10min，使礦漿發(fā)生高速空化作用，將海泡石纖維束分散解離；

(4)通過工業(yè)微波爐將礦漿加熱到35℃～80℃，保溫5～10min.；

(5)利用真空負壓設備產生3×10^-2～8×10^-3pa的負壓，將超聲波、微波處理后的礦漿循環(huán)真空細化；

(6)用高壓噴槍將上步得到的改性礦漿噴入烘干窯中，經收塵系統(tǒng)得到改性超細粉體，即表面有機化改性粘土礦物補強填料；其參數為：噴嘴口徑為1.2～1.5mm，空氣壓力0.3mpa，流量300～600l/min，控制礦漿噴出量250～500ml/min。

所述濃縮粘土礦物礦漿的電位值為-0.1～-0.4毫伏；

所述偶聯(lián)劑為：雙(三乙氧基硅基丙基)二硫化物、γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、n-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯或3-巰丙基三甲氧基硅烷中的一種或任意兩種。

所述表面活性劑包括十二烷基磺酸鈉，十六烷基苯磺酸鈉，十二烷基三甲基溴化銨，十六烷基三甲基溴化銨或聚山梨酯。

所述的粘土礦物優(yōu)選為海泡石。

所述回轉干燥窯爐的加熱溫度為105℃～250℃。

步驟(1)中所述的濃縮粘土礦物礦漿中礦物的粒徑范圍為d50小于10μm。

所述的表面有機化改性粘土礦物補強填料的應用，該填料可單獨使用或與炭黑聯(lián)合使用作為改性粉體與橡膠基體共混；其中，改性粉體的添加量為50～120分，炭黑添加量為0～50分；

所述的橡膠具體為三元乙丙橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠或天然橡膠。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明以選礦富集過程中得到的提純海泡石濃縮礦漿為改性對象。即直接在選礦工序中對經初步脫水的濃縮精礦漿進行有機化改性。同時，借助高速攪拌、超聲和循環(huán)真空減壓過程，將濃縮精礦漿中的海泡石纖維束進行解束、分散，從而形成單根分散的納米級海泡石礦漿，加速和促進海泡石的改性進程。此外，利用噴霧閃蒸干燥手段，通過控制霧滴的尺寸，減少單個霧滴中海泡石纖維顆粒的數量，霧滴進入回轉干燥窯爐時，高溫使水分迅速氣化而發(fā)生閃蒸，僅剩有限數量的納米纖維聚集成微小的顆粒，避免了常規(guī)干燥過程中纖維顆粒間的二次團聚。即通過該工藝過程就能夠一次性完成提純海泡石礦物纖維束的納米化解離，和海泡石纖維表面的有機化改性。

最終制備出與橡膠基體親和性好、易于均勻分散在橡膠基體中的補強填料。用該工藝改性的提純粘土礦物不僅粒徑細小，而且與橡膠基體的親和性好，單獨使用或與炭黑聯(lián)合使用，補強的復合橡膠的力學性能不低于純粹炭黑補強的橡膠，并且來源廣范、價格低廉，生產和使用過程中，幾乎沒有污染。該填料能明顯提高天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠、三元乙丙橡膠等各種復合橡膠的力學性能，成為納米纖維功能補強填料，并具有改善生產作業(yè)環(huán)境的功能。具體體現在：

對正常選礦流程得到的提純、濃縮精礦漿直接進行纖維束的分散解離，納米加工和有機化改性處理，避免了常規(guī)技術中的多次脫水、干燥和粉碎過程，大幅度的減少中間環(huán)節(jié)，降低能耗、節(jié)省成本、提高效率。

利用礦漿的zeta電位為依據，調節(jié)礦漿的相關參數。同時，以具有緩沖功能的復合磷酸鹽作為礦漿調節(jié)劑，克服了常規(guī)改性過程中，用強酸、強堿調節(jié)礦漿時引起的ph值波動帶來的不確定性，提高了生產過程中的可操作性，使有機化反應始終保持在最佳反應條件下進行。

利用復合有機化試劑，接枝不同類型官能團，能夠更好地滿足不同類型橡膠補強，提高性能的實際需求。

利用超聲波和工業(yè)微波加熱結合的技術，通過空化和微波強化作用，使海泡石纖維束在強烈的撕裂作用下，發(fā)生纖維束解離。加上微波使礦漿由內向外獲得均勻快速、高效、可控的受熱，有利于大規(guī)模工業(yè)化生產。

利用真空減壓的循環(huán)過程，使海泡石纖維束得到進一步的高效的解離，有利于形成單根分散的海泡石納米纖維。

在纖維束分散解離成單根分散礦漿的過程中，強烈的機械攪拌、超聲波分散和微波加熱過程，能夠促使反應試劑與礦物表面接觸的概率顯著增加，使反應更完全，即每一顆粒子表面的活性點位都能夠與有機化劑接觸，反應更充分，質量更穩(wěn)定。

