[发明专利]一步法制备表面有机化改性纳米矿物纤维的工艺

摘要

本发明为一步法制备表面有机化改性纳米矿物纤维的工艺，该工艺直接利用提纯矿浆浓缩，加表面改性剂进行矿物颗粒表面改性，并联合利用胶体磨的强力剪切作用，超声波的空化和真空膨化协同作用，使天然矿物纤维束初次解离和二次强化解离，实现矿物纤维的纳米级单根解离；利用该工艺改性的纳米矿浆容易脱水，干燥后不结硬块，易于分散。解决了常规选矿提纯矿浆难以脱水，改性矿物纤维难以实现纳米级单根完全解离，矿泥烘干后牢固粘结，不易分散的问题。制成的有机矿物纳米纤维功能分体易与橡胶、塑料、树脂等高分子化合物进行共混，改善复合材料的力学性能。

主权项

一步法制备表面有机化改性纳米矿物纤维的工艺，其特征为包括以下步骤：第一步矿物粉体的提纯将天然纤维矿物矿粉加入湿式球磨机中研磨，其中，物料比为每公斤矿粉加5～25升水，溢流矿浆经螺旋分级机分离，除去固体颗粒物杂质后的泥浆，用泵送入搅拌速度为500～1450转/分（rpm）搅拌桶中，同时加入矿粉质量0.05%～5%的分散剂，搅拌分散20～120分钟后，矿浆排放到沉淀池静置4小时；上层悬浮矿浆用转速为2000～3500rpm的离心机分离5～20分钟，丢弃沉沙，得到提纯后的悬浮矿浆；第二步纤维束的分散与改性提纯悬浮矿浆脱水，矿浆浓缩后，用酸或碱溶液调节矿浆的pH值为3～10，在矿浆中加入浓度为5%的第一种改性剂的稀溶液，溶液中第一种改性剂的质量为提纯浆中所包含矿物固体质量的1%～5%，1000rpm搅拌10分钟，送入胶体磨进行循环研磨10分钟，第一次分散后的矿浆经转速2500rpm的离心机离心分离5分钟，弃去溶液，沉淀物用于二次改性；第三步再分散与二次改性第二步分散改性后的矿浆沉淀物再次用酸或碱溶液调节pH值为7～10，加入浓度为5%的第二种改性剂的稀溶液，溶液中改性剂的质量为提纯浆中所包含矿物固体质量的1%～5%，1450rpm搅拌10～30分钟后，送入超声波发生器，经超声波5～30分钟的超声空化分散后，再次用胶体磨进行二次循环研磨5分钟；第四步成品加工第三步二次研磨后的分散改性矿浆离心脱水后，固体物106℃～120℃烘干，经气流磨或雷蒙磨粉碎、200目筛分，称量，密封包装，就得到协同改性的多官能团有机改性纳米矿物纤维功能粉体。