[发明专利]活性硅铝补强剂

说明书

本发明是利用粘土盐卤法生产砂状冰晶石过程中，产生的粘土废渣生产的一种新型的橡胶、塑料填充剂。

现有的橡胶、塑料填充剂种类很多。普遍使用的是陶土、重钙和轻钙，还有部分使用玻璃微珠、粉煤灰、赤泥等作为填充剂。陶土主要用于橡胶制品的填充，适量的填充可降低制品的成本，但没有补强作用，对强度有一定降低；重钙与轻钙大量用于塑料制品的填充，重钙用优质石灰石经粉碎、磨细即可；轻钙目前国内主要生产方法几乎全部采用碳化法，其生产工序为：用石灰和白煤加入煅烧炉中煅烧，并经过消化、碳化、分离、干燥，包装后即为成品。重钙和轻钙的化学成份均为CaCO₃，自度较高，其中轻钙为目前用途最广；能较大剂量填充，显著降低制品成本的一种优质填充剂，能提高塑料制品的抗弯强度与抗冲击强度，但它的耐腐蚀性能较差，特别是对各种中强酸的耐腐蚀性能，这一点严重制约了它在制品中的填充量，尤其在化工用产品中，不能满足需要。其它的一些填充剂如：玻璃微珠、粉煤灰、赤泥等虽在耐腐蚀性能上比较优异，但不能满足制品在各种强度上的要求，所以，多年来生产厂家一直都在寻找一种既能大剂量填充、降底成本，又能满足制品的各方面性能要求的填充剂。

本发明提出利用粘土盐卤法生产砂状冰晶石过程中产生粘土废渣为原料，生产新型的橡胶、塑料填充剂，同时也属资源的综合再利用。生产冰晶石过程中，首先是优质高岭土粉碎后再经高温煅烧，然后用一定浓度的盐酸浸取出部分铝离子后，氯化铝溶液供后序工使用，剩下的渣子即为粘土渣。粘土渣是由类似于白炭黑的硅氧四面体和铝氧四面体交互组成的层状结构，在浸取过程中，其整个结构并未遭到完全破坏，但是铝氧四面体中部分铝离子进入溶液，使其分子内部形成许多空位，空位能吸咐羟基，保持电价平衡，形成很大的极性，故其具有较大的活性。利用这种粘土渣作为原料，经多次洗涤除渣中的酸和盐，再经烘干，磨细至产品所要求的细度，然后再加入少量活化剂进行表面处理后即为成品。(工艺流程见图一)

本发明在作为橡胶的填充剂中表现为代替陶土，但各项性能指标均低于活性陶土。(下表为填充橡胶试验)

  硫化条件    143℃  拉伸强度    MPa 拉断伸长率    ％ 定伸应力 300％MPa 邵氏硬度     A    20′    15.4    580    4.1    5-8    30′    13.9    570    3.8    5-9

在作为塑料制品的填充剂时，出现了比重小、耐腐蚀等显著优点，特别是拉伸强度随着用量的增加不但没有明显的下降，在一定用量情况下还出现了一高峰值。(下表一所示为填充塑料试验)