硅灰石粉的应用

发布日期:2019/10/22 8:54:04

背景及概述^[1][2]

硅灰石粉作为一种具有独特功能的工业填料，具有针状、纤维状晶体形态、白度高、不含结晶水、熔点高、膨胀系数小，耐腐蚀、耐气候老化、机械和电性能好等特点，所以广泛应用于陶瓷、化工、五金、建筑、机械、电子、造纸、汽车、涂料、塑料等工业部门。

但由于硅灰石粉表面的亲水疏油性，使其在高聚物体系中的应用受到一定程度的限制。与其它矿物一样，硅灰石粉体的特性与高聚物中的基体材料的特性显著不同。如密度、表面能、熔点、热膨胀系数、表面性质等。通常改进的方法是使用有机酸、各类偶联剂等对无机填料进行表面改性，增加填料在有机体系中的分散(结合)性。但由于此类方法存在包覆层偏薄，易存在部分填料表面未被包覆的现象，致使改性效果未能达到较好效果。而一般的活性硅灰石粉体虽然有在运动鞋底材料的中的利用，但仅为降低成本而无法有效的提高其力学性能，产生了劣化制品的效果。

应用^[3]

硅灰石是一种含钙的白色偏硅酸盐结晶粉体，纤维状硅灰石粉体经表面改性处理后，可以用作塑料、橡胶的填料和补强剂。由于天然硅灰石资源尤其是优质硅灰石矿不断被开采和消耗，同时现代工业发展对硅灰石粉体材料的质量要求越来越高，利用其他矿物原料人工合成高品质硅灰石粉体已经成为一种具有重要工业应用价值的矿物粉体制备技术。

制备^[2]

高活性硅灰石粉体的制备方法

步骤1：预处理：

选取长径比为1∶10的硅灰石粉体原料进行干燥除湿处理，获得硅灰石粉体材料；

步骤2：干法处理：

在上述硅灰石粉体材料中加入大分子偶联剂处理，得到活性硅灰石粉体材料；偶联剂采用硅烷偶联剂；

步骤3：密炼：

上述活性硅灰石粉体材料中加入相容剂置入密炼机中进行密炼处理，得到高活性硅灰石粉体。

上述相容剂的组分及重量配比为：由直链热塑性弹性体与衣康酸衍生物接枝而形成的共骤物80-90份；过氧化二异苯丙苯0.01-0.1份；聚乙烯蜡10-20份。该相容剂的具体制备方法为：将所述共骤物85份、过氧化二异苯丙苯0.01份、聚乙烯蜡15份混合均匀得到混合料，将该混合料经密炼机进行密炼工艺处理，再经出机挤出造料，制备成该相容剂。

合成针状硅灰石粉体

霓辉正长岩脱硅滤液，化学成分如下(g/L)：

量取400mL霓辉正长岩脱硅滤液与39.34g氢氧化钙混合[SiO2(煤矸石脱硅滤液中的SiO2)∶CaO摩尔比为1.0]，加入300mL蒸馏水[其中，蒸馏水和脱硅碱液(包括其中的氧化硅以及氧化钠和氧化钾等)作为液体，与作为固体的氢氧化钙的液固质量比为6]，在反应釜中搅拌均匀，升温至220℃恒温反应4h；反应结束后得到的料浆真空抽滤，然后用600mL蒸馏水分三次洗涤滤饼，得到256.30g水化硅酸钙滤饼(含水率72％)；一次滤液和洗水合并，得到1.25L苛化碱液，其化学成分如下(g/L)：

将上述256.30g水化硅酸钙滤饼置于电热鼓风干燥箱中，在260℃下烘干1小时，得到71.69g水化硅酸钙粉体，其化学成分如下(％)：

将上述71.69g水合硅酸钙粉体置于箱式实验电炉中，在900℃下煅烧1小时，得到60.62g硅灰石粉体产品。在扫描电镜下观察，硅灰石为针状结晶体，长度为6～12μm，直径100～200nm，长径比约为30～120。制品中的硅灰石含量为95.0％，二氧化硅含量51.23％，氧化钙含量45.86％，各项指标达到硅灰石行业标准(JC/T 535-2007)的一级品的质量要求。