有機化改性后的礦漿，通過高速噴霧技術形成微細粒霧滴，每一個霧滴中所包含的納米海泡石纖維的數量有限，通過閃蒸迅速脫水，僅剩的礦物顆粒難以聚集成大顆粒，從而避免了常規(guī)干燥過程中，礦物纖維顆粒間在加熱過程中再次團聚，形成大顆粒團聚體的可能性。改性后，有機化改性海泡石的表面能由改性前的100～150mj/m²，下降到26～32mj/m²，這種低表面能與橡膠、塑料等高分子材料的表面能接近，所以，增加了與橡膠等的親和性、相容性，易于分散到高分子材料中，起到優(yōu)異的補強性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提純海泡石纖維的納米解束和表面有機改性的工藝流程圖。

具體實施方式

本發(fā)明涉及的zeta電位測試中的zeta電位分析儀(nanoplus，美國麥克儀器公司)，該儀器采用了高靈敏度測量技術，可同時滿足低濃度和高濃度樣品納米粒度與zeta電位分析的要求，濃度范圍由0.001％到40％，可檢測粒徑從0.6nm到10μm，濃度從0.00001％到40％的樣品的粒徑。

實施例1

將1kgd50小于10μm的海泡石礦粉(d50小于10μm為：粉體樣品中有50％顆粒的直徑是小于10μm，d50也稱中位粒徑。)在攪拌速度500rpm條件下加入15l水中，攪拌30min，停止攪拌，形成均勻的分散礦漿。自然沉降12h后，虹吸法吸出上層懸浮礦漿。放入離心罐中，離心機轉速為1500rpm條件下，離心5min，倒出、合并上層懸浮的礦漿，就得到提純礦漿。然后洗凈去除沉渣后的離心罐，倒入提純礦漿，再次放到離心機中，設定離心機轉速為4500rpm，離心5min，倒出上清液，刮出下部濃稠泥漿攪勻，就得到取提純后海泡石的濃縮礦漿，經測定該礦漿的密度為1.10g/ml，濃縮礦漿的固含量為18.2％；

取上述固含量為18.2％的濃縮精礦漿500ml于2l燒杯中，礦漿中含有100g的海泡石固體，其測得礦漿的初始zeta電位-0.16mv，在轉速為300rpm的攪拌狀態(tài)下，將每升含有20g焦磷酸鈉的質量百分比為1％鹽酸復合礦漿調節(jié)劑滴入礦漿，直至礦漿的zeta電位至接近0.0mv時停止滴加。

保持攪拌機轉速仍為300rpm，然后加入用25ml無水乙醇稀釋溶解的5.0mlγ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和0.25ml雙(三乙氧基硅基丙基)二硫化物制成的復合有機化試劑，然后再調整轉速到5000rpm，攪拌5min后，1800w超聲波處理5min后(使礦漿發(fā)生高速空化作用，將海泡石纖維束分散解離)，微波加熱到礦漿溫度為55℃后保溫5min，用泥漿泵將礦漿泵入真空均質乳化罐設備(hzj-10)，在罐內壓力為3×10^-2pa的料筒中，啟動設備，循環(huán)均質三次(將超聲波、微波處理后的礦漿循環(huán)真空細化)后，排出的礦漿引入噴嘴口徑為1.2mm，空氣壓力0.3mpa，流量600l/min，礦漿噴出量400ml/min的噴槍儲料罐中，進行氣流噴霧，在高速氣流帶動礦漿噴出后，形成微細粒霧滴，霧滴在高速氣流帶動下進入溫度為250℃的回轉干燥窯中閃蒸脫水、再烘干30min，用布袋收塵，經密封包裝，就得到具有補強橡膠功能的硅烷偶聯(lián)劑改性的有機化改性海泡石粉體產品。

該改性粉體補強三元乙丙橡膠的制備方法如下：

將100g的三元乙丙橡膠放入混煉機(ty-160雙輥煉膠機江都市天源實驗機械有限公司)塑煉包輥，依次加入不同質量分數的助劑、填料，其配方為(單位：分。所述的“分”為本領域工業(yè)實際中常用的單位，也就是100g橡膠原料中加入其他成分的重量，如100g橡膠原料中加入10g××就是指××的添加量為10分，加入150g×××就是×××的添加量為150分)：防老劑2、氧化鋅3、硬脂酸2.5、改性海泡石粉體80、炭黑20、硫化促進劑cz1.5、促進劑tmtd1、芳烴油3等進行混煉，經倒膠、打包，最后加入硫磺2.5。再經倒膠、打包后，出片，放置24h后用平板硫化機進行樣品的硫化，硫化時間為無轉子硫化儀測得的正硫化時間t90，然后用電子萬能拉力機測試其力學性能。其結果見表1.

