本發明屬于白云石材料制備，涉及一種表(biao)面改性的(de)納(na)米級白云石粉的(de)制備方法。

背景技術：

1、白云石(shi)(shi)(shi)是(shi)一種(zhong)常見的(de)白色非金屬(shu)礦物，其化學成分(fen)主要為caco3和(he)mgco3，屬(shu)于(yu)(yu)一種(zhong)復(fu)合碳酸鹽(yan)礦物。在我國，白云石(shi)(shi)(shi)的(de)蘊藏量非常豐富(fu)，是(shi)一種(zhong)重要的(de)鈣鎂資源。白云石(shi)(shi)(shi)作為一種(zhong)填料已經(jing)被(bei)廣泛應用于(yu)(yu)塑料、橡膠(jiao)、粘結劑等領域(yu)，且其應用范圍還在不斷擴大。

2、目(mu)前，超細白(bai)云(yun)石(shi)尚未得到(dao)廣泛應用(yong)。現有的(de)白(bai)云(yun)石(shi)通常是幾(ji)(ji)十到(dao)幾(ji)(ji)百(bai)目(mu)，這(zhe)種大顆粒的(de)白(bai)云(yun)石(shi)粉體在高(gao)分子材料(liao)中會引起材料(liao)本身抗拉伸(shen)能(neng)(neng)力(li)和斷裂(lie)伸(shen)長率(lv)等性能(neng)(neng)的(de)惡化(hua)。因此，大顆粒白(bai)云(yun)石(shi)的(de)應用(yong)范圍(wei)受到(dao)了一定程度(du)的(de)限制，將白(bai)云(yun)石(shi)細化(hua)成為必然(ran)。

3、目前，物理粉(fen)(fen)碎(sui)(sui)法因其低成本(ben)、簡單(dan)的(de)(de)生產(chan)(chan)工藝以及高(gao)產(chan)(chan)量(liang)，成為生產(chan)(chan)超細(xi)粉(fen)(fen)體材(cai)料的(de)(de)主要方(fang)法。所(suo)使用的(de)(de)超細(xi)粉(fen)(fen)碎(sui)(sui)設(she)備主要包括氣流粉(fen)(fen)碎(sui)(sui)機(ji)、機(ji)械沖擊(ji)粉(fen)(fen)碎(sui)(sui)機(ji)、球磨(mo)機(ji)、振動磨(mo)、攪拌磨(mo)、膠(jiao)體磨(mo)等(deng)。這些設(she)備制備出(chu)的(de)(de)產(chan)(chan)品具(ju)有(you)粒度細(xi)、分布窄、質量(liang)均勻的(de)(de)特點，因此產(chan)(chan)品具(ju)有(you)比表面積大、表面活性高(gao)、化學反(fan)應(ying)速度快、溶解速度快、燒結體強度大等(deng)優勢，被(bei)廣(guang)泛應(ying)用于(yu)各種(zhong)技術領域。然而，由于(yu)超細(xi)粉(fen)(fen)體十分容易(yi)發生團(tuan)聚，且不易(yi)在有(you)機(ji)介質中分散(san)，這直接影響了其實際功效。

4、現有技術對白云石粉(fen)的改(gai)性主要是(shi)利用脂肪酸鹽進行表面處理(li)或通過化學方法(fa)濕法(fa)改(gai)性，前者仍容易出現局(ju)部(bu)團聚、力(li)學性能(neng)較差等(deng)問題，后者制備方法(fa)復雜繁瑣，不適合大規模制備。

5、cn?113104877?a公開了(le)一種超細(xi)白(bai)云石(shi)(shi)的制備(bei)方法(fa)，該方法(fa)利用(yong)剝片機制得白(bai)云石(shi)(shi)細(xi)分，再通過兩步化學(xue)反應濕法(fa)制得超細(xi)白(bai)云石(shi)(shi)粉(fen)(fen)。得到(dao)的粉(fen)(fen)體(ti)粒(li)徑為1-10μm。該發明制備(bei)方法(fa)復雜繁瑣，且(qie)粉(fen)(fen)體(ti)粒(li)徑仍(reng)無法(fa)達(da)到(dao)納米級(ji)。

6、cn103804953b公開了一種(zhong)超細表面改(gai)性(xing)白(bai)(bai)(bai)云(yun)(yun)石(shi)(shi)的(de)制備方(fang)法(fa)，其先將白(bai)(bai)(bai)云(yun)(yun)石(shi)(shi)粉(fen)碎至粒(li)徑(jing)大小4-7微米(mi)(mi)左右的(de)白(bai)(bai)(bai)云(yun)(yun)石(shi)(shi)粉(fen)體(ti)，再(zai)將白(bai)(bai)(bai)云(yun)(yun)石(shi)(shi)粉(fen)體(ti)加(jia)(jia)入球磨(mo)機的(de)球磨(mo)罐中，加(jia)(jia)入硅(gui)烷(wan)偶聯劑等改(gai)性(xing)劑，球磨(mo)處(chu)理，得(de)到超細表面改(gai)性(xing)白(bai)(bai)(bai)云(yun)(yun)石(shi)(shi)粉(fen)體(ti)。該專利的(de)工(gong)藝(yi)較為復(fu)雜，處(chu)理過程對磨(mo)球需(xu)求量大，且(qie)所得(de)粉(fen)體(ti)粒(li)徑(jing)最小為1μm仍無法(fa)達到納(na)米(mi)(mi)級。

