一种砭石粉体表面改性的方法技术

本发明专利技术属于纳米粉体领域，具体涉及一种砭石粉体表面改性的方法。砭石粉体表面改性的方法包括以下步骤：活化液制备：将水性改性剂、活化剂与去离子水按质量比1:（0.01～100）:（1～10000）混合均匀，机械搅拌并加热使其充分活化获得活化液；机械搅拌转速为100～2000转/分钟，活化时间为0.1～4h；活化温度为20～90℃；剪切活化处理：将砭石粉体加入活化液中，然后对其进行高速剪切活化处理；其中砭石粉体与活化溶液的质量比为1:（1～10000）；其中，剪切转速为5000～30000转/分钟，剪切处理时间为0.5～10h；后处理。采用本发明专利技术提出的方法制备得到的改性砭石粉体，与聚合物基体相容性好，并且改性过程操作简单，改性难度低，适合放大化生产。产。产。

【技术实现步骤摘要】
一种砭石粉体表面改性的方法


[0001]本专利技术属于纳米粉体领域，具体涉及一种砭石粉体表面改性的方法。

技术介绍

[0002]砭石作为一种中国传统保健疗法，其可以起到调动机体本身的防御能力，战胜疾病，调和阴阳、气血、脏腑功能，使失衡的内部稳定，从而恢复身心健康的目的。因而，其可以起到良好的疗愈身体，恢复身体机能，保持健康的功效。
[0003]传统的砭石使用方法是通过中医理疗的方式，利用砭石的特殊功效达到保健的效果。但是由于人们工作繁忙等，这种方式不能最大化发挥其强效保健的功能。因此目前有大量的研究将其添加于塑料粒子中，将其制备成功能器件，例如摆件、装饰品等以及家电中等。这种方式能充分发挥砭石优秀的保健功能，但是砭石作为一种无机粉体，其与聚合物粒子间的相容性极差，当作为粉体将其直接加入聚合物基体中时，这种差的相容性就会在界面处造成缝隙，进而对最终产品的分散度、机械性能等产生不利的影响，因而需要对其进行表面改性的处理，来提高其在聚合物中的相容性和分散性。
[0004]目前纳米粉体的改性方法主要有三种：干法改性、湿法改性和聚合物包覆改性。第一种湿法改性具有改性成本低的优点，但因使用大量有机溶剂而使产品后处理复杂，易造成环境污染；第二种干法改性避免得了湿法改性使用有机溶剂的缺点，具有工艺简单、处理量大、后处理简单和反应效率高的优点，但是操作条件严格，同时存在改性剂用量大、改性成本高、改性不均匀的缺点；第三种聚合物包覆的方法，流程复杂，设备要求高，处理量相对较小，不适合工业化生产。

