[發明專利]一種蛇紋石納米片及其制備方法

有效

• 申請號: 201410563251.0
• 申請日: 2014-10-21
• 公開（公告）號: CN104326479A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 李桂金;趙平;韓琳;白志民
• 申請（專利權）人: 中國建筑材料科學研究總院
• 主分類號: C01B33/24
• 分類號: C01B33/24;B82Y30/00
• 代理公司: 北京鼎佳達知識產權代理事務所(普通合伙) 11348
• 代理人: 王偉鋒;劉鐵生

技術領域

本發明涉及蛇紋石領域，尤其是一種蛇紋石納米片及其制備方法。

背景技術

蛇紋石是一種TO型層狀硅酸鹽礦物，由“氫氧鎂石”八面體片與[SiO₄]四面體片的六方網片按1:1結合構成結構單元層，層間以氫鍵結合，結合較弱，(001)晶面為完全解理面，理想化學式：Mg₆Si₄O₁₀(OH)₈。在天然狀態下，八面體位置Mg²⁺會被部分Fe、Ni、Al取代，四面體位Si被Al、Fe取代，密度2.57g/cm³。蛇紋石有三種多型礦物，分別為利蛇紋石、纖蛇紋石、葉蛇紋石，其中“葉蛇紋石”經過超細粉碎后，粉體呈現板片狀形態。

有關天然蛇紋石納米材料的研發主要集中在天然纖蛇紋石的改性及其在環境與納米材料制備等方面。然而，由于受到機械研磨粒徑極限的制約，葉蛇紋石粉體很難達到納米級。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種蛇紋石納米片及其制備方法，主要目的在于，制備一種納米級別的蛇紋石。

為了達到上述目的，本發明主要提供如下技術方案：

一方面，本發明的實施例提供一種蛇紋石納米片及其制備方法，包括如下步驟，

步驟1：將蛇紋石礦物去除石棉物質，濕法研磨后，進行干燥處理，得到葉蛇紋石粉體；

步驟2：將葉蛇紋石粉體進行熱處理；

步驟3：將熱處理后的葉蛇紋石粉體浸泡在酸性溶液中，并進行攪拌；

步驟4：利用功率超聲作用于步驟3中含有粉體的酸性溶液，然后進行過濾清洗，形成蛇紋石納米粉體；

步驟5：將蛇紋石納米粉體中加入水中，制備蛇紋石粉體料漿，向蛇紋石粉體漿料中添加表面活性劑，在加熱狀態下攪拌一定時間后，進行過濾、干燥、并打散粉體。

前述的蛇紋石納米片及其制備方法，步驟1中，所述去除石棉物質包括去除蛇紋石礦物表面的石棉物質和去除蛇紋石礦物內部的石棉物質，

其中，所述去除蛇紋石礦物內部的石棉物質，通過將所述蛇紋石礦物初步濕法粉磨成礦漿，然后將所述礦漿進行過篩，所用篩的孔徑不大于200目。

前述的蛇紋石納米片及其制備方法，所述濕法研磨并干燥后的蛇紋石粉體平均粒徑小于2um。

前述的蛇紋石納米片及其制備方法，步驟2中，所述熱處理的溫度為400～600℃，熱處理的時間為2～4h。

前述的蛇紋石納米片及其制備方法，步驟3中，所述酸性溶液的pH值為2～5，所述酸性溶液為草酸、醋酸、檸檬酸中的一種或任意組合。

前述的蛇紋石納米片及其制備方法，步驟3中，所述葉蛇紋石粉體在酸性溶液中的濃度為100～200g/L，攪拌時間為0.5～2h。

前述的蛇紋石納米片及其制備方法，步驟4中，所述超聲功率密度為40～100w/cm²，超聲作用時間為0.5～4h；

所述過濾清洗后粉體pH為7。

前述的蛇紋石納米片及其制備方法，步驟5中，料漿中粉體濃度為100～150g/L，表面活性劑用量為粉體質量的5％～10％，反應溫度為60～80℃，攪拌時間為20～60min。

前述的蛇紋石納米片及其制備方法，所述表面活性劑為非離子型表面活性劑，親水親油平衡值在8左右。

另一方面，本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。

通過本發明的實施例提供的一種蛇紋石納米片，所述蛇紋石納米片由權利要求1至8中任一項所述的方法進行制備的，所述葉蛇紋石納米片厚度小于100nm，所述蛇紋石粉體的等電點為10～12。

另一方面，本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。

通過將前述的蛇紋石納米片在金屬抗磨方面的應用，在機械潤滑油脂中添加所述蛇紋石納米片，然后，將所述機械潤滑油脂加入機械中，所述蛇紋石納米片在所述機械摩擦副上形成一薄膜，降低摩擦系數，所述蛇紋石納米片直接吸附到零件的劃痕或微坑處，或通過摩擦化學反應產物對摩擦表面進行一定程度的填補和修復，起到自修復作用。

借由上述技術方案，本發明提出的一種蛇紋石納米片及其制備方法至少具有下列優點：

1)本發明的實施例中所公開的一種蛇紋石納米片的制備方法制造過程簡捷易行，可以實現連續化的大規模工業化生產。

2)本發明的實施例中所公開的一種蛇紋石納米片的制備方法，通過簡單的物理手段，有效去除了蛇紋石石棉物質。