專利名稱：含偶聯(lián)劑的改性硅白粉的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程塑料填充材料，特別涉及一種用于工程塑料填充材料的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉。
背景技術(shù)：
眾所周知塑料的各項性能指標(biāo)是母體樹脂所提供的，但在工程中的應(yīng)用具有一定的局限性、單一性，如何擴大塑料的應(yīng)用范圍這就需要在塑料中加入填充材料使其成為工程塑料。
鈦白粉被公認(rèn)為最好的塑料填充材料。鈦白粉作為戰(zhàn)略儲備物資，應(yīng)用資源受到限制，近年來價格始終保持高位。對于鈦白粉的替代材料，人們進(jìn)行了大量的材料和改性工藝方面的探索，取得了不少進(jìn)展，但在遮蓋率和耐老化性能上始終沒有完全取得突破，鈦白粉還是被公認(rèn)為最好的塑料填充材料。因此，研制鈦白粉的替代材料對降低工程塑料(樹脂產(chǎn)品)的價格非常重要。 .

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述鈦白粉的替代材料問題，提供一種與鈦白粉特性接近的用于工程塑料填充材料的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉。
實現(xiàn)本發(fā)明目的技術(shù)方案是 一種含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，它的組成為
Si02 41-50%， CaO 46-50%， A1203 2-5%， MgO 2-5%，以上百分比為重量百
分比，其特征在于，它的表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑偶聯(lián)處理。
進(jìn)一步地，所述硅烷偶聯(lián)劑的重量為改性硅白粉總重量的2-3%。進(jìn)一步地，上述的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，其燒失量LOSS〈2。/。。進(jìn)一步地，上述的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，其物理結(jié)構(gòu)為針狀結(jié)構(gòu)，粒
度為-10微米到1250目，長徑比為7: 1-15: 1。進(jìn)一步地，上述的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，其纖維長度為
0.05mm-0.20mm，白度為85%-96%。
由于采用了上述的技術(shù)解決方案，上述含偶聯(lián)劑的改性硅白粉在高溫下具有柔性流動性能、高強度、高留著率、使用方便，在不改變現(xiàn)有工藝及原有填料的前提下，適當(dāng)調(diào)整材料比例，可以有效的提高樹脂產(chǎn)品的各項物理
指標(biāo)及抗紫外線(老化)指標(biāo)。經(jīng)檢測表明上述含偶聯(lián)劑的改性硅白粉具
有增強塑料性能，它的加入使塑料的抗拉、抗壓強度提高25%，彈性摸量提高30%。完全解決了用于工程塑料填充材料鈦白粉的替代問題，顯著降低了工程塑料的成本。
Si02 41-50%,
:百分比，其特征
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
一種含偶聯(lián)劑的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，它的組成為
CaO 46-50%， A1203 2-5%， MgO 2-5%，以上百分比為重i
在于，它的表面經(jīng)硅垸偶聯(lián)劑偶聯(lián)處理。
上述硅烷偶聯(lián)劑的重量為改性硅白粉總重量的2-3%。上述的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，其燒失量L0SS<2%。上述的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，其物理結(jié)構(gòu)為針狀結(jié)構(gòu)，粒度為-10微
米到1250目，長徑比為7: 1-15: 1。上述的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉的纖維
