專利名稱：干法生產微米、亞微米有機非金屬礦物、功能性母料的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種微米、亞微米有機非金屬礦物的制造方法。
背景技術：
近幾十年來，非金屬礦物在許多領域得到廣泛應用，如涂料、塑料、橡膠、造紙、化工、醫(yī)藥等。由于非金屬礦物分布廣，價格低廉，而活性非金屬礦物在聚合物工業(yè)中用量最大。目前用于聚合物的活性非金屬礦物品種主要有碳酸鈣、珍珠巖、石英、蛭石、浮石、藍晶石、硅線石、紅柱石、葉臘石、白云石、水鎂石、菱鎂礦、橄檻石、鋯英石、鋁礬石、高嶺土、長石、金剛石、石榴石、剛玉、滑石、沸石、硅藻土、凹凸棒石、海泡石、伊利石、累托石，所用的活化劑為硬脂酸、酞酸脂偶聯劑、鋁酸脂偶聯劑、硅烷偶聯劑、有機鉻偶聯劑、鋯類偶聯劑、錫酸脂、硼酸脂偶聯劑等兩性物質，活性設備主要采用高速混合機，改性機等設備，無法達到100％的改性效果，而且高速混合機、改行機的能量有限，無法讓非金屬礦物粒子產生強固的化學鍵，因此影響了填充聚合物的效果。
本發(fā)明采用非金屬礦物原礦、多官能團有機化合物、將無機物有機化引入破碎、研磨、整理、分級的全過程，本發(fā)明是利用研磨系統(tǒng)工作過程中，產生的高溫高壓條件下，非金屬礦物粒子在不斷細化過程中與多官能團有機化合物分子的基團產生化學反應，實現無機物/有機物的動態(tài)分散反應聚合，生成強固的化學鍵，所制備的微米、亞微米有機非金屬礦物實現了100％有機化，其有機物的特性在熔融、塑化過程中于聚合物分子反應，纏繞，從而使兩種不同特性的物質牢固結合，讓聚合物制品在高填充的狀態(tài)下保留了良好的光亮度、拉伸強度、沖擊強度、彈性模量、入料流動性、加工潤滑性，并利用有機非金屬礦物生產出高填充、低成本薄膜專用功能填充母料，注塑專用功能填充母料，吹瓶專用功能填充母料，拉絲專用填充母料，多功能填充母料。
本發(fā)明生產出來的超微細有機碳酸鈣粉體，用于聚合物的填充改性，在添加10份-100份時聚合物除保留原有的機械學性能外還改善了下述性能1，提高加工性能，如改善流動性；2，提高塑料耐侯性能；3，提高塑料制品的機械性能，如拉伸強度、沖擊強度、彎曲強度、斷裂伸長率等；4，提高塑料制品熱性能，如提高熱變形溫度，導熱系數和耐燃性，降低熱膨脹系數和比熱；5，改善成型加工性能；6，提高塑料制品的印刷性能，以及塑料制品的尺寸穩(wěn)定性。
本發(fā)明所述的研磨機是球磨機、振動研磨機、攪拌磨機、行星式球磨機；分級機是回轉葉片型風力分級機、轉子型風力分級機、輪筐式風力分級機、多次氣流分級機、旋轉葉片式分級機、渦輪式氣流分級機、多輪超細分級機、有效碰撞分級機、慣性分級機；造粒機是開放式塑煉機、單螺桿擠出機、雙轉子連續(xù)混煉機、密煉機、塑料造粒輔；本發(fā)明的100％有機化的檢測方法是用一杯清水，將有機粉體彈入水中，觀察其在水中是否迅速擴散形成一層薄膜，是否有白色粉團，如有白色粉團即有機化未達100％，擴散慢則有機化效果差，擴散快則有機化效果好。研磨溫度為50℃-200℃，所用的非金屬礦物為碳酸鈣、珍珠巖、石英、蛭石、浮石、藍晶石、硅線石、紅柱石、葉臘石、白云石、水鎂石、菱鎂礦、橄欖石、鋯英石、鋁礬石、高嶺土、長石、硅灰石、霞石正長巖、透輝石、螢石、重晶石、明礬石、天青石、石棉、石墨、云母、石榴石、剛玉、滑石、沸石、硅藻土、凹凸棒石、海泡石、伊利石、累托石，多官能團有機化合物是甲基丙烯酸甲脂、丙烯酸乙脂、丙烯酸丁脂、苯乙烯、丙稀腈、丁二稀、丙稀酰胺、馬來酸酐、硬脂酸、酞酸脂偶聯劑、鋁酸脂偶聯劑、硅烷偶聯劑、有機鉻偶聯劑、鋯類偶聯劑、錫酸脂、磷酸脂、硼酸脂偶聯劑、雙馬來酰亞胺、甲苯硅油、苯甲基硅油、乙基硅油、二辛脂，選擇上述助劑0.01-50份，制得1#油、2#油、3#油、4#油、5#油、6#油、7#油、8#油并分別用于非金屬礦物的有機化處理，添加量為0.3％-8％?；w樹脂是PP PE ABSPS EVA PVC等聚合物，添加量為10-20份。塑料添加劑是PE蠟、抗氧劑、光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑、內潤滑劑，添加量為0.1-5份。
權利要求
