[发明专利]一种具有反应活性的负离子矿粉的改性方法

说明书

技术领域

本发明提供一种具有反应活性的负离子矿粉的改性方法，属于无机粉体改性应用领域。

背景技术

负离子矿粉具有明显的压电性与热释电性，通过周围环境条件的变化会使矿粉产生电势差激发出负离子，负离子对人类的身体有调节和改善作用，被誉为空气中的维生素，基于负离子的优点，人们正在不断的研发能释放出负离子的各种功能材料，有利于健康的负离子材料越来越受到重视。如专利CN201010198148燕山大学公开了“释放负离子的涂层材料的制备”，将海鸥石负离子添加剂加入到树脂配方中制备出一种释放负离子的涂层材料。专利CN201410044996公开了“一种负离子记忆绵材料及其用途”，制备了既柔软舒适又能释放负离子的记忆绵材料。专利CN200710301007公开了“释放负离子的聚氨酯复合材料及其制备技术”，在高分子中加入Anion系列负离子添加剂，研制出具有释放负离子功能的改性聚氨酯复合材料。               

由于负离子矿粉表面的亲水性，与聚合物的相容性差，所以制备能够释放负离子的高分子材料通常是加入表面改性剂或偶联剂来改性负离子矿粉，以提高负离子矿粉与聚合物的相容性,如专利CN200510055671公开了“一种负离子材料、由其改性的合成革材料及其应用”，是将负离子粉、铝酸酯偶联剂、分散剂、抗菌剂应用到制鞋材料中制备出能够释放负离子、改善血液微循环的鞋子。CN201010142917公开了“PBT/GF/无机矿石释放负离子复合材料”，是将树脂、负离子矿粉、硅烷偶联剂挤出造粒制备出PBT/GF/无机矿石释放负离子复合材料。专利CN201410260422齐齐哈尔大学公开了“一种汽车用产生负离子塑料材料及其制备方法”，是将Anion负离子添加剂、硅烷偶联剂和塑料熔融混合造粒而成。这些将负离子矿粉加入到聚合物中的方法，都是先对负离子矿粉进行表面处理，然后将改性的负离子矿粉加入到聚合物体系中，这样导致了负离子矿粉与聚合物之间只是分子间的作用，并不是将负离子矿粉有机整体结合在聚合物的分子链中，从而导致了随着时间的推移，负离子矿粉与聚合物会出现脱离，导致材料的负离子释放功能随着时间的推移而衰减的现象；同时，还存在着负离子分散不均匀现象。

为克服材料的负离子释放功能随着时间的推移而衰减、以及负离子分散不均匀的现象，利用负离子矿粉表面结构特点，在其表面接枝上异氰酸酯，使改性的负离子矿粉具有异氰酸酯的反应活性，再参与聚合物的合成反应，这样就可以将负离子矿粉有机结合在聚合物分子链中，并克服了负离子分散不均匀现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有反应活性的负离子矿粉的改性方法，操作简单，经济可行。

本发明的技术方案所采取的具体步骤如下：

 将负离子矿粉进行提纯、活化、研磨、热处理后备用，取100份重量的负离子矿粉加入到100-500份的丙酮溶剂中，以30-100r/min的速度搅拌30-60min，然后以1-5g/min的流速加入3-10份的异氰酸酯，在40-80℃下反应3-5h，减压蒸馏回收丙酮溶剂，得到具有反应活性的异氰酸酯改性的负离子矿粉，该改性的负离子矿粉可参与聚合物分子链的形成。

本发明所述的负离子矿粉为电气石粉、火山石粉、蛋白石粉、蛇纹石粉、菱镁矿粉、奇冰石粉、金红石粉等中的一种或几种。

   本发明所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯（TDI）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、苯二亚甲基二异氰酸酯（XDI）、对苯二异氰酸酯 (PPDI) 、萘-1，5-二异氰酸酯（NDI）的一种或几种。

   本发明具有的优点是: 改性的负离子矿粉具有异氰酸酯的反应活性，可参与聚合物的合成反应，使负离子矿粉有机结合在聚合物分子链中，并克服了常规添加方法导致的负离子分散不均匀现象。

具体实施方式

以下是本发明的几个具体实施例，进一步说明本发明，但是本发明不仅限于此。

实施例1

将电气石矿粉进行提纯、活化、研磨、热处理后备用，取100份重量的负离子矿粉加入到200份的丙酮溶剂中，以30r/min的速度搅拌30min，然后以2g/min的流速加入25份的甲苯二异氰酸酯（TDI），在60℃下反应3h，减压蒸馏回收丙酮溶剂，得到具有反应活性的异氰酸酯改性的负离子矿粉。

实施例2

将奇冰石矿粉进行提纯、活化、研磨、热处理后备用，取100份重量的负离子矿粉加入到300份的丙酮中，以50r/min的速度搅拌40min，然后以4g/min的流速加入30份的二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI），在70℃下反应4h，减压蒸馏回收丁酮溶剂，得到具有反应活性的异氰酸酯改性的负离子矿粉。