一种阻燃线缆用硅灰石表面包覆氢氧化铝的制备方法技术

一种阻燃线缆用硅灰石表面包覆氢氧化铝的制备方法，所述方法将优质硅灰石原矿经破碎、研磨至400目，然后将研磨好的硅灰石与水配成一定浓度的浆液，加入一定量的分散剂，达到一定温度后加入一定配比的氯化铝和氨水，再加入一定量的复合偶联剂，经过恒温高速搅拌湿法研磨，得到6000目的复合浆料，再经干燥、收集，解聚打散后最终制得氢氧化铝纳米颗粒包覆的硅灰石粉。本发明专利技术产品达到在低烟无卤阻燃线缆的阻燃性，并且其填充在低烟无卤阻燃线缆中表现出具有优异的综合力学性能和电绝缘性能。本发明专利技术产品适用于电力电缆表面敷覆。

Preparation of Aluminum Hydroxide Coated with Wollastonite for Flame Retardant Cables

A method for preparing aluminium hydroxide coated on the surface of wollastonite for flame retardant cables is described. The raw wollastonite ore of high quality is crushed and ground to 400 meshes. Then the ground wollastonite and water are mixed into a slurry of certain concentration, a certain amount of dispersant is added, a certain proportion of aluminium chloride and ammonia are added after reaching a certain temperature, and a certain amount of compound coupling agent is added after constant temperature. The composite slurry of 6000 mesh was obtained by wet grinding with high speed stirring. After drying, collecting, depolymerizing and dispersing, the wollastonite powder coated with aluminium hydroxide nanoparticles was finally prepared. The product of the invention achieves flame retardancy of low smoke halogen-free flame retardant cable, and its filling in low smoke halogen-free flame retardant cable shows excellent comprehensive mechanical properties and electrical insulation performance. The product of the invention is suitable for surface coating of power cable.

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃线缆用硅灰石表面包覆氢氧化铝的制备方法
本专利技术涉及一种阻燃线缆用硅灰石表面包覆氢氧化铝的制备方法，属精细化工