實施例2

將1kgd50小于10μm的海泡石礦粉在攪拌速度500rpm條件下加入15l水中，攪拌30min，停止攪拌，形成均勻的分散礦漿。自然沉降12h后，虹吸法吸出上層懸浮礦漿。放入離心罐中，離心機轉速為1500rpm條件下，離心5min，倒出、合并上層懸浮的礦漿，就得到提純礦漿。然后洗凈去除沉渣后的離心罐，倒入提純礦漿，再次放到離心機中，設定離心機轉速為4500rpm，離心7min，倒出上清液，刮出下部濃稠泥漿攪勻，就得到取提純后海泡石的濃縮礦漿，經測定該濃縮礦漿的固含量為26.1％，其密度為1.15g/ml；

取提純后海泡石固含量約為26.1％的濃縮精礦漿500ml于2l燒杯中，該礦漿含有150g的海泡石固體，其測得礦漿的初始zeta電位-0.23mv，在轉速為300rpm的攪拌狀態(tài)下，將含有0.5g/l磷酸二氫鈉和0.5g/l磷酸二氫鉀的3％鹽酸復合礦漿調節(jié)劑滴入礦漿，直至礦漿的zeta電位至接近0.0mv時停止滴加。

保持攪拌機轉速仍為300rpm，然后加入用60ml異丙醇稀釋溶解的7.5ml雙(三乙氧基硅基丙基)二硫化物和7.5g十二烷基三甲基溴化銨制成的復合有機化試劑，然后再調整轉速到10000rpm攪拌8min后，1800w超聲波處理4min后，微波加熱到礦漿溫度為80℃后保溫5min，用泥漿泵將礦漿泵入真空均質乳化罐設備(hzj-10)，在罐內壓力為8×10^-3pa的料筒中，啟動設備，循環(huán)均質三次后，排出的礦漿引入噴嘴口徑為1.5mm，空氣壓力0.3mpa，流量600l/min，礦漿噴出量500ml/min的噴槍儲料罐中，進行氣流噴霧，在高速氣流帶動礦漿噴出后，形成微細粒霧滴，霧滴在高速氣流帶動下進入溫度為150℃的回轉干燥窯中脫水、再烘干60min，用布袋收塵，經密封包裝，就得到具有補強橡膠功能的偶聯(lián)劑改性的有機化改性海泡石粉體產品。該改性粉體補強丁苯橡膠的制備方法如下：

將100g的丁苯橡膠放入混煉機(ty-160雙輥煉膠機江都市天源實驗機械有限公司)塑煉包輥，依次加入不同質量分數(單位：分)：防老劑2、氧化鋅3、硬脂酸2.5、改性海泡石粉體100、硫化促進劑cz2.5、促進劑tmtd1.2、芳烴油5等進行混煉，最后加入硫磺2.5。經倒膠、打包后，出片，放置24h后用平板硫化機進行樣品的硫化，硫化時間為無轉子硫化儀測得的正硫化時間t90，然后用電子萬能拉力機測試其力學性能。其結果見表1.

實施例3

將1kgd50小于10μm的海泡石礦粉在攪拌速度500rpm條件下加入15l水中，攪拌30min，停止攪拌，形成均勻的分散礦漿。自然沉降12h后，虹吸法吸出上層懸浮礦漿。放入離心罐中，離心機轉速為1500rpm條件下，離心5min，倒出、合并上層懸浮的礦漿，就得到提純礦漿。然后洗凈去除沉渣后的離心罐，倒入提純礦漿，再次放到離心機中，設定離心機轉速為4500rpm，離心8min，倒出上清液，刮出下部濃稠泥漿攪勻，就得到取提純后海泡石的濃縮礦漿，濃縮礦漿的固含量為30％，其密度為1.18g/ml；

取提純后海泡石固含量為約為30％的濃縮精礦漿500ml于2l燒杯中，該礦漿含有177g的海泡石固體，其測得礦漿的初始zeta電位-0.25mv，在轉速為300rpm的攪拌狀態(tài)下，將含有100g/l六偏磷酸鈉的0.5％鹽酸復合礦漿調節(jié)劑滴入礦漿，直至礦漿的zeta電位至接近0.0mv時停止滴加。