技術實現思路

1、本(ben)發(fa)明的(de)目的(de)就是為了(le)提供一種表面改性(xing)的(de)納米(mi)級白云石(shi)粉的(de)制備方(fang)法，通過濕法球磨(mo)和干(gan)法球磨(mo)結合的(de)方(fang)法，在球磨(mo)時(shi)加入(ru)表面改性(xing)劑(ji)，實(shi)現在制備得到(dao)納米(mi)級白云石(shi)粉的(de)同(tong)時(shi)，對其進行表面改性(xing)，從而(er)得到(dao)產(chan)品粒度細、團(tuan)聚現象有所減輕的(de)納米(mi)級白云石(shi)粉等。

2、本發明的目的可以(yi)通過以(yi)下技(ji)術方案來實現：

3、一種表面改性(xing)的納米級(ji)白(bai)云石粉的制備(bei)方法，包(bao)括以下步驟(zou)：

4、(1)取白云石(shi)原料加(jia)入去離(li)子水(shui)中，放入球(qiu)磨機中，濕法球(qiu)磨處理，得到(dao)白云石(shi)漿料；

5、(2)將白云石(shi)漿(jiang)料(liao)脫(tuo)水、干(gan)燥(zao)、粉(fen)碎、得(de)到(dao)白云石(shi)粉(fen)料(liao)；

6、(3)將白云(yun)石(shi)粉(fen)料再(zai)加(jia)入球磨機中(zhong)，加(jia)入表(biao)面(mian)改性劑，干(gan)法球磨處理(li)，得(de)到表(biao)面(mian)改性的(de)納米級白云(yun)石(shi)粉(fen)。

7、進一步的，步驟(1)中，所述白云石原料的目數為50目及以(yi)上。具體的，在50目至100目之間。

8、進(jin)一步的(de)，步驟(1)的(de)濕(shi)法(fa)球磨(mo)處(chu)理過程中，球料比(bi)(即磨(mo)球和白云石料的(de)質量比(bi)例)為(wei)1-10:1，水料比(bi)(即去離子水和白云石的(de)質量比(bi)例)為(wei)1-10:1。

9、進一步的(de)，步驟(1)的(de)濕法球磨處理的(de)轉速為200-600rpm，球磨時間(jian)為4-16h。

10、進一步的，步驟(2)中的白云石(shi)粉(fen)料的粒(li)徑為(wei)1.0-5.0μm。

11、進一步的(de)，步驟(3)中(zhong)，所述表面(mian)改性劑為(wei)聚(ju)(ju)二(er)(er)甲基(ji)硅(gui)氧(yang)(yang)(yang)烷(wan)、聚(ju)(ju)甲基(ji)氫硅(gui)氧(yang)(yang)(yang)烷(wan)、二(er)(er)羥基(ji)聚(ju)(ju)二(er)(er)甲基(ji)硅(gui)氧(yang)(yang)(yang)烷(wan)、聚(ju)(ju)氨基(ji)硅(gui)氧(yang)(yang)(yang)烷(wan)、氟硅(gui)氧(yang)(yang)(yang)烷(wan)中(zhong)的(de)一種或幾(ji)種。

12、進一步的，步驟(zou)(3)中，所述表面改(gai)性劑的加入量為白(bai)云石(shi)粉料(liao)質量的1-8％。

13、進一步的(de)，步驟(zou)(3)的(de)干法球(qiu)(qiu)磨中，球(qiu)(qiu)料(liao)比為(1-10):1。

14、進一步(bu)的，步(bu)驟(3)的干(gan)法球磨的轉速為(wei)200-600rpm，球磨時間為(wei)20-150min。

15、進一步的，步驟(zou)(1)與步驟(zou)(3)中的球(qiu)磨機為行(xing)星(xing)式高能(neng)球(qiu)磨機；

16、球磨(mo)機中所(suo)用的研磨(mo)介質(zhi)為(wei)剛(gang)玉、不銹鋼、氧化鋯(gao)材質(zhi)的磨(mo)球中的一(yi)種，所(suo)述磨(mo)球直徑在4-10mm之間。

17、進(jin)一步(bu)的，步(bu)驟(2)中，脫水、干(gan)(gan)燥方式(shi)為(wei)(wei)離心后過濾(lv)、烘(hong)干(gan)(gan)，離心速率(lv)為(wei)(wei)2000-5000r/min，烘(hong)干(gan)(gan)溫度為(wei)(wei)60-100℃，烘(hong)干(gan)(gan)時間為(wei)(wei)12-24h。

