[發明專利]一種高柔韌性、高分剝性的合成云母晶體片及其制備方法

無效

• 申請號: 201210137160.1
• 申請日: 2012-05-04
• 公開（公告）號: CN102718229A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 楊修直
• 申請（專利權）人: 楊修直
• 主分類號: C01B33/42
• 分類號: C01B33/42
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 鄧繼軒

技術領域

本發明涉及一種高柔韌性、高分剝性的合成云母晶體片及其制備方法，屬于非金屬新材料領域。

背景技術

人工合成云母晶體有著幾十年的發展歷史。在中國，早在上世紀六十年代，上海硅酸鹽研究所就進行了深入研究，并取得了不少的研究成果。目前，主要的合成方法有水熱法、高溫熔融法和坩鍋法。研究之初，主要目的是為了取代天然云母而使用在電子元器件及電力工業上作為絕緣材料，因而，要求晶體的尺寸（面積）要大，即所謂的剝片云母產率要高，因此，研究開發中更注重晶體片的尺寸生長。上海硅酸鹽研究所用外加晶種坩鍋法生長出了當時世界上最大尺寸的合成云母單晶片（書冊狀）而廣受學術界關注，但成品率低，制備成本高，產量小而無法工業化大規模生產；水熱法在制備水脹云母方面有報道，由于需要高溫高壓的苛刻反應條件和低產成率而未能實現工業化生產。內熱電阻法制備合成云母晶體片，成本低，產量大，每爐少則幾噸，多則數十噸，易于規模化工業生產，有著其它制備方法不具備的優勢，但這種方法存在的缺點是不能控制晶體的生長方向和晶體排布，得到的大都是小晶體片、多晶片，能夠分剝出規格晶體片的產率不到5%，95%以上都是達不到剝片云母規格的小晶體合成云母碎，這些小晶片合成云母碎雖可制成合成云母紙，進而制成合成云母板、合成云母帶及各種絕緣品，但使用量較少，限制了該行業的發展。

在上世紀九十年代，以天然云母為基材而生產的珠光顏料迅速發展，到2010年以天然云母為基材的珠光顏料的產品銷量達8萬噸/年以上，產品廣泛應用于涂料（包括汽車涂料）、化妝品、合成革、印刷、印染、塑料等多個行業。全世界的天然云母供應90%來自印度，經多年開采，天然云母質量越來越差，產量越來越少，而價格越來越高，2010年天然云母的價格就上漲了50%，人們又將目光轉移到了人工合成云母上，合成云母粉有著比天然云母粉更高的白度、更好的透明度、更好的絕緣性，這些特性使得以合成云母粉為基材制得的珠光顏料白度更好（銀白系列），色彩更鮮艷（虹彩、金屬色系列），從而為合成云母碎的應用打開了廣闊的空間，為整個合成云母行業的發展提供了廣闊的空間。但合成云母與天然云母相比，也有一大缺點，合成云母硬而脆，即柔韌性差，一般小于柔韌性35%（卷繞法），另外分剝性也較差，導致制成粉的厚度大，徑厚比小。這在珠光顏料的使用上是致命的缺點，厚度大就會導致在相同的粒徑下，徑厚比小，包覆率低，色飽和度低，甚至不產生珠光效果，特別是對小粒徑的影響更大。因此，合成云母碎要能取代天然云母應用于珠光顏料行業，需要解決合成云母的硬而脆，可分剝性差的關鍵技術難題。中國專利CN03135050.x公開了一種人工晶體合成云母及制備方法和裝置，采用石英砂、鎂砂、氧化鋁粉，氟硅酸鉀和碳酸鉀為原料，用三相電加熱熔融法制備人工晶體合成云母，這種方法不能解決合成云母片硬而脆，分剝差的關鍵技術難題。中國專利CN200510044178.7也公開了一種人工晶體合成云母及制備方法，也是利用石英砂、鎂砂、氧化鋁粉，氟硅酸鉀和碳酸鉀為原料，采用兩相電源加熱熔融法制備人工晶體合成云母，同樣也不能解決合成云母片硬而脆，分剝差的關鍵技術難題。中國專利200910177075.6公開了一種合成云母的制備方法，采用滑石代替部份石英砂、鎂砂制備合成云母，也未能解決合成云母片硬而脆，分剝差的關鍵技術問題。

發明內容：

本發明的目的是針對現有技術的不足而提供一種高柔韌性、高分剝性的合成云母晶體片及其制備方法，其特征是在熔制合成云母配方中引入0.1～0.6%的CaO（以氧化鈣計，并不特指氧化鈣）作為雜質富集劑，使得雜質得到富集，從而提高合成云母的柔韌性和可分剝性，所得合成云母晶體片柔韌性可達38～50%（卷繞法）。