技术介绍
氢氧化铝是一种集阻燃、抑烟、防滴、填充四大功能于一体的无机阻燃剂，分解温度为200-300℃，阻燃机理是燃烧时释放出结合的水，同时吸收大量的热量，同时水解后生成的氧化铝是良好的耐火材料，降低了基体材料的可燃性。氢氧化铝作为一种无公害阻燃剂被广泛应用于低烟无卤阻燃线缆领域。硅灰石为链状的偏硅酸盐矿物，属三斜晶系，其集合体呈纤维状和针状，一般情况下耐酸、耐碱、耐化学腐蚀，吸油性低、电导率低、绝缘性好。由于其具有较高的长径比纤维状和针状结构，用于填料方面可做增强剂，被广泛应用在塑料、橡胶、涂料、陶瓷、耐火材料等领域，可以显著提高基体材料的拉伸强度、抗弯曲强度、抗冲击性，增强硬度，改善基体材料的电学性能、热稳定性和尺寸稳定性。同时硅灰石又是一种无机硅系阻燃剂，具有耐高温、耐火和阻燃的作用，其阻燃机理是在复合材料燃烧过程中形成坚实的保护层，能够很好的隔绝保护层内物质产生的热量和可燃性气体向外层传播，使材料达到自熄，从而达到实现阻燃效果。作为阻燃剂，硅灰石在赋予材料良好的阻燃性能和抗高温耐火的同时，其对生态友好、无毒、无味，是一类很具有发展潜力的“绿色”阻燃剂。
技术实现思路
本专利技术的目的是，针对氢氧化铝阻燃过程中对促进聚合物表面成炭的效果差而导致低烟无卤线缆阻燃性不足的问题，提出一种阻燃线缆用硅灰石表面包覆氢氧化铝的制备方法。本专利技术实现的技术方案如下，一种阻燃线缆用硅灰石表面包覆氢氧化铝的制备方法，所述方法将优质硅灰石原矿经破碎、研磨至400目，然后将研磨好的硅灰石与水配成一定浓度的浆液，加入一定量的分散剂，达到一定温度后加入一定配比的氯化铝和氨水，再加入一定量的复合偶联剂，经过恒温高速搅拌湿法研磨，得到6000目的复合浆料，再经干燥、收集，解聚打散后最终制得氢氧化铝纳米颗粒包覆的硅灰石粉。所述方法采用铝钛复合偶联剂对粉体表面进行改性，并在硅灰石粉表面包覆一层氢氧化铝，有效利用氢氧化铝的阻燃作用，利用硅灰石在燃烧过程中形成坚实的无定型硅保护层来弥补氢氧化铝成炭效果差的缺点，实现硅灰石表面包覆氢氧化铝复合材料的低烟、无卤和阻燃功能。一种阻燃线缆用硅灰石表面包覆氢氧化铝的制备方法，具体步骤如下：(1)原矿清洗一次破碎，将优质硅灰石原矿经粗破碎、清洗、一次破碎后，得到直径为5-10cm的原矿；(2)二次破碎，将清洗破碎后的硅灰石原矿，放入料仓中进行二次破碎，二次破碎后得到直径为5-10mm的物料；(3)干法研磨，二次破碎后的物料经皮带输送至198型环辊磨进行干法研磨，在环辊磨进口处加入助磨剂，经干法研磨后得到400目硅灰石粉体；(4)配制浆料，将得到的400目的硅灰石粉体配制成固含量为70-75％的浆料；同时，在浆料配置的过程中加入分散剂，使其充分分散均匀；(5)高速恒温搅拌湿法研磨，将得到的固含量70-75％的浆料中加入氯化铝和氨水在立式搅拌机中研磨，搅拌2小时；研磨过程中进行沉淀反应，同时加入复合偶联剂；立式搅拌机中加入微球形孔氧化锆为研磨介质，搅拌研磨过程中控制浆料温度，使之充分均匀混合，最后制得6000目的浆料；(6)闪蒸干燥，将搅拌反应后的浆料泵入快速闪蒸干燥机，采用干净的热空气进行闪蒸干燥；(7)布袋收集，将经过干燥后的粉体经布袋收集；(8)解聚打散，将收集后的粉体经螺旋铰刀喂料器进入解聚打散机，破坏由于粒子的团聚，保持原生粒子的粒径；(9)成品包装，将高速搅拌后的粉体经自动包装机包装。所述分散剂为粉体质量2‰的全氟辛基磺酸钠分散剂。所述复合偶联剂为粉体质量6‰-8‰的铝钛复合偶联剂，其分子式为：所述氯化铝和氨水与硅灰石的质量比为：氯化铝和氨水：硅灰石＝2-3：1；氯化铝与氨水质量比为：氯化铝：氨水＝1：3-4。所述立式搅拌机转速为2500r/min。所述研磨介质的莫氏硬度为8，直径为3mm。所述搅拌研磨过程中控制浆料的温度为70-80℃。本专利技术的有益效果是，本专利技术制备的产品具有细度、表面活化度高、阻燃补强性能好的特点。硅灰石的硬度比较高，一般很难研磨至3000目以上，本专利技术产品通过湿法研磨超细粉体加工工艺，可以将粉体颗粒研磨至6000目，其平均粒径在0.8-0.9μm，BET比表面积大于等于10m2/g。同时产品生产工艺中采用了解聚打散的工艺，对粉体进行有效的分散，保持了原生粒子的粒径。本专利技术产品表面活化度高，与基材的相容性好；本专利技术产品在解聚打散后，采用铝钛复合偶联剂对粉体表面进行改性，兼具铝酸酯和钛酸酯偶联剂的特点，产品的活化度大于97％。粉体材料的表面活化度越高，其吸油性也越低，分散性和流动性也越好，与基材树脂的相容性也越强。本专利技术产品的生产工艺过程中在硅灰石粉表面包覆一层氢氧化铝，有效的利用氢氧化铝的阻燃作用同时，也利用了硅灰石促进燃烧成炭提高阻燃效果，且硅灰石特殊的纤维和针状结构对线缆具有补强等功效。本专利技术产品达到在低烟无卤阻燃线缆的阻燃性，并且其填充在低烟无卤阻燃线缆中表现出具有优异的综合力学性能和电绝缘性能。本专利技术产品适用于电力电缆表面敷覆。附图说明图1为本专利技术工艺流程示意图；图2为实施例1对应的产品扫描电镜图(产品放大5000倍)；图3为实施例2对应的产品扫描电镜图(产品放大1000倍)；图4为实施例3对应的产品扫描电镜图(产品放大5000倍)。具体实施方式本专利技术的具体实施方式如图1所示。实施例1：配制浆料：将得到的70-75％固含的浆料中加入氯化铝和氨水与硅灰石的质量比为：氯化铝和氨水：硅灰石＝2：1，氯化铝与氨水质量比为：氯化铝：氨水＝1：3，在研磨过程中进行沉淀反应，同时加入复合偶联剂；立式搅拌机转速为2500r/min，搅拌2小时，立式搅拌磨中加入特质的微球形孔氧化锆为研磨介质，研磨介质的莫氏硬度为8，直径为3mm。搅拌研磨过程中控制浆料温度在70-80℃之间，使之充分均匀混合，采用偶联剂对粉体进行改性，改性剂为粉体质量6‰的铝钛复合偶联剂，最后制得6000目的浆料，然后通过闪蒸干燥收集，解聚打散，过筛，包装，得到一种低烟无卤阻燃线缆用硅灰石表面包覆氢氧化铝超细粉体。实施例1对应的批样检测结果实施例1对应的产品扫描电镜图如图2所示。实施例2：配制浆料：将得到的70-75％固含的浆料中加入氯化铝和氨水与硅灰石的质量比为：氯化铝和氨水：硅灰石＝3：1，氯化铝与氨水质量比为：氯化铝：氨水＝1：4，在研磨过程中进行沉淀反应，同时加入复合偶联剂；立式搅拌机转速为2500r/min，搅拌2小时，立式搅拌磨中加入特质的微球形孔氧化锆为研磨介质，研磨介质的莫氏硬度为8，直径为3mm。搅拌研磨过程中控制浆料温度在70-80℃之间，使之充分均匀混合，采用偶联剂对粉体进行改性，改性剂为粉体质量7‰的铝钛复合偶联剂，最后制得6000目的浆料，然后通过闪蒸干燥收集，解聚打散，过筛，包装，得到一种低烟无卤阻燃线缆用硅灰石表面包覆氢氧化铝超细粉体。实施例2对应的批样检测结果实施例2对应的产品扫描电镜图如图3所示。实施例3：配制浆料：将得到的70-75％固含的浆料中加入氯化铝和氨水与硅灰石的质量比为：氯化铝和氨水：硅灰石＝2：1，氯化铝与氨水质量比为：氯化铝：氨水＝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻燃线缆用硅灰石表面包覆氢氧化铝的制备方法，包括将优质硅灰石原矿经破碎、研磨，配成一定浓度的浆液，其特征在于，所述方法采用铝钛复合偶联剂对粉体表面进行改性，并在硅灰石粉表面包覆一层氢氧化铝，有效利用氢氧化铝的阻燃作用，利用硅灰石在燃烧过程中形成坚实的无定型硅保护层来弥补氢氧化铝成炭效果差的缺点，实现硅灰石表面包覆氢氧化铝复合材料的低烟、无卤和阻燃功能。