長度為0.05mm-0.20mm，白度為85%-96%。實施例1
一種改性硅白粉，它的組成為Si02 41%，CaO 50%，A1203 4%，MgO 5%，
以上百分比為重量百分比。上述改性硅白粉的制造方法選用進(jìn)口硅礦石，改變粉碎方法，采用超生粉碎法，按礦物紋理切割，使硅白粉呈針狀結(jié)構(gòu)，在計算機仿真控制下，長徑比和粒度離散性得到有效控制，改變材料表
4面物理特性,與鈦白粉特性更接近。經(jīng)過與硅垸偶聯(lián)劑偶聯(lián)進(jìn)行復(fù)合表面處理后，上述改性硅白粉在高溫下具有柔性流動性能，實驗中發(fā)現(xiàn)，其流動性超過金紅石型鈦白粉。硅材料具有天然抗老化的能力，其抗老化性能不需要特殊處理。硅烷偶聯(lián)劑為南京大學(xué)生產(chǎn)的N-66。
該含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，其燒失量LOSS〈2。/。。其物理結(jié)構(gòu)為針狀結(jié)構(gòu)，粒度為-10微米到1250目，長徑比為7: 1-15: 1。其纖維長度為0.05腿-0.20廳，白度為96%。
實施例2
一種改性硅白粉，它的組成為Si02 50%，CaO 46%，A1203 2%，MgO 2%，
以上百分比為重量百分比。上述改性硅白粉的制造方法選用進(jìn)口硅礦石，改變粉碎方法，采用超生粉碎法，按礦物紋理切割，使硅白粉呈針狀結(jié)構(gòu)，在計算機仿真控制下，長徑比和粒度離散性得到有效控制，改變材料表面物理特性，與鈦白粉特性更接近。經(jīng)過與上述改性硅白粉重量的2%的硅垸偶聯(lián)劑偶聯(lián)進(jìn)行復(fù)合表面處理后，上述含偶聯(lián)劑的改性硅白粉在高溫下具有柔性流動性能，實驗中發(fā)現(xiàn)，其流動性超過金紅石型鈦白粉。硅材料具有天然抗老化的能力，其抗老化性能不需要特殊處理。硅垸偶聯(lián)劑為南京大學(xué)
生產(chǎn)的N-90。
上述的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，其燒失量LOSS《M。其物理結(jié)構(gòu)為針狀結(jié)構(gòu)，粒度為-10微米到1250目，長徑比為7: 1-15: 1。其纖維長度為0.05畫-0.20醒，白度為85%。
實施例3
一種改性硅白粉，它的組成為
Si02 45%,CaO 48%，A1203 3.5%,MgO 3.5%，
以上百分比為重量百分比。上述改性硅白粉的制造方法選用進(jìn)口硅礦石，改變粉碎方法，采用超生粉碎法，按礦物紋理切割，使硅白粉呈針狀結(jié)構(gòu)，在計算機仿真控制下，長徑比和粒度離散性得到有效控制，改變材料表
面物理特性,與鈦白粉特性更接近。經(jīng)過與上述改性硅白粉重量的2.5%的硅
烷偶聯(lián)劑偶聯(lián)進(jìn)行復(fù)合表面處理后，上述含偶聯(lián)劑的改性硅白粉在高溫下具有柔性流動性能，實驗中發(fā)現(xiàn)，其流動性超過金紅石型鈦白粉。硅材料具有天然抗老化的能力，其抗老化性能不需要特殊處理。硅烷偶聯(lián)劑為南京大
學(xué)生產(chǎn)的N-66。
上述的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，其燒失量LOSS〈2M。其物理結(jié)構(gòu)為針狀結(jié)構(gòu)，粒度為-IO微米到1250目，長徑比為7: 1-15: 1。其纖維長度為0.05mm-0.20腿，白度為90.5%。
實施例4
一種改性硅白粉，它的組成為
Si02 40.5%，CaO 50%，A1203 4.5%，MgO 5%，
上述改性硅白粉的制造方法選用進(jìn)口硅礦石，改變粉碎方法，采用超生粉碎法，按礦物紋理切割，使硅白粉呈針狀結(jié)構(gòu)，在計算機仿真控制下，長徑比和粒度離散性得到有效控制，改變材料表面物理特性,與鈦白粉特性
更接近。經(jīng)過與上述改性硅白粉重量的3%的硅垸偶聯(lián)劑偶聯(lián)進(jìn)行復(fù)合表面
處理后，上述含偶聯(lián)劑的改性硅白粉在高溫下具有柔性流動性能，實驗中發(fā)現(xiàn)，其流動性超過金紅石型鈦白粉。硅材料具有天然抗老化的能力，其抗
老化性能不需要特殊處理。硅垸偶聯(lián)劑為南京大學(xué)生產(chǎn)的N-90。
