[发明专利]一种适用于尼龙产品使用的硅灰石纤维及其制备方法

说明书

本发明涉及一种适用于尼龙产品使用的硅灰石纤维及其制备方法，其通过机械磨，将过粉碎纤维进行剔除，保证了进入气流磨产品的纤维形态与粒度，进入气流磨料仓的原料沉降值在75ml以上，产品白度在85％以上。调节磨腔内部温度在较高温度，控制喷洒速度，保证改性剂与硅灰石反应处于理想状态与产品的稳定。本发明采用钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂混合物作为改性剂，两者可以协同作用，提高硅灰石纤维的力学性能，同时对其表面活化处理，更加适用于尼龙复合材料，提高其力学性能。

技术领域

本发明属于无机矿物纤维领域，特别涉及一种适用于电镀级尼龙产品使用的硅灰石纤维及其制备方法。

背景技术

硅灰石成分Ca₃〔Si₃O₉〕。硅灰石是一种三斜晶系，细板状晶体，集合体呈放射状或纤维状。玻璃光泽，解理面呈珍珠光泽。硬度4.5～5.5,密度2.75～3.10g/cm³。一般情况下耐酸、耐碱、耐化学腐蚀。吸湿性小于4％。吸油性低、电导率低、绝缘性较好。硅灰石是一种三斜晶系，细板状晶体，集合体呈放射状或纤维状。颜色呈白色，有时带浅灰、浅红色调。玻璃光泽，解理面呈珍珠光泽。硬度4.5～5.5,密度2.75～3.10g/cm³。完全溶于浓盐酸。一般情况下耐酸、耐碱、耐化学腐蚀。吸湿性小于4％。吸油性低、电导率低、绝缘性较好。由于硅灰石独特的针状特征，在塑料涂料橡胶等高端领域具有良好的补强效果，高硬度的硅灰石可以提高产品耐磨耐刮擦性能，可以使用在汽车家电等附加值较高的项目。

目前PA行业中大部分厂家使用的玻纤，使用玻纤增强的制品可以获得很好的性能，但是玻纤流动性差，导致加工速率低。同时，由于玻纤的方向性明显，表观较差，无法满足薄壁的部件。

超细硅灰石主要通过机械磨，气流磨的复合工艺加工，表面处理一般通过高搅机等表面处理设备完成。但由于高搅机非连续化生产，且对硅灰石纤维的破坏十分严重，因此在气流粉碎的同时进行表面处理效果最佳。传统的球磨，雷蒙磨以及立磨对于硅灰石的纤维破坏十分明显，不利于高长径比硅灰石的加工。气流磨在磨腔压力过大，温度过高时，会破坏硅灰石的纤维，影响表面处理的持续稳定进行。因此选用一种能够保证高长径比的超细硅灰石工业化表面处理工艺十分重要。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种适用于尼龙产品使用的硅灰石纤维，该方法能保护硅灰石纤维，且能保证硅灰石纤维粒度均匀，表面处理效果稳定，同时明显提高聚丙烯制品的模量。

本发明提供以下技术方案：

一种适用于尼龙产品使用的硅灰石纤维的制备方法，包括以下步骤：

(1)首先通过机械磨，将1.5-6mm硅矿破碎至100目的长针状硅灰石；

(2)通过200目振动筛将过粉碎纤维分离，挑选沉降值在75ml以上，白度在85％以上产品；

(3)通过气流输送将该针状硅灰石加入气流磨料仓；

(4)配置改性剂，调节改性剂速度为3-5L/h；改性剂为钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂的混合物，质量比为1：5-10；

(5)通过气流磨粉碎改性一次完成，改性剂用量为硅灰石纤维用量的0.5％-5％，磨腔内部温度为80-95℃，调节转速至2000-3000r/min，分离未达到粒度要求的粗纤维。

其中步骤(4)中硅烷偶联剂优选为N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷；钛酸酯偶联剂优选为焦磷酸型单烷氧基类钛酸酯；钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂优选为1：7；调节改性剂速度优选3.5L/h；

步骤(5)中磨腔内部温度优选85℃；转速优选为2200r/min。

上述制备方法制备得到的表面处理硅灰石纤维。