本发明专利技术涉及一种合成多孔硅酸钙粉体的改性方法，属于无机粉体加工技术领域。该改性方法采用高混机将合成多孔硅酸钙粉体经过干燥、合成多孔硅酸钙粉体成核能力的减弱和抗氧性能的提高、合成多孔硅酸钙粉体表面的硅烷偶联剂改性、表面改性合成多孔硅酸钙粉体的表面自组装、表面自组装合成多孔硅酸钙粉体的润滑改性后制备成合成多孔硅酸钙改性粉体。经本发明专利技术的方法改性后，解决了合成多孔硅酸钙的高摩擦系数、高结晶成核能力、高吸附性以及低导热系数等问题，可以广泛的应用在高分子材料领域中。本发明专利技术改性方法工艺简单，设备要求低，操作控制方便，易于实现工业化生产，无需特殊设备。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，属于无机粉体加工
。该改性方法采用高混机将合成多孔硅酸钙粉体经过干燥、合成多孔硅酸钙粉体成核能力的减弱和抗氧性能的提高、合成多孔硅酸钙粉体表面的硅烷偶联剂改性、表面改性合成多孔硅酸钙粉体的表面自组装、表面自组装合成多孔硅酸钙粉体的润滑改性后制备成合成多孔硅酸钙改性粉体。经本专利技术的方法改性后，解决了合成多孔硅酸钙的高摩擦系数、高结晶成核能力、高吸附性以及低导热系数等问题，可以广泛的应用在高分子材料领域中。本专利技术改性方法工艺简单，设备要求低，操作控制方便，易于实现工业化生产，无需特殊设备。【专利说明】
本专利技术涉及，属于无机粉体加工
。
技术介绍
我国北方诸省储藏着丰富的高铝含量煤炭，远景储量超过1000亿吨，作为煤电行业的主要燃料，每年产生的大量高铝粉煤灰一度成为大宗工业固体废弃物，严重污染环境。大唐国际内蒙古再生资源公司以高铝粉煤灰为原料，采用碱法工艺成功提取氧化铝产品，并将其副产物硅酸钠与石灰乳反应制备出合成多孔硅酸钙粉体，实现了粉煤灰资源高附件值再生应用的突破，具有节能、环保、废物利用等优点，对我国煤电行业的产业调整、升级换代以及绿色化具有十分重要的意义。大唐国际内蒙古再生资源公司制备的合成多孔硅酸钙粉体是一种白色粉末状颗粒，其主要化学成分为:Si0238%-39%，Ca039%-41%,烧失量12%_16%，分子式:CaOSiO3.ηΗ20,粉体真密度1.1-1.3g/cm3,体积密度0.2-0.4g/cm3,平均粒径1-3 μ m,吸油值160-280g/100g,pH9-ll,无毒无味,不溶于水、酒精和碱溶液,能溶于酸中。相比传统的无机填料，合成多孔硅酸钙粉体内部及表面呈空隙发育，粉体表观呈现蜂窝状聚集体特征，是一种呈聚集体的蓬松多孔结构性无机粉体材料，展现出介孔效应、羟基效应、纳米效应和较强的羟基持有能力，这些赋予粉体堆积密度小、质软且轻、高比表面积、低磨耗值、弱负电荷强度以及较高的吸油吸水性等特性。在将合成多孔硅酸钙粉体与高分子材料进行共混的实际生产过程中，我们发现合成多孔硅酸钙粉体存在高摩擦系数、高结晶成核能力、高吸附性以及低导热系数等四个方面的问题，导致其难以与高分子材料进行共混制备复合材料。经过研究与试验，合成多孔硅酸钙粉体的介孔效应、羟基效应和纳米效应是导致这些问题的主要因素。而且，现有的改性技术和方法无法同时解决合成多孔硅酸韩粉体的多孔效应、羟基效应和纳米效应。
技术实现思路
