[發(fā)明專利]改性表面摩擦系數(shù)和粘滯性的鐵尾礦砂阻尼材料制備方法

有效

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• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN107162478B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李明俊;張安桂;徐永文;苗明東;葉浩
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌航空大學
• 主分類號: C04B24/42
• 分類號: C04B24/42
• 代理公司: 11491 北京國坤專利代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 黃耀鈞

本發(fā)明屬于阻尼材料制備技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種改性表面摩擦系數(shù)和粘滯性的鐵尾礦砂阻尼材料制備方法，利用乙烯基三乙氧基硅烷與苯乙烯進行分步改性；乙烯基三乙氧基硅烷作為鐵尾礦砂表面的初步改性劑在尾礦砂表面均勻覆蓋一層乙烯基，乙烯基三乙氧基硅烷的含量控制在乙醇水混合溶液質(zhì)量的1％，乙醇與水溶液的混合質(zhì)量比為90:10；將苯乙烯作為二次改性劑，通過過硫酸鉀引發(fā)作用聚合制得表面覆蓋均勻一層聚合物的尾礦砂，從表面摩擦系數(shù)與表面結(jié)構(gòu)調(diào)控顆粒阻尼性能。本發(fā)明改變了尾礦砂表面的成分結(jié)構(gòu)，提高了表面摩擦系數(shù)，在粘滯性性能上也有所改變，阻尼值較普通的顆粒阻尼材料提高了10％以上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于阻尼材料制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種改性表面摩擦系數(shù)和粘滯性的鐵尾礦砂阻尼材料制備方法。

背景技術(shù)

尾礦砂的綜合回收利用問題已受到全社會的廣泛關(guān)注；然而傳統(tǒng)的鐵尾礦處理方式如尾礦回填、尾礦制磚等方式經(jīng)濟價值低，再如尾礦再選、尾礦制微晶玻璃等方式利用效率低。首先是尾礦砂成分上的差別，不同地區(qū)、工藝造成鐵尾礦砂中成分差異特別大，這是在混凝土中不能大量應(yīng)用的主要原因；其次尾礦砂的內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常不規(guī)律造成力學性能上的不穩(wěn)定；最后缺乏鐵尾礦的細致管理，缺乏成分基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，不利于其使用。尾礦再選的利用效率低的原因是由鐵尾礦砂本身的特點所造成，尾礦砂中有用金屬含量低，尾礦本身體量大，想再回收其中的金屬對工藝和設(shè)備的要求加大，所以很難再提取出有用金屬。再有制微晶玻璃的利用效率低主要是由于一些技術(shù)原因比如：制成玻璃的溫度太高成型困難；對硅含量要求高；不能定量地預見微晶玻璃的新品種；“稀釋效應(yīng)”有待解決。因此需有一種經(jīng)濟價值高，利用效率高的方式對尾礦進行處理。對鐵尾礦砂進行表面改性制成阻尼性能更大的顆粒材料可以變廢為寶產(chǎn)生更大的經(jīng)濟價值。對于顆粒阻尼材料需求量的日益增大，尾礦砂的需求也變多，可以有效地緩解現(xiàn)在巨大的尾礦砂堆積量。大量研究結(jié)果表明，利用鐵尾礦砂配制的混凝土能夠滿足工作性和強度方面的要求。而尾礦砂本身的相互碰撞與摩擦使具有一定的阻尼性能，可以幫助建筑結(jié)構(gòu)增強阻尼性能，加大抗震強度。其中不同的比重、粒徑、表面粗糙度、填充率對顆粒的阻尼性能有不同影響。另一方面鐵尾礦的主要成分有SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO等，其中SiO₂占90％以上。新型阻尼結(jié)構(gòu)材料的研究在環(huán)境振動與噪聲控制領(lǐng)域一直是個研究熱點，而尾礦砂的處置在固廢處理領(lǐng)域也一直是困擾著人們的一個難點；將鐵尾礦砂改性制成阻尼材料，一方面既解決尾礦砂廢棄造成的環(huán)境問題，另一方面找到一種新的阻尼材料，在建筑、航空等各領(lǐng)域應(yīng)用降低其制造成本。在其他民用領(lǐng)域也同樣有著廣泛應(yīng)用。因此用尾礦砂制作顆粒阻尼材料有著非常重要的意義。且尾礦砂本身成本非常低廉，用尾礦砂為原料制成的顆粒阻尼材料也可以大量減少現(xiàn)有的顆粒阻尼的成本，帶來巨大的經(jīng)濟價值。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是：傳統(tǒng)的鐵尾礦處理方式如尾礦回填、尾礦制磚等方式經(jīng)濟價值低，再如尾礦再選、尾礦制微晶玻璃等方式利用效率低。本發(fā)明為尾礦砂的再資源化提供了一種新的有效途徑。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種改性表面摩擦系數(shù)和粘滯性的鐵尾礦砂阻尼材料制備方法。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種改性表面摩擦系數(shù)和粘滯性的鐵尾礦砂阻尼材料制備方法，所述改性表面摩擦系數(shù)和粘滯性的鐵尾礦砂阻尼材料制備方法利用乙烯基三乙氧基硅烷與苯乙烯進行分步改性；乙烯基三乙氧基硅烷作為鐵尾礦砂表面的初步改性劑在尾礦砂表面均勻覆蓋一層乙烯基，乙烯基三乙氧基硅烷的含量控制在乙醇水混合溶液質(zhì)量的1％，乙醇與水溶液的混合質(zhì)量比為90:10；將苯乙烯作為二次改性劑，通過過硫酸鉀引發(fā)作用聚合制得表面覆蓋均勻一層聚合物的尾礦砂，從表面摩擦系數(shù)與表面結(jié)構(gòu)調(diào)控顆粒阻尼性能。

進一步，所述改性表面摩擦系數(shù)和粘滯性的鐵尾礦砂阻尼材料制備方法包括以下步驟：

步驟一，配制乙醇-水溶液，醇-水混合質(zhì)量比例為90:10；