上述的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，其燒失量L0SS〈2。/。。其物理結(jié)構(gòu)為針狀結(jié)構(gòu)，粒度為-IO微米到1250目，長徑比為7: 1-15: 1。其纖維長度為0.05mm-0.20匪，白度為93%。
上述改性硅白粉與硅垸偶聯(lián)劑偶聯(lián)的方法，包括如下步驟A、 加入改性硅白粉將待偶聯(lián)的改性硅白粉加入到偶聯(lián)反應(yīng)罐中；
B、 加入硅垸偶聯(lián)劑打開所述偶聯(lián)反應(yīng)罐的攪拌裝置，攪動使改性硅 白粉旋轉(zhuǎn)，將硅垸偶聯(lián)劑直接噴灑在所述改性硅白粉中，攪拌裝置旋轉(zhuǎn)速度 越高，越有助于硅烷偶聯(lián)劑分散，所述硅垸偶聯(lián)劑的用量為所述改性硅白粉 重量的2.0-3.0%;
C、 加快攪拌速度控制所述偶聯(lián)反應(yīng)罐攪拌裝置的旋轉(zhuǎn)速度，使步驟B
獲得的混合物的溫度達(dá)到13(TC，此時硅烷偶聯(lián)劑氣化，吸附在所述改性硅 白粉表面，使所述改性硅白粉的形狀由棒狀變成橄欖狀；
D、 偶聯(lián):繼續(xù)加快攪拌裝置的旋轉(zhuǎn)速度，步驟B獲得的混合物反應(yīng)13-20 分鐘后，所述改性硅白粉與硅垸偶聯(lián)劑偶聯(lián)完成。
硅烷偶聯(lián)劑含兩個活性官能團(tuán)，可分別與有機物和無機物起反應(yīng)，能改 善填料與高分子材料之間界面特性，增強含偶聯(lián)劑的改性硅白粉與樹脂形成
的立體網(wǎng)狀協(xié)同效應(yīng)，在樹脂產(chǎn)品內(nèi)部形成網(wǎng)狀鏈接結(jié)構(gòu)，使樹脂產(chǎn)品的物 理強度有明顯的增強，有效提高了產(chǎn)品的抗撕裂性能，使產(chǎn)品的強度和韌性 達(dá)到了統(tǒng)一，在保持樹脂產(chǎn)品表面平整與良好的光澤以及抗洗刷和抗風(fēng)化性 能都有良好的表現(xiàn)。
上述含偶聯(lián)劑的改性硅白粉具有高耐熱性、電絕緣性和化學(xué)惰性，在橡 膠和塑料工業(yè)上用作增強填料，特別是制造樹脂型材、橡膠、鞋底和非黑色 的各類橡塑產(chǎn)品，配入適量硅白粉，可以使產(chǎn)品具有較高的耐磨性；作為熱 塑和彈性材料的填充劑，在電學(xué)、力學(xué)和熱學(xué)性質(zhì)方面，優(yōu)于石棉和滑石原 料，并且對人完全沒有害處，有利于工人的身體健康，改善工作環(huán)境。
上述含偶聯(lián)劑的改性硅白粉配入聚丙烯塑料中，能提高產(chǎn)品的電絕緣 性，并使產(chǎn)品易加工，易著色，改善產(chǎn)品光學(xué)性能，降低產(chǎn)品吸濕性；配入 環(huán)氧樹脂中，可減少其收縮性，增強其穩(wěn)定性和抗熱沖擊強度，也可制成塑 膠粘合劑；因其有增強和加固作用，而常用于涂料及尼龍壓模等材料生產(chǎn)。
上述含偶聯(lián)劑的改性硅白粉最顯著的特點是高強度、高留著率、使用 方便，在不改變現(xiàn)有工藝及原有填料的前提下，適當(dāng)調(diào)整材料比例，可以有 效的提高樹脂產(chǎn)品的各項物理指標(biāo)及抗紫外線(老化)指標(biāo)。
經(jīng)檢測表明上述含偶聯(lián)劑的改性硅白粉增強了高低溫下的分散性和流
7動性，在產(chǎn)品定型時保持了蜂窩狀的結(jié)構(gòu)，使產(chǎn)品的抗拉力和柔性都得到了 加強，具有增強塑料性能。它的加入使塑料的抗拉、抗壓強度提高25%，彈
性摸量提高30%。
含偶聯(lián)劑的改性硅白粉具有優(yōu)質(zhì)亮柔白色的作用，在PVC塑鋼中應(yīng)用
發(fā)現(xiàn)除替代顏料級鈦白粉外，其他各項物化力學(xué)指標(biāo)也得以大大提高。在作 為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)白色和柔和淺色調(diào)的涂料時，對提高涂料的韌性和耐用性起到十 分明顯的效果，適用于室外涂料、交通標(biāo)識線等要求較高的領(lǐng)域，在保持涂 料表面平整與良好的光澤以及抗洗刷和抗風(fēng)化性能都有良好的表現(xiàn)。另外， 由于含偶聯(lián)劑的改性硅白粉具有低的吸油性，實際應(yīng)用時還可減少涂料的吸 油量并保持堿性，具有抗腐蝕能力。
