低真密度高岭土橡胶补强填料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低真密度高岭土橡胶补强填料及其制备方法，包括：以高岭土为原料，将高岭土进行干法破碎，获得粗物料，将粗物料加水和碱金属化合物助剂进行湿法超细研磨，再经过离心分级获得超细料浆，超细料浆中高岭土小于等于2μm占比达到95％以上；将超细料浆经过喷雾干燥、解聚，获得细物料颗粒；将细物料颗粒与空气混合获得悬浮物，将悬浮物以射流的方式喷入煅烧窑内进行闪速煅烧，降温，获得低真密度高岭土橡胶补强填料；高岭土采用有机质质量含量为0.1％～30％，K2O和Na2O总质量含量为0.1％～1％的高岭土。本发明专利技术的低真密度高岭土橡胶补强填料，通过超细化研磨、闪速煅烧等工艺，获得真密度为1.9g/cm3左右，粒度小于等于2μm占比在92％以上的橡胶补强填料。μm占比在92％以上的橡胶补强填料。μm占比在92％以上的橡胶补强填料。

【技术实现步骤摘要】
低真密度高岭土橡胶补强填料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及橡胶填料领域，特别地，涉及一种低真密度高岭土橡胶补强填料的制备方法。此外，本专利技术还涉及一种包括上述的制备方法获得的低真密度高岭土橡胶补强填料。

