一种纳米片状高岭土-硅灰石-羟基硅油三元复合粉体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及橡胶补强技术领域，尤其涉及一种纳米片状高岭土

【技术实现步骤摘要】
一种纳米片状高岭土
‑
硅灰石
‑
羟基硅油三元复合粉体及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及橡胶补强
，尤其涉及一种纳米片状高岭土
‑
硅灰石
‑ꢀ
羟基硅油三元复合粉体及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着橡胶工业的不断发展，以矿物作为填料的需求越来越大。开发新型的矿物补强剂对降低橡胶制品生产成本具有重要作用。而当今对无机矿物填料的研究已从单一矿物补强逐步过渡到复合矿物补强，甚至是多种矿物混合补强。
[0003]在橡胶中加入不同形态的矿物混合物，如硅灰石与绢云母等，可大幅提高硫化胶的物理性能。对两种或者两种以上的无机矿物填料进行表面改性并混合，可以使填料体系的机构复杂化，粉体的表面活性及其与橡胶基体的相容性得到提高。将不同结构、形态、化学成分和性质的无机矿物填料进行有机的结合，可在填充橡胶时达到优势互补，实现无机矿物粉体填充胶性能的优化，但优化程度有限，亟需进一步的改善。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种纳米片状高岭土
‑
硅灰石
‑
羟基硅油三元复合粉体及其制备方法和应用。所述制备方法制备得到的纳米片状高岭土
‑
硅灰石
‑
羟基硅油三元复合粉体能够大幅度提高硫化胶的力学性能和耐热性能，同时还能够进一步降低成本。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种纳米片状高岭土
‑
硅灰石
‑
羟基硅油三元复合粉体的制备方法，包括以下步骤：
[0007]采用尿素溶液对高岭土进行插层后，与有机分散剂第一混合，得到纳米片状高岭土；
[0008]将所述纳米片状高岭土和水第二混合，得到纳米片状高岭土浆料；
[0009]采用浓硫酸对所述纳米片状高岭土浆料进行活化后，与阳离子表面活性剂第三混合进行第一改性，得到改性纳米片状高岭土；
[0010]将所述改性纳米片状高岭土、无机硅源和针状硅灰石的预分散浆料进行混合研磨，得到改性纳米片状高岭土
‑
硅灰石的二元复合物；
[0011]将三乙醇胺和二异丙醇胺的复合改性剂与所述改性纳米片状高岭土
‑
硅灰石的二元复合物第四混合，进行第二改性后，加入羟基硅油进行陈化，得到所述纳米片状高岭土
‑
硅灰石
‑
羟基硅油三元复合粉体。
[0012]优选的，所述尿素溶液的质量浓度为75～85％；
[0013]所述高岭土与尿素溶液的质量比为1:(2～3)；
[0014]所述插层在研磨的条件下进行，所述研磨的温度为60～70℃，转速为 800～1000rpm，时间为7.5～8.5h。
[0015]优选的，所述有机分散剂为纤维素衍生物；
[0016]所述有机分散剂与所述高岭土的质量比为(2～9):100。
[0017]优选的，所述纳米片状高岭土浆料的固含量为15～30％；
[0018]所述纳米片状高岭土浆料和浓硫酸的质量比为100:(5～7)；
[0019]所述活化的温度为85～95℃，时间为3～4h。
[0020]优选的，所述阳离子表面活性剂包括十六烷基三甲基溴化铵和/或十八烷基二甲苯苄基氯化铵；
[0021]所述纳米片状高岭土浆料与阳离子表面活性剂的质量比为100：(2～3)；
[0022]所述第一改性的温度为60～70℃，时间为20～30min；
[0023]所述改性纳米片状高岭土的比表面积为120～130m2/g。
[0024]优选的，所述针状硅灰石的预分散浆料的固含量为45～60％；
[0025]所述针状硅灰石的预分散浆料包括针状硅灰石、预分散剂和水；
[0026]所述预分散剂包括聚丙烯酸钠和/或磷酸酯；所述预分散剂与针状硅灰石的质量比为(0.3～0.8)：100。
[0027]优选的，所述改性纳米片状高岭土与针状硅灰石的质量比为(15～25)： 100；
[0028]所述无机硅源的质量与所述改性纳米片状高岭土和针状硅灰石的总质量之比为(0.8～1.3)：100；
[0029]所述无机硅源为硅酸钠。
[0030]优选的，所述三乙醇胺和二异丙醇胺的复合改性剂中三乙醇胺和二异丙醇胺的质量比为(0.6～0.9)：(0.3～0.7)；
[0031]所述三乙醇胺与所述改性纳米片状高岭土
