CN100506734C - 一种消除水镁石粉体色团杂质的方法 - Google Patents
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Abstract
一种消除水镁石粉体色团杂质的方法，属于无机粉体材料表面改性技术领域，特别涉及一种消除水镁石粉体中色团杂质，提高白度的方法。本发明的特征是：用水镁石代替合成法得到的氢氧化镁，在价格上表现出突出的竞争优势，前者成本只是后者的20%左右。但因水镁石中各类杂质的存在，严重影响水镁石粉体白度，本专利采用一种纳米包覆改性的方法消除杂质对水镁石粉体白度的影响。这种表面处理的成本在水镁石粉体加工总成本占3%-10%；整个过程没有废物排放。
Description
技术领域
本发明属于无机粉体材料表面改性技术领域，特别涉及到一种消除水镁石粉体中色团杂质，提高白度的方法。
背景技术
所谓色团杂质，是指水镁石粉体与有机高分子混合后得到的复合材料颜色灰暗，影响材料色泽和外观。
水镁石是一种自然界存在的含镁最高的矿物，主要成分为氢氧化镁。而氢氧化镁是重要的无机阻燃材料，与氢氧化铝一起构成所有阻燃剂用量的50％以上，并且出现逐年增加的趋势。用水镁石代替合成法得到的氢氧化镁，在价格上表现出突出的竞争优势，因为水镁石粉体成本只是合成氢氧化镁成本的五分之一到六分之一。由此可见，开发利用水镁石资源将会带来广阔的市场空间和经济效益。但是，由于水镁石中各类杂质的存在，特别是氧化铁等杂质严重影响水镁石粉体白度，从而限制了它的应用领域和产品类别。目前关于水镁石的纯化方法通常是将其进行酸溶、中和过滤，然后经沉淀法得到纯净的氢氧化镁或氧化镁产品。与此对比，本发明采用一种纳米包覆改性的方法消除铁等杂质对水镁石粉体白度的影响。这种表面处理的成本在水镁石粉体加工总成本占3％-10％。
发明内容
本发明解决的技术技术问题是提供一种低成本的表面处理技术，通过该技术可消除水镁石粉体中色团杂质影响，增加粉体白度，从而满足市场需求。
本发明的技术解决方案是，以纯度大于90％的水镁石矿为原料，将其用破碎机破碎并粉碎得到粒度小于3mm粗矿粉，然后将其放入含有助磨剂的水溶液中浸泡一定时间后倒入球磨机中进行研磨；待水镁石颗粒尺寸达到要求后，加入无机胶体(或其前驱物)或有机改性剂继续研磨一段时间；然后进行过滤、干燥便得到需要的粉体产品；过程中的滤液循环使用。
本发明的效果和益处是：整个制备过程没有废物排放，属于环境友好性技术；粉体超细化与表面处理在同一设备中进行，并且通过简单的表面包覆消除色团杂质影响，使水镁石加工工艺简单，比传统纯化技术明显降低成本。
具体实施方式
以下结合技术方案详细叙述本发明的具体实施方式和步骤。
本发明的脱除水镁石粉体中色团杂质的方法，其特征在于水镁石超细加工过程中使用的助磨剂以及水镁石超细粉体表面改性过程中使用的表面包覆剂种类如下：
水镁石超细研磨过程中使用的助磨剂在C6以下的胺、醇胺、酰胺、醇、三聚磷酸盐(包括K、Na、Mg的磷酸盐)中选取，可以同时含有两种或三种组分；水镁石超细粉体表面包覆剂在氢氧化铝胶体或商品铝醇盐、二氧化钛胶体或商品钛酸酯、氧化硅胶体商品硅酸酯、C16以下烷基胺、C8以下磷酸酯或硼酸酯中选取，可以同时含有两种或三种组分；制备技术的工艺流程如下：
步骤1：以纯度大于90％的水镁石矿为原料，将其用破碎机破碎并粉碎得到粒度小于3mm粗矿粉，然后将其放入含有助磨剂的水溶液中浸泡，浸泡时间为0.5~24小时；其中助磨剂在水中的重量含量为0.05~3％；水镁石粗矿粉与水溶液的固液比为1:0.5~1:20；
