【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种水镁石的改性方法，具体涉及一种类球形水镁石的制备方法。
技术介绍
1、氢氧化镁作为无卤阻燃剂完全符合环保型阻燃剂的特点，近年来在电线电缆、铝塑板等含高分子聚合物的材料领域被广泛使用。氢氧化镁类阻燃剂主要分为化学法氢氧化镁、普通氢氧化镁以及矿石水镁石，然而在实际应用中，具有六方片状结构的化学法氢氧化镁更受青睐，其纯度高、分散性好、粒径分布窄的特性使得聚合物在高填充时仍有良好的力学性能，但售价高昂，且长期依赖进口。另外，由于片状氢氧化镁在基体材料中的填充性差，容易影响机械强度等问题，在使用时，常常需要进行特殊处理，以改性为所需要的性质和形貌。因此，无论在国内还是国外，对研发新型、高效、低成本的氢氧化镁类阻燃剂是目前亟需解决的问题。
2、水镁石是一种天然矿石，是自然界含镁最高的矿物，其主要成分为氢氧化镁，原料来源广泛且价格低廉，作为阻燃剂使用阻燃效率略低于化学法氢氧化镁。在工业生产中，水镁石粉碎的细度一般只能粉碎到1250目，即使采用过筛的方法也只能做到5000目，粉碎后的水镁石形貌为不规则块状，粉体粒径分布宽且粗颗粒多，导致其在聚合物材料中的填充性差，高填充还会引起聚合物材料本身的机械性能如抗拉伸能力和断裂伸长率等各项指标的迅速恶化。本领域常通过使用硅烷偶联剂、硬脂酸、钛酸酯等处理剂对水镁石进行表面包覆改性以改善水镁石与聚合物间的相容性，以及采用机械力粉碎结合分级机来缩小水镁石粉体的最大粒径以减少粗颗粒所带来的力学缺陷，如专利号cn114410128a公开了一种氢氧化镁超细化及表面改性的方法及其应用，通
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种类球形水镁石的制备方法，相比于传统粉碎后水镁石的不规则形貌，本专利技术将水镁石处理成形貌规则、表面近似球形的颗粒，且粉体粒径分布集中，不仅有效降低水镁石粉体自身的吸油值，改善了水镁石粉体在高分子材料中的填充性、分散性不佳的问题，还减少了因粉体不规则的形貌所带来的基材力学缺陷问题。
2、本专利技术的目的是通过如下技术方案实现的：
3、步骤一、水镁石粉碎
4、选取粒径为0～5mm的水镁石矿石投入至气流磨粉碎机中进行粉碎，将粉碎后的产物过5000目筛后得到d50＝2～4μm、d100＝18～25μm的水镁石粉体，其中水镁石矿石mg(oh)2含量大于90％；
5、步骤二、水镁石表面类球形化
6、将步骤一的水镁石粉体、硼砂溶液、分散剂按一定质量比在高速分散机充分混合，再将混合液转移至聚四氟乙烯反应釜中，置于烘箱中保温一定时间，得到类球形水镁石前驱体；
7、步骤三、清洗烘干
8、对步骤二的类球形水镁石前驱体进行水洗、烘干处理，即得到类球形水镁石粉体。
9、步骤一中所述气流磨粉碎机的转速为1000～1500r/min，粉碎温度为25～35℃，粉碎时间为1h。
10、步骤二中所述水镁石粉体、硼砂溶液、分散剂的质量比为1:2～8:0.003～0.005。
11、步骤二中所述硼砂溶液的浓度为0.02～0.09mol/l。
12、步骤二中所述分散剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚乙二醇2000中的一种或几种。目的是使水镁石颗粒在液相体系中得到分散。
13、步骤二中所述高速分散机的转速为1000～1500r/min，分散时间为5～10min。
14、步骤二中所述烘箱的保温温度为150～200℃，保温时间为15～24h。
15、步骤三中所述水洗为蒸馏水洗涤3次；所述烘干处理为在烘箱中120℃干燥8～12h。
16、本专利技术水镁石表面类球形化过程：硼砂在水中发生水解产生硼酸，硼酸与水镁石发生化合反应形成四硼酸镁，并溶于溶液中，由于硼砂溶液较强的碱性，使得四硼酸镁转化为氢氧化镁沉淀析出，在高温、高压环境下，这种溶解-析出的机制快速进行，从而使水镁石的形貌由不规则的块状转变为类球形，具体过程如反应方程式(1)、(2)、(3)所示：
