一种赤泥基改性玄武岩的制备方法技术

本发明专利技术涉及新材料制备技术领域，提供一种赤泥基改性玄武岩的制备方法，本发明专利技术在使用赤泥基改性前通过硅烷偶联剂对玄武岩进行改性，能够将硅烷偶联剂接枝在玄武岩的纤维表面，从而增强玄武岩的力学性能，还能提高玄武岩的表面活性；其次，在对玄武岩改性前对赤泥进行改性处理，能够去除赤泥中的杂质离子，如Cl

【技术实现步骤摘要】
一种赤泥基改性玄武岩的制备方法


[0001]本专利技术涉及新材料制备方法
，具体涉及一种赤泥基改性玄武岩的制备方法。

技术介绍

[0002]玄武岩，洋壳主要组成，属基性火山岩，是地球洋壳和月球月海的最主要组成物质，也是地球陆壳和月球月陆的重要组成物质。玄武岩纤维是以自然界中的玄武岩为原料生产制造的一种环保型无机纤维，具有与玻璃纤维、碳纤维相近的物理和力学性能，此外，还具有优异的热稳定性、化学稳定性和抗腐蚀性。经过赤泥改性后的玄武岩用途十分广泛，但是如何设计一种推广价值高的赤泥改性玄武岩的制备方法，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题