另外，由于增強硅白粉具有低的吸油性，實際應(yīng)用時還可減少樹脂產(chǎn)品 的吸油量并保持堿性，具有抗腐蝕能力。
水溶性增強硅白粉可以用在色漿、水溶性油墨等領(lǐng)域。在有效增加色漿、 油墨的鮮艷度及抗紫外線能力方面有很好的表現(xiàn)。
該產(chǎn)品還可以在紡織色漿中代替鈦白粉和立德粉，可以有效的提高產(chǎn)品 的遮蓋率和吸附率。 .
改性處理后的增強硅白粉具有熱膨脹系數(shù)低，在高溫條件下易與樹脂共 溶、不含化學(xué)結(jié)合水或碳酸鹽以及具有針狀晶形等特性，因此用增強硅白粉 作樹脂填料，能降低產(chǎn)品的收縮率和減少出現(xiàn)翹曲、開裂現(xiàn)象，并能提高坯 體強度和壓型質(zhì)量，改善產(chǎn)品機械性能，達(dá)到提高產(chǎn)品物理性能的目標(biāo)。
相對鈦白粉作為工程塑料的填充材料，上述改性硅白粉替代鈦白粉可使
工程塑料的每噸成本下降1/3，從而取得了顯著的經(jīng)濟效益。
以上實施例僅供說明本發(fā)明之用，而非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域 的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換 或變型，因此所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本發(fā)明的范疇，應(yīng)由各權(quán)利要 求所限定。
8
權(quán)利要求
1、一種含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，它的組成為SiO2 41-50％，CaO 46-50％，Al2O3 2-5％，MgO2-5％，以上百分比為重量百分比，其特征在于，它的表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑偶聯(lián)處理。
2、 如權(quán)利要求1所述的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，其特征在于，所述硅 烷偶聯(lián)劑的重量為改性硅白粉總重量的2-3%。
3、 如權(quán)利要求1所述的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，其特征在于，其燒失 量LOSS〈20/。。
4、 如權(quán)利要求1所述的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，其特征在于，其物理 結(jié)構(gòu)為針狀結(jié)構(gòu)，粒度為-10微米到1250目，長徑比為7: 1-15: 1。
5、 如權(quán)利要求2所述的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，其特征在于，其纖維 長度為0.05mm-0.20mm，白度為85%-96%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于工程塑料填充材料的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉。該含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，它的組成為SiO₂ 41-50％，CaO 46-50％，Al₂O₃ 2-5％，MgO2-5％，以上百分比為重量百分比，它的表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑偶聯(lián)處理。上述含偶聯(lián)劑的改性硅白粉在高溫下具有柔性流動性能、高強度、高留著率、使用方便，在不改變現(xiàn)有工藝及原有填料的前提下，適當(dāng)調(diào)整材料比例，可以有效的提高樹脂產(chǎn)品的各項物理指標(biāo)及抗紫外線指標(biāo)，完全解決了用于工程塑料填充材料鈦白粉的替代問題，顯著降低了工程塑料的成本。
文檔編號C09C1/40GK101497750SQ200810033280
公開日2009年8月5日 申請日期2008年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月31日
發(fā)明者明 倪, 倪國慶, 朱海月 申請人:上海麥登復(fù)合材料有限公司