[發明專利]一種單片滑石粉及其制備方法

有效

• 申請號: 201410296019.5
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN104098930A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 陳慶;李興文
• 申請（專利權）人: 成都新柯力化工科技有限公司
• 主分類號: C09C1/28
• 分類號: C09C1/28;C09C3/04;C09C3/08
• 代理公司: 暫無信息
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技術領域

本發明涉及無機非金屬礦物材料領域，具體涉及一種單片滑石粉及其制備方法。

背景技術

滑石粉是現今最重要的無機化工產品之一。由于滑石粉具有的化學穩定性好、低硬度、層狀結構、親油疏水的優點使得滑石粉不但能起到一般填料的填充、增量、降低成本的作用，而且能增強這些產品的加工性能、機械強度和熱力學性能，所以滑石粉被作為填料廣泛地應用于造紙、塑料、油漆、陶瓷、化妝品、醫藥、橡膠、農產品、肥料等行業中。

據資料顯示，使用單層層狀結構的無機材料做填充增強的復合材料與一般使用非單層層狀結構的無機材料做填充增強的復合材料相比，能在不損失沖擊強度、韌性和透明性的前提下、可以大幅的提高復合材料的拉伸強度與拉伸模量、抗彎強度與抗彎模量，因而，單層層狀結構的滑石粉不僅具有更加優異的透明性，而且能大幅提高復合材料的拉伸強度與拉伸模量、抗彎強度與抗彎模量。目前市場上的滑石粉大部分都只是進行了簡單的提純和細化處理，得到的滑石粉也是多層堆疊而成的顆粒狀，小部分雖然進行了剝片處理，但剝片的效果并不理想，存在單層片狀滑石粉的含量低和層狀結構被破壞的缺點，造成滑石粉產品附加值低，功能性差，在橡膠、塑料、紙質等制品中的填充量小，如果提高滑石粉填充量就會使制品的機械性能和加工性能下降，影響了滑石粉在高附加值產品中的應用。

中國專利公開號CN103665960A公開了一種超細滑石粉的制備方法，該方法在利用球磨機和改性劑對滑石粉進行微細化表面改性。

中國專利公開號CN102311669A公開了改性滑石粉及其制備方法。該方法利用改性劑，在溫度可控高混器中對滑石粉進行改性處理，得到的改性滑石粉具有很高的沉降體積和較低吸油率，可很好的分散在高聚物中，但由于該方法中并沒有對滑石粉進行剝離處理，因而得到的改性滑石粉為層狀滑石粉堆疊成的顆粒狀滑石粉。

中國專利公開號CN101678246A公開了控制滑石粉顆粒形狀的方法，該方法是先將滑石粉在均化器中粉碎，再用球磨機進行剝片處理得到滑石粉，雖然該滑石粉具有顆粒形狀可控、白度高的優點，但由于球磨機在剝離過程中滑石粉顆粒受力不可控，會對滑石粉片狀結構造成破壞，影響滑石粉的功能性，且滑石粉顆粒也只有部分進行了剝離，效率低、效果差。

根據上述，目前對滑石粉的深加工和改性的方法中，沒有針對滑石粉的進行剝片處理方法，雖然在研磨過程中有滑石粉進行了部分的剝離，但存在效率低、效果差，且單層片狀結構的滑石粉會受到機械力破壞等缺陷，造成滑石粉產品附加值低，功能性差，在橡膠、塑料、紙質等制品中的填充量小，填充量大時制品的機械性能和加工性能下降，影響了滑石粉在高附加值產品中的應用。

發明內容

針對目前滑石粉的深加工和改性中，沒有對滑石粉的進行剝片處理方法，或研磨過程中有滑石粉進行了部分的剝離，但存在效率低、效果差，且單層片狀結構的滑石粉會受到機械力破壞等缺陷和不足，本發明提出了一種具有單層片狀結構的滑石粉及其制備方法，為實現上述目的，本發明將滑石粉先用插層劑進行預處理，使滑石粉層與層之間的間距增大，從而使水分子能浸入到滑石粉的層間，再利用膨化機提供的高溫和高壓，使水分子在瞬間汽化形成的壓力迫使滑石粉層與層剝離開來，形成具有單層片狀結構的滑石粉。該方法不僅效率高、效果好，而且不會破壞滑石粉的片狀結構；制備的單層片狀滑石粉附加值高、功能性好，能在不損失制品沖擊強度、韌性和透明性的前提下、可以大幅的提高復合材料的拉伸強度與拉伸模量、抗彎強度與抗彎模量，該滑石粉的表面積大，活性高，能在制品中大量添加使用。

本發明一種單片滑石粉，其特征在于所述的滑石粉為單層片狀滑石粉，即單層片狀滑石粉是由兩層硅原子和氧原子構成的四面體夾著一層由鎂原子、氧原子和羥基構成的八面體組成的單層片狀結構滑石粉。

本發明一種單片滑石粉的制備方法的具體制備步驟如下：

1)將80-90重量份的滑石粉粉末、5-10重量份的插層劑、10-15重量份的去離子水混合均勻后加入到行星式球磨機中，在400-500r/min的速度、60-80攝氏度的溫度下研磨30-60min進行預處理，然后出料待用，即利用插層劑中的有機基團的插入使滑石粉層與層之間的間距增大，從而使水分子能浸入到滑石粉的層間；

2）將步驟1）得到的預處理后的滑石粉用膨化機進行膨化處理，膨化溫度為120-150攝氏度，壓力為10-15Mpa，即利用膨化機提供的高溫和高壓，使水分子在瞬間汽化形成的壓力迫使滑石粉層與層剝離開來，形成具有單層片狀結構的滑石粉；