保持攪拌機轉速仍為300rpm，然后加入用6.0ml環(huán)己烷稀釋溶解的2.0ml異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯和0.85ml聚山梨酯制成的復合有機化試劑，然后再調整轉速到8000rpm攪拌6min后，1800w超聲波處理6min后，微波加熱到礦漿溫度為60℃后保溫5min，用泥漿泵將礦漿泵入真空均質乳化罐設備(hzj-10)，在罐內壓力為3×10^-3pa的料筒中，啟動設備，循環(huán)均質三次后，排出的礦漿引入噴嘴口徑為1.2mm，空氣壓力0.3mpa，流量500l/min，礦漿噴出量360ml/min的噴槍儲料罐中，進行氣流噴霧，在高速氣流帶動礦漿噴出后，形成微細粒霧滴，霧滴在高速氣流帶動下進入溫度為150℃的回轉干燥窯中脫水、再烘干60min，用布袋收塵，經密封包裝，就得到具有補強橡膠功能的鈦酸酯偶聯(lián)劑改性的有機化改性海泡石粉體產品。該改性粉體補強氯丁橡膠的制備方法如下：

將100g的氯丁橡膠放入混煉機(ty-160雙輥煉膠機江都市天源實驗機械有限公司)塑煉包輥，依次加入不同質量分數(單位：分)：防老劑3、氧化鋅5、石蠟1、氧化鎂4、硬脂酸1.5、改性海泡石粉體100、硫化促進劑cz2.5、促進劑tmtd1.2、菜籽油5、芳烴油5等進行混煉，最后加入硫磺2.5。經倒膠、打包后，出片，放置24h后用平板硫化機進行樣品的硫化，硫化時間為無轉子硫化儀測得的正硫化時間t90，然后用電子萬能拉力機測試其力學性能。其結果見表1.

實施例4

將1kgd50小于10μm的海泡石礦粉在攪拌速度500rpm條件下加入15l水中，攪拌30min，停止攪拌，形成均勻的分散礦漿。自然沉降12h后，虹吸法吸出上層懸浮礦漿。放入離心罐中，離心機轉速為1500rpm條件下，離心5min，倒出、合并上層懸浮的礦漿，就得到提純礦漿。然后去除沉渣后的離心罐洗凈，倒入提純礦漿，再次放到離心機中，設定離心機轉速為4500rpm，離心7min，倒出上清液，刮出下部濃稠泥漿攪勻，就得到取提純后海泡石的濃縮礦漿，經測定該濃縮礦漿的固含量為26.1％，其密度為1.15g/ml；

取提純后海泡石固含量為約為26.1％的濃縮精礦漿500ml于2l燒杯中，該礦漿含有150g的海泡石固體，其測得礦漿的初始zeta電位-0.23mv，在轉速為300rpm的攪拌狀態(tài)下，將含有10g/l六偏磷酸鈉和20g/l磷酸二氫鈣的2％鹽酸復合礦漿調節(jié)劑滴入礦漿，直至礦漿的zeta電位至接近0.0mv時停止滴加。

保持攪拌機轉速仍為300rpm，然后加入用69ml丙酮稀釋溶解的5.0mln-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和1.0ml聚山梨酯制成的復合有機化試劑，然后再調整轉速到2500rpm攪拌10min后，1800w超聲波處理8min后，微波加熱到礦漿溫度為35℃后保溫10min，用泥漿泵將礦漿泵入真空均質乳化罐設備(hzj-10)，在罐內壓力為8×10^-2pa用泥漿泵將礦漿泵入真空減壓均質機的料筒中，啟動設備，循環(huán)均質三次后，排出的礦漿引入噴嘴口徑為1.5mm，空氣壓力0.3mpa，流量500l/min，礦漿噴出量460ml/min的噴槍儲料罐中，進行氣流噴霧，在高速氣流帶動礦漿噴出后，形成微細粒霧滴，霧滴在高速氣流帶動下進入溫度為105℃的回轉干燥窯中脫水、再烘干100min，用布袋收塵，經密封包裝，就得到具有補強橡膠功能的偶聯(lián)劑改性的有機化改性海泡石粉體產品。該改性粉體補強順丁橡膠的制備方法如下：

將100g的順丁橡膠放入混煉機(ty-160雙輥煉膠機江都市天源實驗機械有限公司)塑煉包輥，依次加入不同質量分數(單位：分)：防老劑3、氧化鋅5、石蠟1、硬脂酸1.5、改性海泡石粉體100、硫化促進劑cz2.5、促進劑tmtd1.2、芳烴油5等進行混煉，最后加入硫磺2.0。經倒膠、打包后，出片，放置24h后用平板硫化機進行樣品的硫化，硫化時間為無轉子硫化儀測得的正硫化時間t90，然后用電子萬能拉力機測試其力學性能。其結果見表1.

