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[發(fā)明專利]一種導(dǎo)電橡膠用石墨尾礦復(fù)合粉體填料及其制備和應(yīng)用有效

專利信息
申請?zhí)枺?/td> 201410261663.9 申請日: 2014-06-12
公開(公告)號: CN104017258A 公開(公告)日: 2014-09-03
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: 呂國誠;廖立兵;海韻;劉夢;梅樂夫 申請(專利權(quán))人: 中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
主分類號: C08L9/06 分類號: C08L9/06;C08K13/06;C08K9/06;C08K3/04;C08K3/34;C08K3/36;C08K3/22;C08K5/09;C08K3/06
代理公司: 北京康思博達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11426 代理人: 路永斌;余光軍
地址: 100083*** 國省代碼: 北京;11
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摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 一種 導(dǎo)電 橡膠 石墨 尾礦 復(fù)合 填料 及其 制備 應(yīng)用
【說明書】:

技術(shù)領(lǐng)域

發(fā)明屬于導(dǎo)電橡膠制備領(lǐng)域,涉及導(dǎo)電橡膠填料的改性,特別涉及用石墨尾礦作為導(dǎo)電橡膠填料的改性劑,及由該改性的填料制備的導(dǎo)電橡膠。

背景技術(shù)

我國石墨資源儲量和產(chǎn)量都居世界首位,然而,開采石墨后剩余的石墨尾礦通常采取堆積處理,而未能對其加以利用,不僅占用了大量的農(nóng)林用地,對大氣和水土造成嚴(yán)重污染,而且在多雨季節(jié),大量的降水極易引起石墨尾礦的塌陷和滑坡,存在很大的安全隱患。因此,需要尋求一種對石墨尾礦無二次污染的再利用方法。

橡膠是日常生活離開的材料,如洗車輪胎、鞋底等,但由于橡膠的絕緣性,使得橡膠的應(yīng)用受到極大的限制,因此,導(dǎo)電橡膠成為開發(fā)的熱點(diǎn)之一。

現(xiàn)有技術(shù)中導(dǎo)電橡膠的制備方法主要分為兩種,一種為對橡膠的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行改性,在分子層面上對橡膠的導(dǎo)電性進(jìn)行改變,但由于橡膠中分子形成有機(jī)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),其傳導(dǎo)電子具有較大的阻礙,因此,對其分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行改性使橡膠具有導(dǎo)電性存在很大的困難,目前尚未通過此種方法制備出導(dǎo)電性能好的導(dǎo)電橡膠;另一種制備導(dǎo)電橡膠的方法為,在制備橡膠的過程中向其中加入導(dǎo)電填料,使橡膠中均勻分布有導(dǎo)電填料,通過導(dǎo)電填料來增加橡膠的導(dǎo)電性,目前現(xiàn)在技術(shù)中以導(dǎo)電炭黑為常規(guī)的導(dǎo)電填料。

然而,導(dǎo)電炭黑由于其粒徑較小,常會發(fā)生團(tuán)聚,不易在橡膠中均勻分散,通常還需要添加其它助劑來幫助其分散;同時,導(dǎo)電炭黑價格昂貴,導(dǎo)致導(dǎo)電橡膠的價格也居高不下。

因此,亟需開發(fā)一種價格低廉,且導(dǎo)電性能優(yōu)良的導(dǎo)電橡膠用填料。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題,本發(fā)明人進(jìn)行了銳意研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn):在石墨尾礦中,隨著顆粒粒徑的逐級變小,其中石墨的富集越來越明顯,并以200目為分界點(diǎn),在200目篩上的尾礦顆粒中,石墨含量小于原礦,而在200目篩下的尾礦顆粒中石墨含量遠(yuǎn)高于原礦,因此,本發(fā)明選擇在200目下對石墨進(jìn)行選礦富集,選礦產(chǎn)物中石墨含量高,將選礦產(chǎn)物與導(dǎo)電炭黑復(fù)配作為導(dǎo)電橡膠復(fù)合填料,可以改善導(dǎo)電炭黑在橡膠中的分散性,使導(dǎo)電填料在橡膠中分布更為均勻,從而使導(dǎo)電橡膠的導(dǎo)電性更加顯著,同時,石墨尾礦中摻雜的云母和石英也可以提高制得的導(dǎo)電橡膠的力學(xué)性能,因此,本發(fā)明將選礦產(chǎn)物添加到導(dǎo)電橡膠填料中,制得新型導(dǎo)電橡膠填料,用該新型導(dǎo)電橡膠填料制備性能相似的導(dǎo)電橡膠,可以減少約33%的導(dǎo)電炭黑用量,從而完成本發(fā)明。

本發(fā)明的目的在于提供以下方面:

第一方面,本發(fā)明提供一種復(fù)合粉體,其由石墨尾礦經(jīng)過選礦得到,其特征在于,該粉體由包括以下重量份的成分制成:

優(yōu)選為,

更優(yōu)選為,

其中,

雜質(zhì)為石墨尾礦經(jīng)過選礦后得到的除石墨、石英和云母以外的所有組分,如微斜長石、斜長石、方解石、赤鐵礦、閃石和綠泥石等;

所述用于制備導(dǎo)電橡膠復(fù)合填料的復(fù)合粉體通過包括以下步驟的方法制得:

(1)將石墨尾礦通過重選法選礦,使其中的石墨重量:石英重量:云母重量:雜質(zhì)重量=(65~100):(0.1~15):(0.1~10):(0.05~1),得到粉體前體;

(2)將步驟(1)中得到的粉體前體粉碎,至粒徑為3~4μm,制得粉體粉末;

(3)向步驟(2)中制得的粉體粉末中依次加入水和硅烷偶聯(lián)劑,在60~95℃下,優(yōu)選為70~90℃,如80℃下攪拌,濾除溶劑后干燥,得復(fù)合粉體。

第二方面,本發(fā)明提供上述的用于制備導(dǎo)電橡膠復(fù)合填料的復(fù)合粉體,其特征在于,所述石墨尾礦為黑龍江省鶴崗市蘿北縣云山石墨尾礦。

第三方面,本發(fā)明提供上述的用于制備導(dǎo)電橡膠復(fù)合填料的復(fù)合粉體,其特征在于,

步驟(3)中粉體粉末與硅烷偶聯(lián)劑按重量比為粉體粉末:硅烷偶聯(lián)劑=100:3~5,優(yōu)選為100:4;

所述硅烷偶聯(lián)劑選自:硅烷偶聯(lián)劑,優(yōu)選型號為KH550,KH560,KH570,KH792,DL602,DL171的硅烷偶聯(lián)劑,更優(yōu)選型號為KH550,KH560,KH570的硅烷偶聯(lián)劑,更優(yōu)選型號為KH550的硅烷偶聯(lián)劑。

第四方面,本發(fā)明還提供一種制備導(dǎo)電橡膠復(fù)合填料的復(fù)合粉體的方法,其特征在于,包括以下步驟:

(1)將石墨尾礦選礦,使其中的石墨:石英:云母:雜質(zhì)=(65~100):(0.1~15):(0.1~10):(0.05~1),優(yōu)選(70~90):(5~12):(2~8):(0.1~0.8)更優(yōu)選85.5:11:3:0.5,得到粉體前體;

其中,所述石墨尾礦為黑龍江省鶴崗市蘿北縣云山石墨尾礦;

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說明:

1、專利原文基于中國國家知識產(chǎn)權(quán)局專利說明書;

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3、專利數(shù)據(jù)每周兩次同步更新,支持Adobe PDF格式;

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