專利名稱：一種活性復(fù)合化工填料及其制取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種化工填料，特別是一種經(jīng)過活化處理后用于塑料造粒及橡塑制品中的活性復(fù)合化工填料及制取方法。
目前橡塑工藝中通常選用活性碳酸鈣作為填充料，這種活性碳酸鈣填充料是由石灰石在窯中燒成石灰，加水制成氫氧化鈣，再通二氧化碳?xì)庵瞥商妓徕}白色沉淀，然后經(jīng)活性化處理后脫水、干燥、粉碎后制成產(chǎn)品。雖然這種活性碳酸鈣是一種用途較廣泛的填充料，除了主要用于橡塑工藝外，還可用作人造革、涂料、油漆、油墨及造紙工藝中的填充料，但這種活性碳酸鈣填料在對分散性、補(bǔ)強(qiáng)性、耐磨性、絕緣性要求高的橡塑制品而言，其性能不夠理想，因此在應(yīng)用中住住受到一定的限制，特別是要求耐酸的制品，絕緣性要求高的制品中不能使用。另外，制取這種活性碳酸鈣填料的方法比較復(fù)雜，操作繁瑣，投資大，生產(chǎn)周期長，成本較高，并存在有環(huán)境污染的問題。
本發(fā)明的目的是為了克服上述存在的不足，而提供一種以天然礦物質(zhì)為主要原料，通過一定的工藝步驟而制取的在分散、補(bǔ)強(qiáng)、耐磨、高絕緣以及耐酸等方面有較好的性能的活性復(fù)合化工填料，以及制取這種活性復(fù)合化工填料的方法。
本發(fā)明主要由顯微纖狀無水石膏(CaSO4)和脫水微粒硅酸(SiO2)組合而成，它們經(jīng)活性化偶聯(lián)處理，被加工成含水量小于0.5%的粉末狀產(chǎn)品。
所述的粉末狀活性復(fù)合化工填料，其經(jīng)活性化偶聯(lián)處理后含脂量為0.5～0.7%，最佳選擇在0.5%，且其含水量不大于0.3%。
本發(fā)明主要以天然礦物硅灰石(CaSiO3)為主要原料，在催化劑鈉鹽存在的條件下于稀硫酸中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成顯微纖狀二水石膏(CaSO42H2O)和水合微粒硅酸(SiO2nH2O)并呈均勻混合狀的白色沉淀，其化學(xué)反應(yīng)方程式是
上述白色沉淀物經(jīng)活性化偶聯(lián)處理，壓濾脫水并干燥成為產(chǎn)品。
本發(fā)明所述的稀硫酸濃度選擇在5.5～7.5%之間，它可以是將工業(yè)硫酸和水混合稀釋而成，并利用稀釋過程的反應(yīng)熱加速化學(xué)反應(yīng)的過程。
本發(fā)明將天然礦物硅灰石(CaSiO3)與稀硫酸混合的比例選擇在1∶4.5～1∶6.5之間。
本發(fā)明在制取過程中，催化劑選擇亞酸鈉和硫酸鈉中的一種。
本發(fā)明還將選擇化學(xué)反應(yīng)的溫度為40～45℃之間，反應(yīng)終點的PH值為6.5～7。上述反應(yīng)溫度可以直接由濃硫酸稀釋過程中所產(chǎn)生的熱量為達(dá)到。
本發(fā)明選取硬脂酸鈉太古油混合物作為活性化偶聯(lián)劑，經(jīng)活性化偶聯(lián)處理后產(chǎn)品的含脂量在0.5～0.7%之間，最佳選擇在0.5%。
本發(fā)明選擇產(chǎn)品經(jīng)壓濾脫水后，在150～200℃的環(huán)境中干燥，并使其含水量不大于0.3%。
本發(fā)明通過以上方法制得，其質(zhì)量指標(biāo)不僅符合GB8815-88標(biāo)準(zhǔn)，而且在某些性能上有較大的提高，這種發(fā)明產(chǎn)品的視比重為0.33g/cm3，而對比產(chǎn)品活性碳酸鈣的視比重為0.49g/cm3，因此在橡塑膠料中發(fā)明產(chǎn)品的分散性好，一般可多加填料10～15%，從而能夠降低橡塑制品原料的成本。由于在膠料中本發(fā)明產(chǎn)品形成顯微交織結(jié)構(gòu)，又成分中有相當(dāng)數(shù)量的超微白炭黑成分，因此它的補(bǔ)強(qiáng)性能及耐磨性能均大大超過對比產(chǎn)品活性碳酸鈣。另外本發(fā)明產(chǎn)品的電阻系數(shù)為9.45×1012ΩM，適于在絕緣性能要求高的塑料橡膠制品中作填料，并有高度的耐酸堿腐蝕性能。
本發(fā)明主要是利用天然礦物硅灰石(CaSiO3)的化學(xué)成分及結(jié)晶學(xué)中硅灰石的晶格特性，在用硫酸鈉或亞硫酸鈉作催化的條件下，硅灰石粉末在低濃度的硫酸(稀硫酸)中，其晶格迅速崩解，形成顯微纖狀二水石膏及含水微粒硅酸(又稱白炭黑)呈均勻混合狀白色沉淀物，再通過加入硬脂酸鈉-太古油進(jìn)行活性化偶聯(lián)處理，脫水干燥后即成為一種活性復(fù)合填料。下面將通過具體實施例對本發(fā)明作詳細(xì)的介紹實施例1，在有攪拌器裝置的反應(yīng)器中(反應(yīng)器可用耐酸水泥制成)，加入過濾水和工業(yè)硫酸進(jìn)行稀釋，制成濃度為6.2%的稀硫酸，并使水溫升至45℃，再加入一定量的硫酸鈉(NaSO4)作為催化劑，在不停攪拌下緩緩加入320目的天然礦物硅灰石(CaSiO3)粉，其加入的量與稀硫酸之比為1∶5.5，在不停攪拌約15分鐘后，水溫升到50℃左右，PH值達(dá)到6.5時，加入硬脂酸鈉太古油混合活性化偶聯(lián)劑，使其含脂量達(dá)0.5%，在攪拌10分鐘后，用螺桿泵將此薄漿狀物打入板框壓濾機(jī)，壓濾至水份低于40%時，打入清潔水洗滌至無游離硫酸根，再用空壓泵打入空氣壓濾至水份≤25%，然后將濾餅取出，用輸送帶送進(jìn)溫度在180℃左右的熱風(fēng)干燥機(jī)中，使產(chǎn)品含水量≤0.3%時，經(jīng)粉碎后在50℃左右的出料口稱量包裝，制成主要由顯微纖狀無水石膏(CaSO4)和無水微粒硅酸(SiO2)組成的粉末狀活性復(fù)合化工填料產(chǎn)品。
