[发明专利]一种改性硅土的制备方法及改性硅土

说明书

本申请涉及无机粉体领域，具体公开了一种改性硅土粉体的制备方法，包括以下制备步骤：原矿粗破、水浆制备、水浆研磨、水浆干燥和改性得到改性硅土，其中，水浆制备将硅土粉体和分散剂分散到水中形成水浆，再对水浆进行湿法研磨。根据以上制备方法制得的改性硅土实现了层与层之间的剥离，且保持了其片状结构，得到细度低、比表面积大的改性硅土。本申请的制备方法具有研磨效果好，且硅土粉体在水浆中不易沉底和团聚的效果。

技术领域

本申请涉及无机粉体领域，更具体地说，它涉及一种改性硅土的制备方法及改性硅土。

背景技术

目前在塑料制品和橡胶制品中，为了改善塑料和橡胶制品的品质、特性和加工性能，在实际生产过程中往往会添加一些辅助性化学品，即加工助剂，以赋予塑料制品或橡胶制品特性。

硅土是一种以石英为主、含有一定粘土质的矿物集合体。硅土矿矿石经粉碎加工后形成片状结构的微细粉体，可以作为无机填料直接应用于陶瓷煅烧、玻璃生产、橡塑制品制备等领域。

当硅土作为填料应用到树脂材料中时，由于其表面有亲水性基团，而大部分树脂材料具有疏水性，两者之间的相容性差，因此目前常将树脂材料、硅土原料和偶联剂混合，或者采用偶联剂首先对硅土原料进行改性，再将改性硅土与树脂材料混合的方式，使得树脂材料和硅土原料两种性质差异很大的材料相互结合以提高制品的性能。

针对上述中的相关技术，发明人认为采用偶联剂对硅土原料进行改性前通常需要对于硅土原料进行破碎和研磨，增加硅土原料的比表面积，使硅土原料能够充分和偶联剂接触反应，但是过度的研磨会使硅土原料颗粒发生团聚，团聚后的硅土原料比表面积比颗粒状态的比表面积降低，影响硅土的改性程度以及后续与树脂材料的结合性。

发明内容

为了改善硅土发生颗粒物团聚的问题，使硅土原料能够和偶联剂充分接触和反应，提高改性效果，本申请提供一种改性硅土的制备方法及改性硅土。

第一方面，本申请提供一种改性硅土的制备方法，采用如下的技术方案：

一种改性硅土的制备方法，包括以下制备步骤：

S1、原矿粗破：将硅土原料进行破碎、粗磨和筛分得到硅土粉体；

S2、水浆制备：将分散剂和硅土粉体分散到水中，搅拌均匀得到硅土浆料；

S3、水浆研磨：对硅土浆料进行细磨；

S4、水浆干燥：对细磨后的硅土浆料进行干燥造粒得到干燥粉料；

S5、成品制备：将干燥粉料分散，并添加硅烷偶联改性剂进行改性，得到改性硅土。

通过采用上述技术方案，硅土原料经过粗磨工艺后，部分硅土原料的片层剥离，硅土粉体颗粒内形成孔隙，具有疏松状态，粉体的比表面积增大，在分散剂的作用下，分散体系的粘度降低，使得硅土浆料能够保持高固含量和良好的流动性，便于后续的细磨操作；硅土粉体分散到水中，由于硅土粉体界面间亲和力强，吸引能高，很容易导致硅土粉体颗粒间聚集变大，甚至结块，而通过分散剂的添加，能够改善硅土粉体颗粒间聚集的问题，从而使体系保持其分散稳定性和悬浮效果。

通过细磨，硅土粉体叠层进一步剥开，硅土粉体颗粒体积变大，比表面积增大，厚度大的硅土研磨后变薄，硅土粉体表面羟基数增多，表面活性增大。当硅土的干燥粉料以其高比表面积和高活性状态与硅烷偶联改性剂接触时，改性剂能够与硅土的干燥粉料各个面充分接触，从而提升了干燥粉料和改性剂分子的接枝效果，提升了硅土的干燥粉料的改性效果，则改性硅土表面活性好，能够更好地分散到高分子材料中与高分子材料结合。而且在硅烷偶联改性剂和干燥粉料结合后，改性剂消耗了片层的干燥粉料表面的羟基同时在其表面引入了改性剂分子，从而改变了其表面结构和化学状态，进一步降低硅土粉体团聚，且能够有效改善改性硅土的吸湿性。

优选的，所述S2水浆制备步骤中，搅拌速度为15-35r/min。