【技术特征摘要】
1.一种阻燃线缆用硅灰石表面包覆氢氧化铝的制备方法，包括将优质硅灰石原矿经破碎、研磨，配成一定浓度的浆液，其特征在于，所述方法采用铝钛复合偶联剂对粉体表面进行改性，并在硅灰石粉表面包覆一层氢氧化铝，有效利用氢氧化铝的阻燃作用，利用硅灰石在燃烧过程中形成坚实的无定型硅保护层来弥补氢氧化铝成炭效果差的缺点，实现硅灰石表面包覆氢氧化铝复合材料的低烟、无卤和阻燃功能。2.根据权利要求1所述的一种阻燃线缆用硅灰石表面包覆氢氧化铝的制备方法，其特征在于，所述方法具体步骤如下：(1)原矿清洗一次破碎，将优质硅灰石原矿经粗破碎、清洗、一次破碎后，得到直径为5-10cm的原矿；(2)二次破碎，将清洗破碎后的硅灰石原矿，放入料仓中进行二次破碎，二次破碎后得到直径为5-10mm的物料；(3)干法研磨，二次破碎后的物料经皮带输送至198型环辊磨进行干法研磨，在环辊磨进口处加入助磨剂，经干法研磨后得到400目硅灰石粉体；(4)配制浆料，将得到的400目的硅灰石粉体配制成固含量为70-75％的浆料；同时，在浆料配置的过程中加入分散剂，使其充分分散均匀；(5)高速恒温搅拌湿法研磨，将得到的固含量70-75％的浆料中加入氯化铝和氨水在立式搅拌机中研磨，搅拌2小时；研磨过程中进行沉淀反应，同时加入复合偶联剂；立式搅拌机中加入微球形孔氧化锆为研磨介质，搅拌研磨过程中控制浆料温度，使之充分均匀混...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋建强，何秋华，张静，肖小兵，邓克文，
申请(专利权)人：江西广源化工有限责任公司，连州市广源碳酸钙有限责任公司，海城新广源粉体材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36