‑
硅灰石的二元复合物的质量比为(0.6～0.9)：100；
[0032]所述二异丙醇胺与所述改性纳米片状高岭土
‑
硅灰石的二元复合物的质量比为(0.3～0.7)：100；
[0033]所述羟基硅油与所述改性纳米片状高岭土
‑
硅灰石的二元复合物的质量比为(0.8～1.5)：100。
[0034]本专利技术还提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的纳米片状高岭土
‑
硅灰石
‑
羟基硅油三元复合粉体。
[0035]本专利技术还提供了上述技术方案所述的纳米片状高岭土
‑
硅灰石
‑
羟基硅油三元复合粉体在橡胶补强领域中的应用。
[0036]本专利技术提供了一种纳米片状高岭土
‑
硅灰石
‑
羟基硅油三元复合粉体的制备方法，包括以下步骤：采用尿素溶液对高岭土进行插层后，与有机分散剂第一混合，得到纳米片状高岭土；将所述纳米片状高岭土和水第二混合，得到纳米片状高岭土浆料；采用浓硫酸对所述纳米片状高岭土浆料进行活化后，与阳离子表面活性剂第三混合，进行第一改性，得到改性纳米片状高岭土；将所述改性纳米片状高岭土、无机硅源和针状硅灰石的预分散浆料进行混合研磨，得到改性纳米片状高岭土
‑
硅灰石的二元复合物；将三乙醇胺和二异丙醇胺的复合改性剂与所述改性纳米片状高岭土
‑
硅灰石的二元复合物第四混合，进行第二改性后，加入羟基硅油进行陈化，得到所述纳米片状高岭土
‑
硅灰石
‑
羟基硅油三元复合粉体。
[0037]与现有技术相比，本专利技术所述技术方案具有以下有益效果：
[0038]1)本专利技术采用针状硅灰石与片状高岭土混合，由于两者的形态不同，性质不同，相互会打破团聚粉体，使得最大堆砌体积(填料的真实体积与填料的占有表现体积之比)达到极值，从而提高粉体与橡胶基体接触的有效比表面积，应用到橡胶中可提高其力学性能；
[0039]2)本专利技术采用针状硅灰石与片状高岭土混合，针状/片状结构粉体复配填充时，在胶料混炼成型时会沿着X轴、Y
‑
Z平面方向同时补强，因此补强效果更加优异；
[0040]3)本专利技术采用浓硫酸和阳离子表面活性剂依次对所述纳米片状高岭土进行活化和改性，可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米片状高岭土
‑
硅灰石
‑
羟基硅油三元复合粉体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：采用尿素溶液对高岭土进行插层后，与有机分散剂第一混合，得到纳米片状高岭土；将所述纳米片状高岭土和水第二混合，得到纳米片状高岭土浆料；采用浓硫酸对所述纳米片状高岭土浆料进行活化后，与阳离子表面活性剂第三混合，进行第一改性，得到改性纳米片状高岭土；将所述改性纳米片状高岭土、无机硅源和针状硅灰石的预分散浆料进行混合研磨，得到改性纳米片状高岭土
‑
硅灰石的二元复合物；将三乙醇胺和二异丙醇胺的复合改性剂与所述改性纳米片状高岭土
‑
硅灰石的二元复合物第四混合，进行第二改性后，加入羟基硅油进行陈化，得到所述纳米片状高岭土
‑
硅灰石
‑
羟基硅油三元复合粉体。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述尿素溶液的质量浓度为75～85％；所述高岭土与尿素溶液的质量比为1:(2～3)；所述插层在研磨的条件下进行，所述研磨的温度为60～70℃，转速为800～1000rpm，时间为7.5～8.5h。3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述有机分散剂为纤维素衍生物；所述有机分散剂与所述高岭土的质量比为(2～9):100。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纳米片状高岭土浆料的固含量为15～30％；所述纳米片状高岭土浆料和浓硫酸的质量比为100:(5～7)；所述活化的温度为85～95℃，时间为3～4h。5.如权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述阳离子表面活性剂包括十六烷基三甲基溴化铵和/或十八烷基二甲苯苄基氯化铵；所述纳米片...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖毓秀，吴平飞，张晓明，邹检生，吴永惠，
申请(专利权)人：连州市广源碳酸钙有限责任公司，
类型：发明
国别省市：