[發(fā)明專利]一種合成多孔硅酸鈣粉體的改性方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410096599.3
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號(hào): CN103923492A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳建平;宋寶詳;陳偉;劉欣
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢凌輝高分子材料有限公司
• 主分類號(hào): C09C1/28
• 分類號(hào): C09C1/28;C09C3/04;C09C3/06;C09C3/08;C09C3/12
• 代理公司: 武漢荊楚聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42215
• 代理人: 劉治河

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種合成多孔硅酸鈣粉體的改性方法，屬于無機(jī)粉體加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

我國北方諸省儲(chǔ)藏著豐富的高鋁含量煤炭，遠(yuǎn)景儲(chǔ)量超過1000億噸，作為煤電行業(yè)的主要燃料，每年產(chǎn)生的大量高鋁粉煤灰一度成為大宗工業(yè)固體廢棄物，嚴(yán)重污染環(huán)境。大唐國際內(nèi)蒙古再生資源公司以高鋁粉煤灰為原料，采用堿法工藝成功提取氧化鋁產(chǎn)品，并將其副產(chǎn)物硅酸鈉與石灰乳反應(yīng)制備出合成多孔硅酸鈣粉體，實(shí)現(xiàn)了粉煤灰資源高附件值再生應(yīng)用的突破，具有節(jié)能、環(huán)保、廢物利用等優(yōu)點(diǎn)，對我國煤電行業(yè)的產(chǎn)業(yè)調(diào)整、升級換代以及綠色化具有十分重要的意義。

大唐國際內(nèi)蒙古再生資源公司制備的合成多孔硅酸鈣粉體是一種白色粉末狀顆粒，其主要化學(xué)成分為：SiO₂38%-39%，CaO₃9%-41%，燒失量12%-16%，分子式：CaOSiO₃·nH₂O，粉體真密度1.1-1.3g/cm³，體積密度0.2-0.4g/cm³，平均粒徑1-3μm，吸油值160-280g/100g，pH9-11，無毒無味，不溶于水、酒精和堿溶液，能溶于酸中。相比傳統(tǒng)的無機(jī)填料，合成多孔硅酸鈣粉體內(nèi)部及表面呈空隙發(fā)育，粉體表觀呈現(xiàn)蜂窩狀聚集體特征，是一種呈聚集體的蓬松多孔結(jié)構(gòu)性無機(jī)粉體材料，展現(xiàn)出介孔效應(yīng)、羥基效應(yīng)、納米效應(yīng)和較強(qiáng)的羥基持有能力，這些賦予粉體堆積密度小、質(zhì)軟且輕、高比表面積、低磨耗值、弱負(fù)電荷強(qiáng)度以及較高的吸油吸水性等特性。在將合成多孔硅酸鈣粉體與高分子材料進(jìn)行共混的實(shí)際生產(chǎn)過程中，我們發(fā)現(xiàn)合成多孔硅酸鈣粉體存在高摩擦系數(shù)、高結(jié)晶成核能力、高吸附性以及低導(dǎo)熱系數(shù)等四個(gè)方面的問題，導(dǎo)致其難以與高分子材料進(jìn)行共混制備復(fù)合材料。經(jīng)過研究與試驗(yàn)，合成多孔硅酸鈣粉體的介孔效應(yīng)、羥基效應(yīng)和納米效應(yīng)是導(dǎo)致這些問題的主要因素。而且，現(xiàn)有的改性技術(shù)和方法無法同時(shí)解決合成多孔硅酸鈣粉體的多孔效應(yīng)、羥基效應(yīng)和納米效應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述存在問題，本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種合成多孔硅酸鈣粉體的改性方法，該改性方法可有效的解決合成多孔硅酸鈣粉體的高摩擦系數(shù)、高結(jié)晶成核能力、高吸附性以及低導(dǎo)熱系數(shù)等問題，為滿足本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案是：

一種合成多孔硅酸鈣粉體的改性方法，改性方法按以下步驟進(jìn)行，

A合成多孔硅酸鈣粉體的干燥

將合成多孔硅酸鈣粉體放入高速混合機(jī)中進(jìn)行旋轉(zhuǎn)干燥，干燥溫度為120-140℃，干燥20-180min后得到含水率低于2%的合成多孔硅酸鈣粉體；

B合成多孔硅酸鈣粉體成核能力的減弱和抗氧性能的提高

將經(jīng)A步驟得到的含水率低于2%的合成多孔硅酸鈣粉體按如下質(zhì)量百分比：

混配，置于高速混合機(jī)中混合，混合溫度為80℃，處理1h后得到成核能力減弱和抗氧性能提高的合成多孔硅酸鈣粉體；

C合成多孔硅酸鈣粉體表面的硅烷偶聯(lián)劑改性

將經(jīng)B步驟處理后得到的合成多孔硅酸鈣粉體，按如下質(zhì)量百分比：

合成多孔硅酸鈣粉體??98-99.5%

硅烷偶聯(lián)劑??????????0.5-2%；

混配，置于高速混合機(jī)中改性，改性溫度為90℃-130℃，改性5-30min后得到表面改性合成多孔硅酸鈣粉體；

D表面改性合成多孔硅酸鈣粉體的表面自組裝

將經(jīng)C步驟得到的表面改性合成多孔硅酸鈣粉體按如下質(zhì)量百分比：

表面改性合成多孔硅酸鈣粉體??96-99%

鈦酸酯偶聯(lián)劑????????????????0.5-2%

鋁酸酯偶聯(lián)劑????????????????0.5-2%；

混配，置于高速混合機(jī)中自組裝，自組裝溫度為110-120℃，自組裝5-30min后將表面自組裝鈦酸酯偶聯(lián)劑和鋁酸酯偶聯(lián)劑的表面改性合成多孔硅酸鈣粉體溫度降低至80-100℃，完成表面改性合成多孔硅酸鈣粉體的一次表面自組裝，然后再向完成一次表面自組裝合成硅酸鈣粉體中加入質(zhì)量百分比為0.5-2%的稀土偶聯(lián)劑HY-041進(jìn)行二次自組裝，二次自組裝5-15min后得到表面自組裝合成多孔硅酸鈣粉體；

E表面自組裝合成多孔硅酸鈣粉體的潤滑改性

將經(jīng)D步驟得到的表面自組裝合成多孔硅酸鈣粉體按如下質(zhì)量百分比：

表面自組裝合成多孔硅酸鈣粉體??98-99.5%

潤滑劑????????????????????????0.5-2%；