17、b4o72-+7h2o→4h3bo3+2oh- (1)
18、4h3bo3+mg(oh)2→mgb4o7+7h2o (2)
19、mgb4o7+2oh-→mg(oh)2↓+b4o7- (3)
20、本专利技术的有益效果：
21、(1)利用硼砂溶液对水镁石表面进行类球形化处理，直接将粉碎后不规则的块状水镁石处理成形貌规则、表面近似球形的颗粒，使得水镁石粉体的吸油值明显下降，改善了水镁石粉体在高分子材料中的填充性、分散性不佳的问题。
22、(2)水镁石粉体经过溶解-析出这一过程，粉体粒径分布发生变化，粒径整体缩小并趋向集中，收窄了粉体粒径分布，改善了水镁石与聚合物间的相容性。
23、(3)本专利技术所制备的类球形水镁石应用在聚乙烯塑料体系中，对复合材料的力学性能破坏较小。相比于未球形化的水镁石，以本专利技术类球形水镁石制得的聚乙烯材料拉伸断裂伸长率提高90％以上，熔融指数由0.115～0.152g/10min提高至1.124～1.253g/10min，熔体的流动性得到改善。
24、(4)目前，利用水镁石、菱镁矿等镁基矿石一般需两步法或三步法才能制备特殊形貌氢氧化镁，而本专利技术采用一步法直接完成水镁石的表面类球形化，具有工艺流程简单、原材料来源广泛且价格低廉、环保无污染、易于推广的特点，可广泛应用于聚烯烃阻燃，以及导热塑料等领域。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种类球形水镁石的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种类球形水镁石的制备方法，其特征在于：步骤一中所述气流磨粉碎机的转速为1000～1500r/min，粉碎温度为25～35℃，粉碎时间为1h。
3.根据权利要求1所述的一种类球形水镁石的制备方法，其特征在于：步骤二中所述水镁石粉体、硼砂溶液、分散剂的质量比为1:2～8:0.003～0.005。
4.根据权利要求1所述的一种类球形水镁石的制备方法，其特征在于：步骤二中所述硼砂溶液的浓度为0.02～0.09mol/L，。
5.根据权利要求1所述的一种类球形水镁石的制备方法，其特征在于：步骤二中所述分散剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚乙二醇2000中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种类球形水镁石的制备方法，其特征在于：步骤二中所述高速分散机的转速为1000～1500r/min，分散时间为5～10min。
7.根据权利要求1所述的一种类球形水镁石的制备方法，其特征在于：步骤二中所述烘箱的保温温度为150～200℃，保温
8.根据权利要求1所述的一种类球形水镁石的制备方法，其特征在于：步骤三中所述水洗为蒸馏水洗涤3次；所述烘干处理为在烘箱中120℃干燥8～12h。
...【技术特征摘要】
1.一种类球形水镁石的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种类球形水镁石的制备方法，其特征在于：步骤一中所述气流磨粉碎机的转速为1000～1500r/min，粉碎温度为25～35℃，粉碎时间为1h。
3.根据权利要求1所述的一种类球形水镁石的制备方法，其特征在于：步骤二中所述水镁石粉体、硼砂溶液、分散剂的质量比为1:2～8:0.003～0.005。
4.根据权利要求1所述的一种类球形水镁石的制备方法，其特征在于：步骤二中所述硼砂溶液的浓度为0.02～0.09mol/l，。
5.根据权利要求1所述的一种类球...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴家杰，靳晓雨，陈升，
申请(专利权)人：广东金戈新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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。