實施例5

將1kgd50小于10μm的海泡石礦粉在攪拌速度500rpm條件下加入15l水中，攪拌30min，停止攪拌，形成均勻的分散礦漿。自然沉降12h后，虹吸法吸出上層懸浮礦漿。放入離心罐中，離心機轉速為1500rpm條件下，離心5min，倒出、合并上層懸浮的礦漿，就得到提純礦漿。然后去除沉渣后的離心罐洗凈，倒入提純礦漿，再次放到離心機中，設定離心機轉速為4500rpm，離心3min，倒出上清液，刮出下部濃稠泥漿攪勻，就得到取提純后海泡石的濃縮礦漿，濃縮礦漿的固含量為10％，其密度為1.05g/ml；取提純后海泡石固含量為約為10％的濃縮精礦漿500ml于2l燒杯中，該礦漿含有52.5g的海泡石固體，其測得礦漿的初始zeta電位-0.12mv，在轉速為300rpm的攪拌狀態(tài)下，將含有10g/l六偏磷酸鈉和20g/l磷酸二氫鈣的2％鹽酸復合礦漿調節(jié)劑滴入礦漿，直至礦漿的zeta電位至接近0.0mv時停止滴加。

保持攪拌機轉速仍為300rpm，然后加入用15ml無水乙醇稀釋溶解的5ml3-巰丙基三甲氧基硅烷和0.5g十六烷基三甲基溴化銨制成的復合有機化試劑，然后再調整轉速到5000rpm攪拌10min后，1800w超聲波處理5min后，微波加熱到礦漿溫度為45℃后保溫6min，用泥漿泵將礦漿泵入真空均質乳化罐設備(hzj-10)，在罐內壓力為1×10^-3pa用泥漿泵將礦漿泵入真空減壓均質機的料筒中，啟動設備，循環(huán)均質三次后，排出的礦漿引入噴嘴口徑為1.5mm，空氣壓力0.3mpa，流量400l/min，礦漿噴出量450ml/min的噴槍儲料罐中，進行氣流噴霧，在高速氣流帶動礦漿噴出后，形成微細粒霧滴，霧滴在高速氣流帶動下進入溫度為200℃的回轉干燥窯中脫水、再烘干30min，用布袋收塵，經密封包裝，就得到具有補強橡膠功能的偶聯(lián)劑改性的有機化改性海泡石粉體產品。該改性粉體補強丁腈橡膠的制備方法如下：

將100g的丁腈橡膠放入雙輥混煉機(ty-160雙輥煉膠機江都市天源實驗機械有限公司)塑煉包輥，依次加入不同質量分數(單位：分)：防老劑3.0、氧化鋅3.5、石蠟2、硬脂酸1.5、改性海泡石粉體100、硫化促進劑cz1.5、促進劑tmtd1.2、芳烴油5等進行混煉，最后加入硫磺2.0。經倒膠、打包后，出片，放置24h后用平板硫化機進行樣品的硫化，硫化時間為無轉子硫化儀測得的正硫化時間t90，然后用電子萬能拉力機測試其力學性能。其結果見表1.

實施例6

將1kgd50小于10μm的海泡石礦粉在攪拌速度500rpm條件下加入15l水中，攪拌30min，停止攪拌，形成均勻的分散礦漿。自然沉降12h后，虹吸法吸出上層懸浮礦漿。放入離心罐中，離心機轉速為1500rpm條件下，離心5min，倒出、合并上層懸浮的礦漿，就得到提純礦漿。然后去除沉渣后的離心罐洗凈，倒入提純礦漿，再次放到離心機中，設定離心機轉速為4500rpm，離心4min，倒出上清液，刮出下部濃稠泥漿攪勻，就得到取提純后海泡石的濃縮礦漿,濃縮礦漿的固含量為14.8％，其密度為1.08g/ml。

取提純后海泡石固含量為約為14.8％的濃縮精礦漿500ml于2l燒杯中，該礦漿含有80g的海泡石固體，其測得礦漿的初始zeta電位-0.16mv，在轉速為300rpm的攪拌狀態(tài)下，將含有10g/l焦磷酸鈉和20g/l磷酸二氫鈉的1％鹽酸復合礦漿調節(jié)劑滴入礦漿，直至礦漿的zeta電位至接近0.0mv時停止滴加。

保持攪拌機轉速仍為300rpm，然后加入用15ml異丙醇稀釋溶解的5.0ml二苯基二甲氧基硅烷和1.0g十二烷基磺酸鈉制成的復合有機化試劑，然后調整轉速到5000rpm攪拌10min后，1800w超聲波處理5min后，微波加熱到礦漿溫度為55℃后保溫6min，用泥漿泵將礦漿泵入真空均質乳化罐設備(hzj-10)，在罐內壓力為1×10^-3pa用泥漿泵將礦漿泵入真空減壓均質機的料筒中，啟動設備，循環(huán)均質三次后，排出的礦漿引入噴嘴口徑為1.2mm，空氣壓力0.3mpa，流量400l/min，礦漿噴出量350ml/min的噴槍儲料罐中，進行氣流噴霧，在高速氣流帶動礦漿噴出后，形成微細粒霧滴，霧滴在高速氣流帶動下進入溫度為220℃的回轉干燥窯中脫水、再烘干30min，用布袋收塵，經密封包裝，就得到具有補強橡膠功能的偶聯(lián)劑改性的有機化改性海泡石粉體產品。該改性粉體補強三元乙丙橡膠的制備方法如下：