1.一種干法生產微米、亞微米有機非金屬礦物、功能性母料的方法，采用非金屬礦物原礦、多官能團有機化合物、將無機物有機化引入破碎、研磨、整理、分級的全過程，實現無機物/有機物的動態(tài)分散反應聚合，所制備的微米、亞微米有機非金屬礦物實現了100％有機化，其特征在于該方法對原料礦進行細磨加工的同時實現無機物/有機物的動態(tài)分散反應聚合，，具體的工藝過程包括如下的過程1)，原料礦經過預破碎，粉碎成小顆?；蝾A磨至325目以上，由提升機輸送至原料料倉中儲存。2)，原料通過定量，給料至研磨機進行研磨，研磨溫度為50℃-200℃，同時在研磨機分段注入多官能團有機化合物。3)，經過研磨機超細研磨后礦粉負壓輸送至分級機進行分級、整理，粗粉經過螺旋輸送機計量后，輸送至研磨機進行再次研磨，細粉進入分級機分離器分離出產品1，更細粉則進入過濾除塵器收集后成為產品2。4)，一部分成品1和成品2分別儲存于兩種成品料倉中，并可以分別包裝，一部分經輸送機計量輸送給攪拌罐，加入基體樹脂及塑料添加劑。5)，經上料機進入造粒機造粒后進入正壓管道、集料器冷卻，再進入儲存包裝系統(tǒng)包裝。
2.根據權利要求1中所述的干法生產微米、亞微米有機非金屬礦物、功能性母料的方法，其特征在于產品1是細度為D97＝325目-6000目的細粉。
3.根據權利要求1中所述的干法生產微米、亞微米有機非金屬礦物、功能性母料的方法，其特征在于產品2是細度為D97＝1250目-12000目的細粉。
4.根據權利要求1中所述的干法生產微米、亞微米有機非金屬礦物、功能性母料的方法，其特征在于所述的研磨是球磨機、振動研磨機、攪拌磨機、行星式球磨機。
5.根據權利要求1中所述的干法生產微米、亞微米有機非金屬礦物、功能性母料的方法，其特征在于分級機是回轉葉片型風力分級機、轉子型風力分級機、輪筐式風力分級機、多次氣流分級機、旋轉葉片式分級機、渦輪式氣流分級機、多輪超細分級機、有效碰撞分級機、慣性分級機。
6.根據權利要求1中所述的干法生產微米、亞微米有機非金屬礦物、功能性母料的方法，其特征在于造粒機是開放式塑練機、雙螺桿擠出機、單螺桿擠出機、雙轉子連續(xù)混煉機、密煉機、塑料造粒輔機。
7.根據權利要求1中所述的干法生產微米、亞微米有機非金屬礦物、功能性母料的方法，其特征在于所述的非金屬礦物為碳酸鈣、珍珠巖、石英、蛭石、浮石、藍晶石、硅線石、紅柱石、葉臘石、白云石、水鎂石、菱鎂礦、橄欖石、鋯英石、鋁礬石、高嶺土、長石、硅灰石、霞石正長巖、透輝石、螢石、重晶石、明礬石、天青石、石棉、石墨、云母、石榴石、剛玉、滑石、沸石、硅藻土、凹凸棒石、海泡石、伊利石、累托石。
8.根據權利要求1中所述的干法生產微米、亞微米有機非金屬礦物、功能性母料的方法，其特征在于所述的非金屬礦物的有機化處理，是根據不同的非金屬礦物選擇多官能團有機化合物甲基丙烯酸甲脂、丙烯酸乙脂、丙烯酸丁脂、苯乙烯、丙稀腈、丁二稀、丙稀酰胺、馬來酸酐、硬脂酸、酞酸脂偶聯劑、鋁酸脂偶聯劑、硅烷偶聯劑、有機鉻偶聯劑、鋯類偶聯劑、錫酸脂、磷酸脂、硼酸脂偶聯劑、雙馬來酰亞胺、甲苯硅油、苯甲基硅油、乙基硅油、二辛脂，用量為0.01-50份制得1#油、2#油、3#油、4#油、5#油、并分別用于非金屬礦物的有機化處理，添加量為0.3％-8％。
9.根據權利要求1中所述的干法生產微米、亞微米有機非金屬礦物功能性母料的方法，其特征在于基體樹脂是PP PE ABS PS EVA PVC聚合物，添加量為10-20份，塑料添加劑是PE蠟、抗氧劑、光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑、內潤滑劑，添加量為0.1-5份。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微米、亞微米有機非金屬礦物的制造方法。本發(fā)明采用非金屬礦物原礦、多官能團有機化合物、將無機物有機化引入破碎、研磨、整理、分級的全過程，實現無機物/有機物的動態(tài)分散反應聚合，所制備的微米、亞微米有機非金屬礦物實現了100％有機化，其有機的特性在熔融、塑化過程中，與聚合物分子反應，纏繞，從而使兩種不同特征物質牢固結合，讓聚合物制品在高填充的狀態(tài)下保留良好的性能，并利用有機非金屬礦物生產出高填充、低成本的多功能填充母料。
文檔編號C09C1/00GK1451695SQ0311431
公開日2003年10月29日 申請日期2003年4月25日 優(yōu)先權日2003年4月25日
發(fā)明者李柏榮 申請人:李柏榮