技术实现思路

[0003]解决的技术问题
[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种赤泥基改性玄武岩的制备方法，旨在使经过赤泥改性后的玄武岩能够刚好的作为岩、矿棉等无机纤维生产的原材料，并使经过赤泥改性后的玄武岩具有更优异的性能。
[0005]技术方案
[0006]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0007]一种赤泥基改性玄武岩的制备方法，包括以下制备步骤：
[0008]S1、按照1：1的体积比对乙醇和去离子水进行混合搅拌，混合均匀后将其作为溶剂配置1wt％的硅烷偶联剂溶液，接着将玄武岩放置于所述硅烷偶联剂溶液中搅拌，搅拌均匀后超声分散30min，离心去掉上清液后，室温晾干再放入烘箱烘干，所得记为预改性玄武岩；
[0009]S2、将预改性玄武岩和经过改性处理后的赤泥干燥后分别通过球磨的方式粉碎成粉体，并按照2：1的质量比对预改性玄武岩粉体和经过改性处理后的赤泥粉体进行混合，所得记为混合粉体；
[0010]S3、按照1：1的质量比对纳米SiO2和纳米TiO2进行混合，混合完成后对其进行活化，所得记为活化纳米材料；
[0011]S4、以体积比为1：1的乙醇和去离子水作为溶剂配置1wt％的硅烷偶联剂溶液，并称取85
‑
90份混合粉体、5
‑
6份纳米材料和3
‑
5份芳烃油倒入硅烷偶联剂溶液中进行混合和超声分散，超声分散后加热至 150
‑
160℃静置3
‑
4h；
[0012]S5、当S4中的体系温度降至常温后，加入3
‑
4份石英石、15
‑
18 份石英砂和5
‑
8矿渣进行混合，混合均匀后进行过滤去掉滤液，烘干后记为混合组分；
[0013]S6、将混合组分倒入至搅拌机内加入去离子水，调整水分含量至 6
‑
8％后搅拌均匀，接着将其倒入至压制机内，通过不同的模具压制成指定的形状，最后自然晾干或烘干，所得即为赤泥基改性玄武岩。
[0014]更进一步地，所述S1中的搅拌速度为300
‑
500r/min，且超声分散频率为1000
‑
1500Hz，所述S1中的烘干温度为110
‑
120℃，且烘干时间为1
‑
2h。
[0015]更进一步地，所述S2中赤泥的改性处理包括以下步骤：
[0016]步骤a、将赤泥粉体分散到适量的蒸馏水中，接着加入加入稀盐酸溶液，在此过程中不断地进行搅拌，并且在85℃的条件下搅拌2h；
[0017]步骤b、当步骤a中的体系温度降至室温后，缓慢滴入氨水对其 pH值进行调节，直至体系的pH值为7.8；
[0018]步骤c、向步骤b的体系中加入乙醇，接着在50℃的条件下搅拌 0.5h，然后静置24h；
[0019]步骤d、使用真空抽滤机将步骤c体系中析出的沉淀与溶液分离，在抽滤过程中用去离子水反复洗涤，最后将抽滤得到的滤饼放置在 85℃的鼓风干燥箱内进行干燥，所得即为改性处理后的赤泥。
[0020]更进一步地，所述S3中活化纳米材料的活化步骤为：
[0021]步骤一、将混合后的纳米SiO2和纳米TiO2粉体用酸性、中性溶剂在常温下浸泡，浸泡15
‑
20min后使用去离子水冲洗干净并烘干；
[0022]步骤二、将经过步骤步骤一处理后的粉体放入到真空容器中加热，当温度升高到105
‑
300℃后脱掉结晶水，再在真空处理2.5
‑
3.5h；
[0023]步骤三、待步骤二中的粉体冷却后将其密封封装在惰性气体中，并经γ射线辐照3
‑
5min，接着用表面活性剂通过真空挥发冷凝方法，使活性剂凝聚到粉体的层隙和孔洞中；
[0024]步骤四、将经过步骤三处理后的粉体在高速搅拌机内搅拌4
‑
6min，再经过25
‑
30min的振荡分散处理，所得即为活化纳米材料。
[0025]更进一步地，所述步骤一中的烘干温度为60
‑
65℃、烘干时间为 35
‑
40min。
[0026]更进一步地，所述步骤三中粉体冷却后的温度为常温。
[0027]更进一步地，所述S4中的超声分散频率为1000
‑
1500Hz，且超声分散时间为30
‑
40min。
[0028]更进一步地，所述S5中的烘干温度为55
‑
60℃。
[0029]更进一步地，所述S6中模具的形状可分为六棱形、正方形、圆柱形、长方形、正方形等，并且压制成型后的赤泥基改性玄武岩中心可留一或多个中空孔。
[0030]更进一步地，所述S6中的赤泥基改性玄武岩在压制成型后可通过自动上板机进行码垛，码垛后再进行自然晾干或烘干。
[0031]有益效果
[0032]本专利技术提供了一种赤泥基改性玄武岩的制备方法，与现有公知技术相比，本专利技术的具有如下有益效果：
[0033]本专利技术在使用赤泥基改性前通过硅烷偶联剂对玄武岩进行改性，能够将硅烷偶联剂接枝在玄武岩的纤维表面，从而增强玄武岩的力学性能，还能提高玄武岩的表面活性；其次，在对玄武岩改性前对赤泥进行改性处理，能够去除赤泥中的杂质离子，如Cl
‑
、Na
+
、NH
4+
和Ca
2+
，通过硅烷偶联剂的作用能够使玄武岩和赤泥之间发生接枝反应，能够使玄武岩和赤泥之间紧密连接形成稳固的网状结构，从而在一定程度上提高玄武岩中限位的单丝强度和拉伸强度；最后，本专利技术在改性玄武岩的过程中加入的纳米SiO2和纳米TiO2，能够其嵌设在
网状结构的间隙内，从而在一定程度上提高玄武岩的硬度。
具体实施方式
[0034]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种赤泥基改性玄武岩的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：S1、按照1：1的体积比对乙醇和去离子水进行混合搅拌，混合均匀后将其作为溶剂配置1wt%的硅烷偶联剂溶液，接着将玄武岩放置于所述硅烷偶联剂溶液中搅拌，搅拌均匀后超声分散30min，离心去掉上清液后，室温晾干再放入烘箱烘干，所得记为预改性玄武岩；S2、将预改性玄武岩和经过改性处理后的赤泥干燥后分别通过球磨的方式粉碎成粉体，并按照2：1的质量比对预改性玄武岩粉体和经过改性处理后的赤泥粉体进行混合，所得记为混合粉体；S3、按照1：1的质量比对纳米SiO2和纳米TiO2进行混合，混合完成后对其进行活化，所得记为活化纳米材料；S4、以体积比为1：1的乙醇和去离子水作为溶剂配置1wt%的硅烷偶联剂溶液，并称取85
‑
90份混合粉体、5
‑
6份纳米材料和3
‑
5份芳烃油倒入硅烷偶联剂溶液中进行混合和超声分散，超声分散后加热至150
‑
160℃静置3
‑
4h；S5、当S4中的体系温度降至常温后，加入3
‑
4份石英石、15
‑
18份石英砂和5
‑
8矿渣进行混合，混合均匀后进行过滤去掉滤液，烘干后记为混合组分；S6、将混合组分倒入至搅拌机内加入去离子水，调整水分含量至6
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8%后搅拌均匀，接着将其倒入至压制机内，通过不同的模具压制成指定的形状，最后自然晾干或烘干，所得即为赤泥基改性玄武岩。2.根据权利要求1所述的一种赤泥基改性玄武岩的制备方法，其特征在于，所述S1中的搅拌速度为300
‑
500r/min，且超声分散频率为1000
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1500Hz，所述S1中的烘干温度为110
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120℃，且烘干时间为1
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2h。3.根据权利要求1所述的一种赤泥基改性玄武岩的制备方法，其特征在于，所述S2中赤泥的改性处理包括以下步骤：步骤a、将赤泥粉体分散到适量的蒸馏水中，接着加入加入稀盐酸溶液，在此过程中不断地进行搅拌，并且在85℃的条件下搅拌2h；步骤b、当步骤a中的体系温度降至室温后，缓慢滴入氨水对其pH值进行调节，直至体系的pH值为7.8；步骤c、向步骤b的体系...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海涛，暴玮，滕谋勇，付鹏，郝奇，姚英军，刘志学，张冉，
申请(专利权)人：聊城产业技术研究院有限公司聊城大学，
类型：发明
国别省市：