將100g的三元乙丙橡膠放入雙輥混煉機(ty-160雙輥煉膠機江都市天源實驗機械有限公司)塑煉包輥，依次加入不同質量分數(單位：分)：防老劑2.5、氧化鋅3、硬脂酸2.5、改性海泡石粉體100、硫化促進劑cz1.5、促進劑tmtd1、芳烴油3.5等進行混煉，最后加入硫磺2.5。經倒膠、打包后，出片，放置24h后用平板硫化機進行樣品的硫化，硫化時間為無轉子硫化儀測得的正硫化時間t90，然后用電子萬能拉力機測試其力學性能。其結果見表1.

實施例7

將1kgd50小于10μm的凹凸棒石礦粉在攪拌速度500rpm條件下加入15l水中，攪拌30min，停止攪拌，形成均勻的分散礦漿。自然沉降12h后，虹吸法吸出上層懸浮礦漿。放入離心罐中，離心機轉速為1500rpm條件下，離心5min，倒出、合并上層懸浮的礦漿，就得到提純礦漿。然后去除沉渣后的離心罐洗凈，倒入提純礦漿，再次放到離心機中，設定離心機轉速為4500rpm，離心5min，倒出上清液，刮出下部濃稠泥漿攪勻，就得到取提純后凹凸棒石的濃縮礦漿，測定該礦漿的密度為1.10g/ml，濃縮礦漿的固含量為18.5％；

取提純后固含量為約為18.5％的凹凸棒石濃縮精礦漿500ml于2l燒杯中，該礦漿含有101.8g的凹凸棒石固體，其測得礦漿的初始zeta電位-0.25mv，在轉速為300rpm的攪拌狀態(tài)下，將含有10g/l焦磷酸鈉和20g/l磷酸二氫鈉的1％鹽酸復合礦漿調節(jié)劑滴入礦漿，直至礦漿的zeta電位至接近0.0mv時停止滴加。

保持攪拌機轉速仍為300rpm，然后加入用50ml異丙醇稀釋溶解1.0ml3-巰丙基三甲氧基硅烷和1.0g十六烷基苯磺酸鈉制成的復合有機化試劑，然后調整轉速到8000rpm攪拌10min后，1800w超聲波處理5min后，微波加熱到礦漿溫度為55℃后保溫6min，用泥漿泵將礦漿泵入真空均質乳化罐設備(hzj-10)，在罐內壓力為6×10^-3pa用泥漿泵將礦漿泵入真空減壓均質機的料筒中，啟動設備，循環(huán)均質三次后，排出的礦漿引入噴嘴口徑為1.2mm，空氣壓力0.3mpa，流量400l/min，礦漿噴出量350ml/min的噴槍儲料罐中，進行氣流噴霧，在高速氣流帶動礦漿噴出后，形成微細粒霧滴，霧滴在高速氣流帶動下進入溫度為220℃的回轉干燥窯中脫水、再烘干30min，用布袋收塵，經密封包裝，就得到具有補強橡膠功能的偶聯(lián)劑改性的有機化改性凹凸棒石粉體產品。該改性粉體補強三元乙丙橡膠的制備方法如下：

將100g的三元乙丙橡膠放入雙輥混煉機(ty-160雙輥煉膠機江都市天源實驗機械有限公司)塑煉包輥，依次加入不同質量分數(單位：分)：防老劑3.5、氧化鋅3、硬脂酸2.0、改性凹凸棒石粉體100、硫化促進劑cz1.5、促進劑tmtd1、芳烴油3.5等進行混煉，最后加入硫磺2.5。經倒膠、打包后，出片，放置24h后用平板硫化機進行樣品的硫化，硫化時間為無轉子硫化儀測得的正硫化時間t90，然后用電子萬能拉力機測試其力學性能。其結果見表1.

實施例8

將1kgd50小于10μm的蒙脫石礦粉在攪拌速度500rpm條件下加入10l水中，攪拌30min，停止攪拌，形成均勻的分散礦漿。自然沉降12h后，虹吸法吸出上層懸浮礦漿。放入離心罐中，離心機轉速為1200rpm條件下，離心5min，倒出、合并上層懸浮的礦漿，就得到提純礦漿。然后去除沉渣后的離心罐洗凈，倒入提純礦漿，再次放到離心機中，設定離心機轉速為3500rpm，離心6min，倒出上清液，刮出下部濃稠泥漿攪勻，就得到取提純后蒙脫石的濃縮礦漿，經測定該礦漿的密度為1.11g/ml，濃縮礦漿的固含量為20.2％；