實施例2，在有攪拌的裝置的反應(yīng)器中加入過濾水和濃硫酸進(jìn)行稀釋，制成濃度為65%的稀硫酸，并使水溫升至40℃，再加入一定量的氫氧化鈉作為催化劑，在不停攪拌下緩緩加入200目的天然礦物硅灰石(CaSiO3)，所加入的量與稀硫酸之比為1∶4.5，經(jīng)攪拌15分鐘左右時間，水溫升至45℃左右，PH值達(dá)6.8時，加入硬脂酸鈉太古油混合活性化偶聯(lián)劑，使其含脂量達(dá)到0.6%，并最后在150℃環(huán)境下進(jìn)行干燥，使產(chǎn)品的含水量≤0.3%。其余制取步驟與實施例1相同。
實施例3，在反應(yīng)器中直接加入或配制而成的濃度為7.5的稀硫酸，并使水溫升至43℃，再加入一定量的亞硫酸鈉作為催化劑，在不停攪拌下緩緩加入400目的天然礦物硅灰石(CaSiO3)粉，所加入的量與稀硫酸之比為1∶6.5，經(jīng)攪拌15分鐘左右時間，水溫升至約48℃，PH值達(dá)7時，加入硬脂酸鈉太古油混合活性化偶聯(lián)劑，使其含脂量達(dá)到0.7，并最后在200℃的環(huán)境下進(jìn)行干燥，使產(chǎn)品的含水量≤0.3%。其余步驟同上兩例相同。以上實施例所進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)方程式是
權(quán)利要求
1.一種經(jīng)活性化偶聯(lián)處理的活性復(fù)合化工填料，其特征在于它主要由顯微纖狀無水石膏(CaSO4)和無水微粒硅酸(SiO2)組成，且其含水量小于0.5%成粉末狀產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求1所述的活性復(fù)合化工填料，其特征在于經(jīng)活性化偶聯(lián)處理后含脂量在0.5～0.7%，且其含水量不大于0.3%。
3.一種如上所述的活性復(fù)合化工填料的制取方法，其特征在于取天然礦物硅灰石(CaSiO3)，在催化劑鈉鹽存在條件下于稀硫酸中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成顯微纖狀二水石膏(CaSO42H2O)和水合微粒硅酸(SiO2nH2O)呈均勻混合狀的白色沉淀，其化學(xué)反應(yīng)方程式如下上述白色沉淀物經(jīng)活性化偶聯(lián)處理，壓濾脫水并干燥粉碎成粉末狀產(chǎn)品。
4.如權(quán)利要求3所述的活性復(fù)合化工填料的制取方法，其特征在于稀硫酸的濃度選擇在5.5～7.5%之間。
5.如權(quán)利要求4所述的活性復(fù)合化工填料的制取方法，其特征在于稀硫酸是由工業(yè)硫酸和水混合稀釋而成，天然礦物硅灰石(CaSiO3)與稀硫酸的混合比例在1∶4.5～1∶6.5之間。
6.如權(quán)利要求3或4或5所述的活性復(fù)合化工填料的制取方法，其特征在于催化劑選擇亞硫酸鈉和硫酸鈉中的一種。
7.如權(quán)利要求6所述的活性復(fù)合化工填料的制取方法，其特征在于化學(xué)反應(yīng)的溫度選擇在40～45℃之間，反應(yīng)終點的PH值為6.5～7，且化學(xué)反應(yīng)直接由濃硫酸稀釋過程的熱量來提供。
8.如權(quán)利要求6或7所述的活性復(fù)合化工填料的制取方法，其特征在于選取硬脂酸鈉太古油混合物作為活性化偶聯(lián)劑，經(jīng)活性化偶聯(lián)處理后的含脂量在0.5～0.7%之間。
9.如權(quán)利要求7或8所述的活性復(fù)合化工填料的制取方法，其特征在于化學(xué)反應(yīng)的溫度選擇45℃，反應(yīng)終點的PH值為6.5，經(jīng)活性化偶聯(lián)處理后的含脂量為0.5%，且產(chǎn)品在經(jīng)壓濾脫水后，在150～200℃的環(huán)境中干燥并粉碎后而成。
全文摘要
一種活性復(fù)合化工填料及制取方法，它是以天然礦物硅灰石(CaSiO
文檔編號C08K3/30GK1098114SQ94107200
公開日1995年2月1日 申請日期1994年6月23日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月23日
發(fā)明者章子華, 朱志達(dá) 申請人:章子華, 朱志達(dá)