针对上述存在问题，本专利技术的目的在于克服上述缺陷，提供，该改性方法可有效的解决合成多孔硅酸钙粉体的高摩擦系数、高结晶成核能力、高吸附性以及低导热系数等问题，为满足本专利技术目的的技术解决方案是:，改性方法按以下步骤进行，A合成多孔硅酸钙粉体的干燥将合成多孔硅酸钙粉体放入高速混合机中进行旋转干燥，干燥温度为120_140°C，干燥20-180min后得到含水率低于2%的合成多孔硅酸钙粉体；B合成多孔硅酸钙粉体成核能力的减弱和抗氧性能的提高将经A步骤得到的含水率低于2%的合成多孔硅酸钙粉体按如下质量百分比:合成多孔硅酸钙粉体 97.3-99.35%马来酸酐0.5-2%过氧化物引发剂0.05-0.2%抗氧剂0.1-0.5%;混配，置于高速混合机中混合，混合温度为80°C，处理Ih后得到成核能力减弱和抗氧性能提高的合成多孔硅酸钙粉体；C合成多孔硅酸钙粉体表面的硅烷偶联剂改性将经B步骤处理后得到的合成多孔硅酸钙粉体，按如下质量百分比:合成多孔硅酸钙粉体98-99.5%硅烷偶联剂0.5-2%;混配，置于高速混合机中改性，改性温度为90°C -130°C，改性5_30min后得到表面改性合成多孔硅酸钙粉体；D表面改性合成多孔硅酸钙粉体的表面自组装将经C步骤得到的表面改性合成多孔硅酸钙粉体按如下质量百分比:表面改性合成多孔娃酸钙粉体96-99%钛酸酯偶联剂0.5-2%铝酸酯偶联剂0.5-2%;混配，置于高速混合机中自组装，自组装温度为110-120°C，自组装5_30min后将表面自组装钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂的表面改性合成多孔硅酸钙粉体温度降低至80-100°C，完成表面改性合成多孔硅酸钙粉体的一次表面自组装，然后再向完成一次表面自组装合成硅酸钙粉体中加入质量百分比为0.5-2%的稀土偶联剂HY-041进行二次自组装，二次自组装5-15min后得到表面自组装合成多孔硅酸钙粉体；E表面自组装合成多孔硅酸钙粉体的润滑改性将经D步骤得到的表面自组装合成多孔硅酸钙粉体按如下质量百分比:表面自组装合成多孔硅酸钙粉体98-99.5%润滑剂0.5-2% ；混配，置于高速混合机中润滑改性，润滑改性温度为80°C，润滑改性5_15min后得到合成多孔硅酸钙改性粉体。所述的合成多孔硅酸钙粉体的分子式为CaOSiO3.ηΗ20,真密度为1.1-1.3g/cm3,体积密度为0.2-0.4g/cm3,平均粒径1-3 μ m。所述的过氧化物引发剂为过氧化氢或过硫酸铵或过硫酸钾或过氧化苯甲酰或过氧化苯甲酰叔丁酯或过氧化甲乙酮中的一种。所述的抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂168或抗氧剂264或抗氧剂330或抗氧剂5057或抗氧剂BHT中的一种。所述的硅烷偶联剂为分子结构中含有乙烯基或Y-氨丙基或Y-氨丙基甲基或Y~疏丙基的硅烷偶联剂 中的一种。所述的钛酸酯偶联剂为分子结构中含有异丙基或三硬酯酸或双(二辛氧基焦磷酸酯基)或四异丙基的钛酸酯偶联剂中的一种。所述的铝酸酯偶联剂为分子结构中含有二硬脂酰氧基或二硬酯酸或异丙基的铝酸酯偶联剂中的一种。所述的润滑剂为硬脂酸或硬脂酸丁酯或油酰胺或乙撑双硬脂酰胺或聚乙烯蜡或低分子量聚丙烯与单甘脂的混合物中的一种。所述的高速混合机的线速度为> 28米/秒。由于采用了以上技术方案，本专利技术具有如下特点:首先，在120_140°C和线速度>28米/秒的条件下，使用高混机将合成多孔硅酸钙粉体的含水率降低至2%以下，然后加入马来酸酐和过氧化物引发剂进行接枝反应，在合成多孔硅酸钙粉体表面接枝马来酸酐单体。由于合成多孔硅酸酐具有介孔结构，导致其具有极强的吸附能力，因此高混机采用的是高温(120-140°C)和高速(线速度≥28米/秒)的方法将马来酸酐快速接枝在合成多孔硅酸酐的外表面，而其孔隙结构中没有接枝马来酸酐，高混机的温度和线速度是经过长期实验总结得出的，需要对高混机进行一系列的改进。