技术介绍

[0002]轻质橡胶填料具有较小的密度，填充到橡胶中可以起到增容作用，有效的降低复合材料整体的质量，被广泛应用于橡胶鞋底、航空密封件、汽车电池灌封和海洋工程上。目前橡胶中最常用的填料是炭黑和白炭黑，炭黑的真密度在1.8～1.85g/cm3之间，白炭黑的真密度为2.1～2.6g/cm3。炭黑和白炭黑的补强性能好，密度较小，但是也存在价格高昂的问题。白炭黑混炼困难，在配方中需要加入硅烷才能使用。随着节能减排的要求，炭黑作为高耗能、高污染的行业也受到了一定的限制。常见的无机矿物填料：高岭土的真密度为2.6～2.72g/cm3、云母的真密度为2.6～2.95g/cm3、滑石粉的真密度为2.7～2.85g/cm3。无机矿物填料价格低廉、储量巨大，超细化以后具有很好的补强性能，虽然超细化可以降低粉体的堆积密度，但不能改变粉体的真密度，因此无机矿物填料存在真密度大的不足。
[0003]目前，超细高岭土是常用的橡胶补强无机矿物填料，高岭土原矿经过破碎、湿法研磨、离心分级、干燥制备超细高岭土，其粒度细，补强性能好，不需要煅烧，获得的超细高岭土的真密度在2.62g/cm3左右。硅铝炭黑产品也可用作橡胶补强，以煤系高岭土为原料，在回转窑中600℃左右还原气氛下进行煅烧，使煤系高岭土含有的有机质(主要为煤)脱去羟基，从而提高产品与橡胶之间的相容性。硅铝炭黑由于采用还原气氛进行煅烧，煤矸石中的煤并不会被完全煅烧，煤的密度较轻，因此硅铝炭黑的真密度相对较小在2.5g/cm3左右。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种低真密度高岭土橡胶补强填料及其制备方法，以解决现有的无机矿物橡胶填料的密度大、补强性能差的技术问题。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种低真密度高岭土橡胶补强填料的制备方法，包括以下步骤：
[0007]以高岭土为原料，将高岭土进行干法破碎，获得粗物料，将粗物料加水和碱金属化合物助剂进行湿法超细研磨，再经过离心分级获得超细料浆，所述超细料浆中高岭土小于等于2μm占比在95％以上；
[0008]将超细料浆经过喷雾干燥、解聚，获得细物料颗粒；
[0009]将细物料颗粒与空气混合获得悬浮物，将悬浮物以射流的方式喷入煅烧窑内进行闪速煅烧，降温，获得低真密度高岭土橡胶补强填料；
[0010]高岭土采用有机质质量含量为0.1％～30％，K2O和Na2O总质量含量为0.1％～1％的高岭土。
[0011]进一步地，碱金属化合物助剂的添加量为高岭土质量的0.1％～1％；碱金属化合
物助剂采用碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或几种。
[0012]进一步地，闪速煅烧采用管式煅烧窑；闪速煅烧的温度为800℃～1200℃，时间为0.1s～2s。
[0013]进一步地，悬浮物中高岭土含量为1kg/m3～100kg/m3。
[0014]进一步地，悬浮物的射流流速为1m/s～50m/s。
[0015]进一步地，降温采用掺入冷风快速降温至700℃以下，降温的时间为5s～30s。
[0016]进一步地，湿法超细研磨过程中还加入分散剂，分散剂添加量为高岭土质量的0.1％～0.6％；分散剂采用六偏磷酸钠和/或聚丙烯酸钠。
[0017]根据本专利技术的另一方面，还提供了一种上述制备方法获得的低真密度高岭土橡胶补强填料，低真密度高岭土橡胶补强填料的真密度为1.9g/cm3～2.1g/cm3，低真密度高岭土橡胶补强填料的粒度小于等于2μm占比在92％以上。
[0018]本专利技术具有以下有益效果：
[0019]本专利技术的低真密度高岭土橡胶补强填料的制备方法，以高岭土为原料，进行干法破碎、超细研磨、离心分级、喷雾干燥、解聚、闪速煅烧、降温，制备出低真密度高岭土橡胶补强填料。上述高岭土经过干法破碎、超细研磨和离心分级，得到的超细料浆中高岭土小于等于2μm占比在95％以上，使得橡胶补强填料具有高细度，从而具有更好的补强性能。高岭土的有机质质量含量为0.1％～30％，而有机质的主要成分是煤，煤的密度较小，从而有助于降低橡胶补强填料的真密度。在闪速煅烧过程中，由于煅烧时间极短，高岭土中的有机质没有足够时间燃烧，既能保留大部分的有机质，降低填料的真密度，又能脱去其中的结晶水(羟基)，提高与橡胶的相容性。高岭土原矿中含有一定的K2O和Na2O，并且，在超细研磨过程中加入碱金属化合物助剂。闪速煅烧时，高岭土原料在极短的时间内迅速达到高温，使内部羟基瞬间汽化，形成压力。高岭土自身所带的碱金属氧化物使得刚性的高岭土粒子在高温下具有一定的可塑性，高岭土颗粒在水汽压力下膨胀，使得膨胀形成的孔穴不至于破裂。当膨胀的孔穴因水蒸气逸出而产生裂纹时，外部添加的碱金属化合物助剂在高温下熔化，使高岭土表面在煅烧时产生更强的塑性变形，将部分裂纹重新包裹起来，形成封闭的内部孔隙，有效降低产品的真密度。另外，补强性能主要由高岭土的粒度决定，产品的粒度越小，补强性能越高。通过将解聚后的细物料颗粒与空气混合获得悬浮物，将悬浮物以射流方式喷入煅烧炉进行煅烧。利用空气分散悬浮物中的高岭土颗粒，避免了高岭土颗粒之间的相互接触，减少煅烧阶段的粒度损失，既提高产品的粒度，又保证较高的补强性能。
[0020]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本专利技术作进一步详细的说明。
附图说明
[0021]构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0022]图1是本专利技术优选实施例的低真密度高岭土橡胶补强填料的制备工艺流程图。
具体实施方式
[0023]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相
互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0024]如图1所示，本实施例的低真密度高岭土橡胶补强填料的制备方法，包括以下步骤：
[0025]以高岭土为原料，将高岭土进行干法破碎，获得粗物料，将粗物料加水和碱金属化合物助剂进行湿法超细研磨，再经过离心分级获得超细料浆，所述超细料浆中高岭土小于等于2μm占比在95％以上；
[0026]将超细料浆经过喷雾干燥、解聚，获得细物料颗粒；
[0027]将细物料颗粒与空气混合获得悬浮物，将悬浮物以射流的方式喷入煅烧窑内进行闪速煅烧，降温，获得低真密度高岭土橡胶补强填料；
[0028]高岭土采用有机质质量含量为0.1％～30％，K2O和Na2O总质量含量为0.1％～1％的高岭土。
[0029]本专利技术的低真密度高岭土橡胶补强填料的制备方法，以高岭土为原料，进行干法破碎、超细研磨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低真密度高岭土橡胶补强填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：以高岭土为原料，将高岭土进行干法破碎，获得粗物料，将粗物料加水和碱金属化合物助剂进行湿法超细研磨，再经过离心分级获得超细料浆，所述超细料浆中高岭土小于等于2μm占比在95％以上；将超细料浆经过喷雾干燥、解聚，获得细物料颗粒；将细物料颗粒与空气混合获得悬浮物，将悬浮物以射流的方式喷入煅烧窑内进行闪速煅烧，降温，获得低真密度高岭土橡胶补强填料；所述高岭土采用有机质质量含量为0.1％～30％，K2O和Na2O总质量含量为0.1％～1％的高岭土。2.根据权利要求1所述的低真密度高岭土橡胶补强填料的制备方法，其特征在于，所述碱金属化合物助剂的添加量为所述高岭土质量的0.1％～1％；所述碱金属化合物助剂采用碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的低真密度高岭土橡胶补强填料的制备方法，其特征在于，所述闪速煅烧采用管式煅烧窑；所述闪速煅烧的温度为800℃～1200℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：林炼，王宇轩，亢浪浪，王凤全，张增明，陈建文，冯英，罗学如，王星宇，刘松柏，
申请(专利权)人：内蒙古超牌新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：