[发明专利]一种有机硅改性滑石粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于橡塑填充材料制备技术领域，特别涉及滑石粉的改性技术。

背景技术

橡胶、塑料等高分子材料在各个领域应用都非常广泛，而橡塑材料的制品中均用到较多的填充材料。滑石粉因其原料易得，价格便宜，是一种常用的填充材料。滑石粉又称水合硅酸镁超细粉，是一种由层状硅酸盐晶体组成的矿物。滑石粉的电绝缘性、耐热性、化学稳定性、润滑性都较好，被广泛应用于橡塑材料的填充和功能化改性。由于自身的层状结构和强成核作用，滑石粉对填充聚丙烯有较好的增韧、增强效果，滑石粉表面具有很多活泼的羟基，具有很强的亲水性，故与高分子材料的相容性较差，直接填充较多的滑石粉会影响复合材料的力学性能，故通常要对滑石粉进行表面改性。“一种改性滑石粉的制备方法”(CN201010033816.6)和“改性滑石粉及其制备方法”(CN20101022113343)采用月桂酸多元醇酯和不同品种的有机硅/聚醚共聚物作为改性剂对滑石粉进行表面改性。“一种改性复合超细滑石粉制备方法”(CN201010199123.4)采用复合改性剂硅烷偶联剂和和硬酯酸钠复配溶液倒入制浆的物料中进行改性。上述方法中选用的改性剂价格较高，对市场的推广有一定的影响。

发明内容

本发明针对现有技术之不足，提供一种新的有机硅改性滑石粉的制备方法。本发明选用甲基三氯硅烷(简称一甲)作为有机硅改性剂。一甲是我国产能最大的有机硅体，甲基氯硅烷生产中的副产品，价廉易得。一甲上有3个Si-Cl键能与滑石粉表面活泼的羟基发生化学反应，放出HCl气体，缩合生成了3个Si-O健。由于在滑石粉上联接了硅甲基，使之具有了较好的疏水性能，大大增强了滑石粉与橡塑高分子基材的相容性，可明显改善添加此类改性滑石粉填充剂的高聚物的力学性能和加工性能。另外，将此类有机硅改性的滑石粉填充于采用无卤膨胀型阻燃剂的聚丙烯中，还可发挥一定的协同阻燃效应。

本发明提供的有机硅改性滑石粉的制备方法，包括湿法和半干法两种工艺。

湿法工艺：将滑石粉放入反应体系中，加入适量的稀释溶剂，搅拌使之均匀分散。再加入适量的甲基三氯硅烷，滑石粉与甲基三氯硅烷的质量比为1∶0.3～1.0，控制反应温度为40～110℃，反应2～8h，放出的HCl气体用碱液吸收，直至无HCl气体放出停止反应。冷却，倒出上层稀释溶剂，加热蒸发除尽溶剂(稀释溶剂均可重复使用)。加水洗涤至中性，过滤、干燥即可得到疏水性很好的有机硅改性滑石粉。

半干法工艺：将滑石粉放入反应体系中，加入适量的甲基三氯硅烷，若有必要，可添加适量的稀释剂(稀释剂与甲基三氯硅烷的质量比为1∶4)，搅拌使滑石粉均匀湿润，其它条件同湿法工艺。

湿法工艺采用的稀释剂为环己烷、苯、甲苯中的至少一种。

半干法工艺采用的稀释剂可以是二氯甲烷、三氯乙烷、丙酮、环己烷、苯、甲苯中的一种。

具体实施方法

以下的实施例是对本发明的进一步详细说明，但不能理解为本发明仅限于以下提出的实施例，对本发明作出一些非本质的改进与调整，仍属于本发明的保护范围。

实施例1

称取80g滑石粉加到装有搅拌器，冷凝管的三口瓶中，冷凝管上端联接气体吸收装置，三口瓶放置于自动控温油浴锅中。加入200ml环己烷，搅拌使滑石粉均匀分散。再加入25g甲基三氯硅烷，控温45℃搅拌反应1小时，65℃2小时，85℃4小时，检测已无HCl气体放出(反应过程中放出的HCl气体用碱液吸收)。静置冷却，倒出上层稀释溶剂，再加热蒸发脱尽溶剂，回收的溶剂可重复使用，再加入200ml蒸馏水，在40～50℃搅拌半小时，过滤，洗涤至中性，干燥即得到疏水性的滑石粉83.5g，收率96％。产品的疏水性能很好，放置水中一周仍不下沉。

实施例2

称取滑石粉80g加到如实施例1的反应中，加入200ml苯，搅拌使之均匀分散，再加入40g甲基三氯硅烷，控温45℃搅拌反应1h，65℃2h，85℃4h，检测已无论HC气体放出。后续处理措施同实施例1，得到产品87g，收率95.1％。产品的疏水性能同上。

实施例3

称取滑石粉80g加到如实施例1的反应体系中，加入200ml甲苯，搅拌使之均匀分散。再加入60g甲基三氯硅烷，控温45℃搅拌反应1h，65℃2h，100℃3h，检测已无HCl气体放出。后续处理措施同实施例1。得到产品92g，，收率94.7％。产品的疏水性能同上。

实施例4