步骤2：将步骤1中浸泡的固液混合体倒入球磨机中进行研磨，研磨时间根据颗粒尺寸要求在2~20小时内选择；其中球磨机中所有与粉体接触的部件不能是金属材质；
步骤3：将表面包覆剂加入到步骤2研磨后的球磨机中与其中的物料混合并继续研磨0.5~1小时，然后将研磨球与物料分离，再将物料进行固液分离；液相循环使用，固相物料经干燥后得到纳米包覆改性的水镁石超细粉体，该粉体用于高分子材料阻燃剂或作为人造理石填料时不会使复合材料产生暗灰色色团，与化学纯的试剂级氢氧化镁粉体效果等同；本步骤中使用的表面包覆剂用量占粉体重量的0.1~5％；包覆剂中的无机胶体根据实际情况从商品中购买或自己合成，合成方法按步骤4进行；
步骤4：无机胶体的合成方法用溶胶-凝胶法，有大量文献报道，以氢氧化铝为例：将含异丙醇铝20％的异丙醇溶液在搅拌下慢慢倒入含水40~70％、醋酸3~5％的异丙醇溶液中，便得到氢氧化铝溶胶；当用商品铝醇盐或酯时，将醇盐(或酯)配成重量浓度为10~30％的有机溶液，然后直接加入到球磨机灌中，如：直接将含异丙醇铝20％的异丙醇溶液在搅拌下加入到球磨机灌中。
实施例1
取水镁石粗矿粉10~50克，加入30~50克含三乙醇胺重量为0.2~15％、乙醇0~20％的水溶液中；矿粉在溶液中浸泡1~4小时后将整体料浆倒入球磨机灌中进行研磨；研磨1~3小时后再加入含异丙醇铝20％的异丙醇溶液1~10克、C8以下硼酸酯0~3克；然后继续研磨0.5~2小时；最后经物料与研磨球分离、物料液-固分离、固相物料干燥便得到改性水镁石粉体，将其用于有机树脂材料中不会产生任何暗灰色或其它色团。
Claims (2)
1.一种消除水镁石粉体色团杂质的方法，其特征在于：水镁石超细加工过程中使用的助磨剂以及水镁石超细粉体表面改性过程中使用的表面包覆剂种类如下：
水镁石超细研磨过程中使用的助磨剂在C6以下的胺、醇胺、酰胺、醇或三聚磷酸盐中选取，取其中的一种或两种以上；三聚磷酸盐包括K、Na或Mg的磷酸盐；
水镁石超细粉体表面包覆剂在氢氧化铝胶体、二氧化钛胶体、氧化硅胶体商品硅酸酯、C16以下烷基胺、C8以下磷酸酯或硼酸酯中选取，取其中的一种或两种以上；
制备技术的工艺流程包括：
步骤1：以纯度超过90％的水镁石矿为原料，将其用破碎机破碎并粉碎得到粒度3mm以下粗矿粉，然后将其放入含有助磨剂的水溶液中浸泡，浸泡时间为0.5～24小时；其中助磨剂在水中的重量含量为0.05～3％；水镁石粗矿粉与水溶液的固液重量含量为1:0.5～1:20；
步骤2：将步骤1中浸泡的固液混合体倒入球磨机中进行研磨，研磨时间根据颗粒尺寸要求在2～20小时内选择；其中球磨机中所有与粉体接触的部件不能是金属材质；
步骤3：将表面包覆剂加入到步骤2研磨后的球磨机中与其中的物料混合并继续研磨0.5～1小时，然后将研磨球与物料分离，再将物料进行固液分离；液相循环使用，固相物料经干燥后得到纳米包覆改性的水镁石超细粉体，该粉体用于高分子材料阻燃剂或作为人造理石填料时不会使复合材料产生暗灰色色团，与化学纯的试剂级氢氧化镁粉体效果等同；本步骤中使用的表面包覆剂用量占粉体重量的0.1～5％；包覆剂中的无机胶体根据实际情况从商品中购买或溶胶-凝胶法合成。
2.根据权利要求1所述的一种消除水镁石粉体色团杂质的方法，其特征还在于：无机胶体的合成方法用溶胶-凝胶法：将含异丙醇铝20％的异丙醇溶液在搅拌下慢慢倒入含水40～70％和醋酸3～5％的异丙醇溶液中，便得到氢氧化铝溶胶。
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