由于马来酸酐与高分子材料具有不相容的特点，因此马来酸酐接枝在合成多孔硅酸钙粉体的外表面有助于减弱纳米尺寸效应导致的高结晶成核能力；抗氧剂的加入主要是应对熔融共混过程中的高温、摩擦和氧气导致的热氧降解反应，特别是合成多孔硅酸钙粉体的热氧水解反应。因此，抗氧剂的加入非常必要且有利于下一步的改性。其次，采用硅烷偶联剂对接枝马来酸酐的合成多孔硅酸钙粉体进行改性，利用硅氧键与酸酐的羰基形成氢键结构，快速在其外表面快速形成烯烃链分子结构。硅烷偶联剂的使用可以增加合成多孔硅酸钙粉体外表面改性分子的分子链长度，为下一步的分子层层组装提供基础条件。再次，采用钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂对经硅烷偶联剂改性后的合成多孔硅酸钙粉体进行改性，利用钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂分子上的烯烃链与硅烷偶联剂上烯烃链具本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种合成多孔硅酸钙粉体的改性方法，其特征在于：所述改性方法按以下步骤进行，A合成多孔硅酸钙粉体的干燥将合成多孔硅酸钙粉体放入高速混合机中进行旋转干燥，干燥温度为120‑140℃，干燥20‑180min后得到含水率低于2%的合成多孔硅酸钙粉体；B合成多孔硅酸钙粉体成核能力的减弱和抗氧性能的提高将经A步骤得到的含水率低于2%的合成多孔硅酸钙粉体按如下质量百分比：混配，置于高速混合机中混合，混合温度为80℃，处理1h后得到成核能力减弱和抗氧性能提高的合成多孔硅酸钙粉体；C合成多孔硅酸钙粉体表面的硅烷偶联剂改性将经B步骤处理后得到的合成多孔硅酸钙粉体，按如下质量百分比：合成多孔硅酸钙粉体 98‑99.5%硅烷偶联剂 0.5‑2%；混配，置于高速混合机中改性，改性温度为90℃‑130℃，改性5‑30min后得到表面改性合成多孔硅酸钙粉体；D表面改性合成多孔硅酸钙粉体的表面自组装将经C步骤得到的表面改性合成多孔硅酸钙粉体按如下质量百分比：表面改性合成多孔硅酸钙粉体 96‑99%钛酸酯偶联剂 0.5‑2%铝酸酯偶联剂 0.5‑2%；混配，置于高速混合机中自组装，自组装温度为110‑120℃，自组装5‑30min后将表面自组装钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂的表面改性合成多孔硅酸钙粉体温度降低至80‑100℃，完成表面改性合成多孔硅酸钙粉体的一次表面自组装，然后再向完成一次表面自组装合成硅酸钙粉体中加入质量百分比为0.5‑2%的稀土偶联剂HY‑041进行二次自组装，二次自组装5‑15min后得到表面自组装合成多孔硅酸钙粉体；E表面自组装合成多孔硅酸钙粉体的润滑改性将经D步骤得到的表面自组装合成多孔硅酸钙粉体按如下质量百分比：表面自组装合成多孔硅酸钙粉体 98‑99.5%润滑剂 0.5‑2%；混配，置于高速混合机中润滑改性，润滑改性温度为80℃，润滑改性5‑15min后得到合成多孔硅酸钙改性粉体。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈建平，宋宝详，陈伟，刘欣，
申请(专利权)人：武汉凌辉高分子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。