技术实现思路
/>[0005]本专利技术的目的是提供一种降低改性剂的用量的一种砭石粉体表面改性的方法。
[0006]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种砭石粉体表面改性的方法，包括以下步骤：（1）活化液制备：将水性改性剂、活化剂与去离子水按质量比1:（0.01～100）:（1～10000）混合均匀，机械搅拌并加热使其充分活化获得活化液；其中，机械搅拌转速为100～2000转/分钟，活化时间为0.1～4h；活化温度为20～90℃；所述水性改性剂为异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯、乙烯基三乙氧基硅烷、醇胺二磷酰氧基羟乙酸钛酸酯、乙烯基三甲氧基硅烷、异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、三硬脂酯基钛酸异丙酯、异丙基二油酸酰氧基（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯、二（二辛基焦磷酰氧基）羟乙酸钛酸酯、乙烯基三(β
‑
甲氧乙氧基)硅烷中的任意一种或几种的混合物。
[0007]（2）剪切活化处理：将砭石粉体加入上述活化液中，然后对其进行高速剪切活化处理；其中砭石粉体与活化溶液的质量比为1:（1～10000）；其中，剪切转速为5000～30000转/分钟，剪切处理时间为0.5～10h；
（3）后处理：将活化后的砭石粉体进行干燥、机械粉碎、过筛即得表面改性后的砭石粉体。
[0008]本专利技术通过选用水性改性剂和活化剂，避免了湿法改性中通常需用到的有机溶剂，在降低改性成本的同时又避免了其对环境造成的污染；其次，本专利技术通过高速剪切的方式提高了其改性效率，大大降低了改性剂的用量，降低了改性成本，提高了改性效果。采用本专利技术提出的方法制备得到的改性砭石粉体，与聚合物基体相容性好，并且改性过程操作简单，改性难度低，适合放大化生产；而且本专利技术特定的水性改性剂能与特定的活化剂相互作用反应，活化效果好，有助于对砭石粉体进行后续的剪切活化处理，改性后的表面具有丰富的介孔结构，相比于普通的砭石粒径更小，比表面积更大，从而提高砭石粉体与聚合物基体的相容性。
[0009]作为优选，所述步骤（1）中的活化剂为BYK192、BYK102、BYK110、 BYK220、BYK180或复合活化剂中的任意一种或几种的混合物。
[0010]本专利技术通过选用特定的活化剂，避免了湿法改性中通常需用到的有机溶剂，在降低改性成本的同时又避免了其对环境造成的污染；而且能与特定的改性剂相互作用反应，活化效果好，有助于对砭石粉体进行后续的剪切活化处理，提高砭石粉体与聚合物基体的相容性。
[0011]更优选地，所述复合活化剂为γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷和顺丁烯二酸酐按质量比3
‑
6：1组成的复合物。
[0012]作为优选，所述步骤（1）水性改性剂与去离子水的质量比为1:（1000～5000）；水性改性剂与活化剂的质量比为1:（0.7～5）；机械搅拌转速为400～1000转/分钟，活化时间为0.5～2h；活化温度为50～80℃。
[0013]采用特定的配比和反应时间，有助于进一步提高砭石粉体与聚合物基体的相容性。
[0014]作为优选，所述步骤（2）剪切活化处理采用Fluke FA25高剪切分散乳化机，剪切转速为10000～25000转/分钟，处理时间为1～7h。
[0015]作为优选，所述步骤（2）剪切活化处理采用的高剪切分散乳化机结构为：包括反应釜，所述反应釜上固定连接有固定壳，所述固定壳上通过螺栓安装有第一电机，所述第一电机的输出轴焊接有转轴，所述转轴的底部依次贯穿所述固定壳与所述反应釜，所述转轴上开设有十字槽，所述转轴的底端焊接有转壳，所述转壳的内侧安装有第二电机，所述第二电机的输出轴焊接有丝杆，所述丝杆的一端贯穿所述转壳并插入至所述十字槽内，所述丝杆上螺纹连接有套环，所述套环上焊接有连块，所述连块的一端焊接有升降搅拌环，所述升降搅拌环与所述转轴滑动连接，所述转壳的底部转动连接有底板。
[0016]采用本专利技术特定结构的高剪切分散乳化机，升降搅拌环在本身转动搅拌的同时，可以通过第二电机带动其上下移动，从而使其可以在物料内的不同高度上进行搅拌，从而提高搅拌剪切效率，提高剪切效果，使物料具有高分散性的特性，有助于对砭石粉体进行剪切活化处理，获得更好的剪切活化效果，提高砭石粉体的改性效果，从而提高砭石粉体与聚合物基体的相容性。
[0017]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述固定壳内侧焊接有固定板，所述固定板上转动连接有三个呈环形分布的从动轴，所述从动轴上焊接有从动齿轮，所述转轴上焊接有
主动齿轮，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合连接。
[0018]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述从动轴的底端贯穿所述反应釜并插入所述反应釜内部，所述从动轴上焊接有搅拌叶，所述从动轴的底端转动连接于所述底板上。
[0019]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述反应釜的顶部连通有入料管，所述入料管上铰接有顶管，所述顶管上安装有把手，所述反应釜的底部连通有出料管，所述出料管上安装有阀门。
[0020]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述反应釜的底部内侧壁安装有环形加热圈。
[0021]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述反应釜的外侧壁安装有开关，所述开关分别与所述第一电机和所述第二电机电性连接。
[0022]作为优选，所述步骤（3）后处理中的干燥工艺为喷雾干燥。
[0023]综上所述，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种砭石粉体表面改性的方法，其特征在于：它包括以下步骤：（1）活化液制备：将水性改性剂、活化剂与去离子水按质量比1:（0.01～100）:（1～10000）混合均匀，机械搅拌并加热使其充分活化获得活化液；其中，机械搅拌转速为100～2000转/分钟，活化时间为0.1～4h；活化温度为20～90℃；所述水性改性剂为异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯、乙烯基三乙氧基硅烷、醇胺二磷酰氧基羟乙酸钛酸酯、乙烯基三甲氧基硅烷、异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、三硬脂酯基钛酸异丙酯、异丙基二油酸酰氧基（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯、二（二辛基焦磷酰氧基）羟乙酸钛酸酯、乙烯基三(β
‑
甲氧乙氧基)硅烷中的任意一种或几种的混合物；（2）剪切活化处理：将砭石粉体加入上述活化液中，然后对其进行高速剪切活化处理；其中砭石粉体与活化溶液的质量比为1:（1～10000）；其中，剪切转速为5000～30000转/分钟，剪切处理时间为0.5～10h；（3）后处理：将活化后的砭石粉体进行烘干、机械粉碎、过筛即得表面改性后的砭石粉体。2.根据权利要求1所述的一种砭石粉体表面改性的方法，其特征在于：所述步骤（1）中的活化剂为BYK192、BYK102、BYK110、 BYK220、BYK180或复合活化剂中的任意一种或几种的混合物。3.根据权利要求2所述的一种砭石粉体表面改性的方法，其特征在于：所述复合活化剂为γ
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氨丙基三乙氧基硅烷和顺丁烯二酸酐按质量比3
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6：1组成的复合物。4.根据权利要求1
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3任一项所述的一种砭石粉体表面改性的方法，其特征在于：所述步骤（1）水性改性剂与去离子水的质量比为1:（1000～5000）；水性改性剂与活化剂的质量比为1:（0.7～5）；机械搅拌转速为400～1000转/分钟，活化时间为0.5～2h；活化温度为50～80℃。5.根据权利要求4所述的一种砭石粉体表面改性的方法，其特征在于：所述步骤（2）剪切活化处理采用Fluke FA25高剪切分散乳化机，剪切转速为10000～25000转/分钟，处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：方彦雯，方志财，
申请(专利权)人：和也健康科技有限公司，
类型：发明
国别省市：