取提純后固含量為約為20.2％的蒙脫石濃縮精礦漿500ml于2l燒杯中，該礦漿含有112.1g的蒙脫石固體，其測得礦漿的初始zeta電位-0.18mv，在轉速為300rpm的攪拌狀態(tài)下，將含有10g/l六偏磷酸鈉和20g/l磷酸二氫鈣的2％鹽酸復合礦漿調節(jié)劑滴入礦漿，直至礦漿的zeta電位至接近0.0mv時停止滴加。

保持攪拌機轉速仍為300rpm，然后加入用30ml異丙醇稀釋溶解的5.0ml二苯基二甲氧基硅烷和1.0g十二烷基磺酸鈉制成的復合有機化試劑，然后再調整轉速到7000rpm攪拌10min后，1800w超聲波處理5min后，微波加熱到礦漿溫度為60℃后保溫6min，用泥漿泵將礦漿泵入真空均質乳化罐設備(hzj-10)，在罐內壓力為3×10^-3pa用泥漿泵將礦漿泵入真空減壓均質機的料筒中，啟動設備，循環(huán)均質三次后，排出的礦漿引入噴嘴口徑為1.2mm，空氣壓力0.3mpa，流量400l/min，礦漿噴出量350ml/min的噴槍儲料罐中，進行氣流噴霧，在高速氣流帶動礦漿噴出后，形成微細粒霧滴，霧滴在高速氣流帶動下進入溫度為220℃的回轉干燥窯中脫水、再烘干30min，用布袋收塵，經密封包裝，就得到具有補強橡膠功能的偶聯(lián)劑改性的有機化改性蒙脫石粉體產品。該改性粉體補強丁苯橡膠的制備方法如下：

將100g的丁苯橡膠放入雙輥混煉機(ty-160雙輥煉膠機江都市天源實驗機械有限公司)塑煉包輥，依次加入不同質量分數(單位：分)：防老劑2.5、氧化鋅3、硬脂酸2.5、改性蒙脫石粉體100、硫化促進劑cz2.0、促進劑tmtd1、芳烴油3.5等進行混煉，最后加入硫磺2.5。經倒膠、打包后，出片，放置24h后用平板硫化機進行樣品的硫化，硫化時間為無轉子硫化儀測得的正硫化時間t90，然后用電子萬能拉力機測試其力學性能。其結果見表1.

實施例9

將1kgd50小于10μm的高嶺石礦粉在攪拌速度500rpm條件下加入10l水中，攪拌30min，停止攪拌，形成均勻的分散礦漿。自然沉降2h后，虹吸法吸出上層懸浮礦漿。放入離心罐中，離心機轉速為500rpm條件下，離心5min，倒出、合并上層懸浮的礦漿，就得到提純礦漿。然后去除沉渣后的離心罐洗凈，倒入提純礦漿，再次放到離心機中，設定離心機轉速為2500rpm，離心4min，倒出上清液，刮出下部濃稠泥漿攪勻，就得到取提純后高嶺石的濃縮礦漿，經測定該礦漿的密度為1.12g/ml，濃縮礦漿的固含量為18.6％；

取提純后高嶺石固含量為約為18.6％的濃縮精礦漿500ml于2l燒杯中，該礦漿含有104.0g的高嶺石固體，其測得礦漿的初始zeta電位-0.22mv，在轉速為300rpm的攪拌狀態(tài)下，將含有0.5g/l磷酸二氫鈉和0.5g/l磷酸二氫鉀的3％鹽酸復合礦漿調節(jié)劑滴入礦漿，直至礦漿的zeta電位至接近0.0mv時停止滴加。

保持攪拌機轉速仍為300rpm，然后加入用50ml異丙醇稀釋溶解的1.0ml雙(三乙氧基硅基丙基)二硫化物和1.0g十二烷基三甲基溴化銨制成的復合有機化試劑，然后再調整轉速到9000rpm攪拌10min后，1800w超聲波處理5min后，微波加熱到礦漿溫度為50℃后保溫6min，用泥漿泵將礦漿泵入真空均質乳化罐設備(hzj-10)，在罐內壓力為2×10^-3pa用泥漿泵將礦漿泵入真空減壓均質機的料筒中，啟動設備，循環(huán)均質三次后，排出的礦漿引入噴嘴口徑為1.2mm，空氣壓力0.3mpa，流量400l/min，礦漿噴出量350ml/min的噴槍儲料罐中，進行氣流噴霧，在高速氣流帶動礦漿噴出后，形成微細粒霧滴，霧滴在高速氣流帶動下進入溫度為220℃的回轉干燥窯中脫水、再烘干30min，用布袋收塵，經密封包裝，就得到具有補強橡膠功能的偶聯(lián)劑改性的有機化改性高嶺石粉體產品。該改性粉體補強天然橡膠的制備方法如下：

將100g的天然橡膠放入雙輥混煉機(ty-160雙輥煉膠機江都市天源實驗機械有限公司)塑煉包輥，依次加入不同質量分數(單位：分)：防老劑2.5、氧化鋅3、硬脂酸2.0、改性高嶺石粉體100、硫化促進劑cz1.5、促進劑tmtd1、芳烴油3.5等進行混煉，最后加入硫磺2.5。經倒膠、打包后，出片，放置24h后用平板硫化機進行樣品的硫化，硫化時間為無轉子硫化儀測得的正硫化時間t90，然后用電子萬能拉力機測試其力學性能。其結果見表1.

