[發(fā)明專利]利用黑滑石制備復(fù)合材料用顏填料的方法

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• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN113122023A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尚志新;邱瑜;曾澤玲;李湘海
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南鑫天源新材料有限公司
• 主分類號: C09C1/40
• 分類號: C09C1/40;C09C1/46;C09C3/04;C09C3/06;C09C3/12;C08K9/06;C08K9/02;C08K3/34;C08L9/06;C08L27/06;C09D167/08;C09D5/08;C09D7/62
• 代理公司: 北京畢科銳森知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11877
• 代理人: 王家毅;王璐璐

本發(fā)明實施例提供了一種利用黑滑石制備復(fù)合材料用顏填料的方法，所述方法包括：對黑滑石原礦進行初加工，其中所述初加工步驟包括對黑滑石原礦進行粗粉碎和對粗粉碎后的黑滑石原礦進行磁選；由超細(xì)粉碎設(shè)備超細(xì)粉碎磁選后的黑滑石原礦，其中超細(xì)粉碎后的黑滑石粉的顆粒粒度在800?12500目之間；對超細(xì)粉碎后的黑滑石粉在超細(xì)粉碎設(shè)備的磨腔內(nèi)進行物理改性以得到顏填料；由改性設(shè)備對所述顏填料進行化學(xué)改性以獲得改性顏填料。本發(fā)明的技術(shù)方案在解決了涂料行業(yè)難題的同時，真正實現(xiàn)對黑滑石的綠色高附加值利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于礦物材料深加工領(lǐng)域，尤其涉及一種利用黑滑石制備復(fù)合材料用顏填料的方法。

背景技術(shù)

黑滑石是我國工業(yè)滑石的一種，因在分子層間存在一層類石墨烯片層結(jié)構(gòu)，因此呈現(xiàn)黑色。黑滑石屬于一種層狀鎂質(zhì)硅酸鹽礦物，其莫氏硬度僅為1-1.5、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐高溫和耐酸堿腐蝕。黑滑石主要礦物組成為滑石、石英、方解石、白云石和有機碳，其主要化學(xué)成分為氧化鎂、氮化硅、氧化鈣、氧化鋁以及少量的氧化鐵、氧化鈉、氧化鈦等。我國黑滑石儲量極為豐富，國內(nèi)已探明儲量為6-8億噸，90％的儲量都分布在遼寧、山東、廣西、湖南、江西、青海等幾省。

黑滑石因為白度較低大大限制其應(yīng)用范圍，目前其主要用途是經(jīng)高溫煅燒增白后再進行超細(xì)粉碎生產(chǎn)高檔陶瓷及釉面料。然而，該方法能耗高、產(chǎn)品附加值低以及未能實現(xiàn)對黑滑石資源的充分利用。但是在涂料和塑料行業(yè)內(nèi)黑色和灰色制品，在用到大量高白滑石的同時，需要額外的添加黑色顏料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明人通過研究發(fā)現(xiàn)：可以根據(jù)黑滑石礦本身的物理和化學(xué)特性，通過合適的加工手段，將黑滑石中黑色類石墨烯結(jié)構(gòu)充分激發(fā)，提高其著色和補強性能，是實現(xiàn)黑滑石功能化高附加值綠色應(yīng)用的有效方案。

考慮到黑滑石的綜合利用，本發(fā)明提供了一種利用黑滑石制備復(fù)合材料用顏填料的方法。

在本發(fā)明的技術(shù)方案中，本發(fā)明的發(fā)明人認(rèn)識到：黑滑石中含有類石墨烯結(jié)構(gòu)，故其顏色為黑色或灰色。黑色的類石墨烯結(jié)構(gòu)夾雜在滑石層間，與滑石結(jié)合非常穩(wěn)定，而且滑石也是復(fù)合材料常用的無機填料。因此，黑滑石具備用于生產(chǎn)復(fù)合材料用顏填料的潛力。

本發(fā)明所述的方法能夠針對黑滑石的礦物特性，通過合適的生產(chǎn)工藝制備出顏填料(即通過本發(fā)明的方法制備出的顏填料同時具有顏料和填料的功能)，實現(xiàn)對黑滑石的綠色高值化利用，該方法技術(shù)普適性好，對不同類型的黑滑石都能進行綜合利用。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種利用黑滑石制備復(fù)合材料用顏填料的方法，所述方法包括原礦初加工、超細(xì)粉碎、物理改性和化學(xué)改性三個步驟中的一些步驟：

(1)原礦初加工主要包括水洗、篩選、粗碎和磁選四個步驟。所述水洗是用水洗去黑滑石表面的泥沙和浮塵。所述篩選是手工剔除石英、方解石、白云石、磁鐵礦等伴生礦物。所述粗碎是利用粗碎設(shè)備將原礦粉碎至80-200目。所述磁選是利用磁選機將粗碎后物料中含鐵量較高的顆粒去除。

(2)超細(xì)粉碎：選用超細(xì)粉碎和分級設(shè)備將初加工后的物料粉碎至一定細(xì)度，得到超細(xì)黑滑石粉，可用于涂料、橡膠和塑料領(lǐng)域。

(3)物理改性：將一定量物理改性劑，在少量粘合助劑和機械力的物理化學(xué)作用下，與超細(xì)黑滑石粉混合均勻，并緊密結(jié)合，得到顏填料，可用于涂料、橡膠和塑料領(lǐng)域。

(4)化學(xué)改性：利用改性設(shè)備，選擇合適的改性劑及用量，對物理改性后的樣品進行化學(xué)改性，制得改性顏填料，可用于涂料、橡膠和塑料領(lǐng)域。

通過上述可知，本發(fā)明所述的方法所涉及的生產(chǎn)流程都為純物理過程，不涉及強酸強堿、高壓等過程，生產(chǎn)工藝安全、綠色、環(huán)保，無三廢排放，對不同類型的黑滑石適應(yīng)性較高。由本發(fā)明所述方法生產(chǎn)的顏填料，分散均勻、與樹脂親和性好、著色效果優(yōu)異，可廣泛應(yīng)用于涂料、橡膠和塑料領(lǐng)域。本發(fā)明的技術(shù)方案在解決了涂料行業(yè)難題的同時，真正實現(xiàn)對黑滑石的綠色高附加值利用。