實施例10

將1kgd50小于10μm的伊利石礦粉在攪拌速度500rpm條件下加入10l水中，攪拌30min，停止攪拌，形成均勻的分散礦漿。自然沉降3h后，虹吸法吸出上層懸浮礦漿。放入離心罐中，離心機轉速為1000rpm條件下，離心5min，倒出、合并上層懸浮的礦漿，就得到提純礦漿。然后去除沉渣后的離心罐洗凈，倒入提純礦漿，再次放到離心機中，設定離心機轉速為3000rpm，離心4min，倒出上清液，刮出下部濃稠泥漿攪勻，就得到取提純后伊利石的濃縮礦漿經測定該礦漿的密度為1.13g/ml，濃縮礦漿的固含量為19.5％；

取提純后伊利石固含量為約為19.5％的濃縮精礦漿500ml于2l燒杯中，該礦漿含有110g的海泡石固體，其測得礦漿的初始zeta電位-0.23mv，在轉速為300rpm的攪拌狀態(tài)下，將含有10g/l焦磷酸鈉和20g/l磷酸二氫鈉的1％鹽酸復合礦漿調節(jié)劑滴入礦漿，直至礦漿的zeta電位至接近0.0mv時停止滴加。

保持攪拌機轉速仍為300rpm，然后加入用50ml無水乙醇稀釋溶解的5.0mlγ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和0.25g十六烷基苯磺酸鈉制成的復合有機化試劑，然后調整轉速到8000rpm攪拌10min后，1800w超聲波處理5min后，微波加熱到礦漿溫度為55℃后保溫6min，用泥漿泵將礦漿泵入真空均質乳化罐設備(hzj-10)，在管內壓力為5×10^-2pa用泥漿泵將礦漿泵入真空減壓均質機的料筒中，啟動設備，循環(huán)均質三次后，排出的礦漿引入噴嘴口徑為1.2mm，空氣壓力0.3mpa，流量400l/min，礦漿噴出量350ml/min的噴槍儲料罐中，進行氣流噴霧，在高速氣流帶動礦漿噴出后，形成微細粒霧滴，霧滴在高速氣流帶動下進入溫度為220℃的回轉干燥窯中脫水、再烘干30min，用布袋收塵，經密封包裝，就得到具有補強橡膠功能的偶聯(lián)劑改性的有機化改性伊利石粉體產品。該改性粉體補強三元乙丙橡膠的制備方法如下：

將100g的三元乙丙橡膠放入雙輥混煉機(ty-160雙輥煉膠機江都市天源實驗機械有限公司)塑煉包輥，依次加入不同質量分數(單位：分)：防老劑2.5、氧化鋅3、硬脂酸2.5、改性伊利石粉體100、硫化促進劑cz1.5、促進劑tmtd1、芳烴油3.5等進行混煉，最后加入硫磺2.5。經倒膠、打包后，出片，放置24h后用平板硫化機進行樣品的硫化，硫化時間為無轉子硫化儀測得的正硫化時間t90，然后用電子萬能拉力機測試其力學性能。其結果見表1.

表1不同實施例所得改性海泡石粉體的參數和補強橡膠的效果

通過表1的數據說明，利用本發(fā)明改性的粘土礦物，其粒徑小于3μm，表面能由改性前的100mj/m²以上，大幅下降到30mj/m²左右，接近橡膠等高分子材料，根據“相似相容”理論，表面改性粘土礦物具有補強高分子材料的潛質。實驗數據也證明，在總填充分數為100分的條件下，得到的補強復合橡膠的性能非常優(yōu)異，許多性能高于有關研究報告中炭黑填料的補強效果。由此我們可以知道，經過有機化改性后的海泡石及其他類型的粘土礦物，由于顆粒間的松散堆積、黏連性減少，堆密度大幅減少，分散性和流動性提高。該填料添加到橡膠的混煉過程中，吃粉速度快，分散的均勻。同時，表面有機化使其吸附空氣中水分的能力下降，填料含水率降低，有利于減少填充橡膠在高溫硫化過程中發(fā)生鼓泡的可能性，從而保證填充橡膠的品質。最終制備出與橡膠基體親和性好、易于均勻分散在橡膠基體中的高品質補強填料。

本發(fā)明未盡事宜為公知技術。