18、進一步(bu)的，粉(fen)碎過程為使用瑪瑙研缽進行(xing)簡(jian)單研磨。

19、本發明的工作原理過程為：

20、通過(guo)(guo)濕法球(qiu)磨(mo)(mo)將(jiang)白(bai)云(yun)(yun)石顆粒(li)初(chu)步細化(hua)(hua)。若通過(guo)(guo)干法球(qiu)磨(mo)(mo)，球(qiu)磨(mo)(mo)體(ti)系溫度容易(yi)升至過(guo)(guo)高，易(yi)使白(bai)云(yun)(yun)石粉(fen)(fen)(fen)體(ti)團(tuan)聚(ju)且不(bu)安(an)全。球(qiu)磨(mo)(mo)的時(shi)間應(ying)(ying)該控(kong)制在(zai)2-8h，球(qiu)磨(mo)(mo)時(shi)間過(guo)(guo)短，白(bai)云(yun)(yun)石粉(fen)(fen)(fen)粒(li)徑過(guo)(guo)大(da)不(bu)利于下(xia)一步細化(hua)(hua)；球(qiu)磨(mo)(mo)時(shi)間過(guo)(guo)長，白(bai)云(yun)(yun)石粉(fen)(fen)(fen)體(ti)會出現(xian)團(tuan)聚(ju)現(xian)象。將(jiang)初(chu)步細化(hua)(hua)后的白(bai)云(yun)(yun)石粉(fen)(fen)(fen)與表面(mian)改(gai)性(xing)(xing)劑混(hun)合(he)進行干法球(qiu)磨(mo)(mo)，球(qiu)磨(mo)(mo)過(guo)(guo)程(cheng)中表面(mian)改(gai)性(xing)(xing)劑均勻(yun)包(bao)覆在(zai)白(bai)云(yun)(yun)石粉(fen)(fen)(fen)體(ti)的表面(mian)，使得(de)粉(fen)(fen)(fen)體(ti)之間表面(mian)活性(xing)(xing)降低，不(bu)易(yi)團(tuan)聚(ju)。因此(ci)，可(ke)以(yi)得(de)到超細的納米(mi)級(ji)白(bai)云(yun)(yun)石粉(fen)(fen)(fen)。同時(shi)，不(bu)同表面(mian)改(gai)性(xing)(xing)劑的疏水、親水、親油等(deng)特(te)性(xing)(xing)使改(gai)性(xing)(xing)白(bai)云(yun)(yun)石粉(fen)(fen)(fen)具有特(te)殊性(xing)(xing)能，能拓寬其應(ying)(ying)用范圍。

21、與現有技術相(xiang)比，本發明具有以(yi)下(xia)優點(dian)：

22、(1)通過濕法球(qiu)磨和(he)干法球(qiu)磨兩步制備(bei)了表面改性的(de)納(na)米級白云石(shi)粉，得到的(de)產品粒度(du)細、團聚現象少。

23、(2)通過加入(ru)表(biao)面改(gai)性劑粉體之間表(biao)面活性降低，不易團聚(ju)。同(tong)時，不同(tong)表(biao)面改(gai)性劑的(de)疏水、親水、親油等特性使改(gai)性白云(yun)石粉具有特殊(shu)性能(neng)，能(neng)拓寬其應(ying)用范圍。

24、(3)本(ben)發明表面改性的(de)納米級白云石(shi)粉的(de)制備工藝簡(jian)單，成本(ben)較(jiao)低，有(you)利于研(yan)究與大規模生產。

1.一種表面(mian)改(gai)性的納米級白云(yun)石粉的制備方法，其特征在(zai)于，包括以下(xia)步(bu)驟：

2.根(gen)據權利(li)要求1所述(shu)的一種表面改(gai)性的納(na)米級白云石(shi)(shi)粉的制備方(fang)法，其特征在(zai)于，步驟(1)中(zhong)，所述(shu)白云石(shi)(shi)原(yuan)料的目數為50目及(ji)以上。

3.根據(ju)權利(li)要求1所述的一(yi)種表面改性的納米級白云(yun)石粉的制備方法，其特(te)征在于，步驟(1)的濕法球(qiu)磨處理過程中(zhong)，球(qiu)料(liao)比為1-10:1，水料(liao)比為1-10:1。

4.根據權(quan)利要求1所述的(de)(de)一(yi)種表面(mian)改性的(de)(de)納米(mi)級白云(yun)石粉的(de)(de)制(zhi)備(bei)方法，其特征在于，步(bu)驟(1)的(de)(de)濕法球(qiu)磨(mo)(mo)處(chu)理的(de)(de)轉速為200-600rpm，球(qiu)磨(mo)(mo)時間為4-16h。

5.根(gen)據權利(li)要(yao)求1所(suo)述的(de)一種表面(mian)改性(xing)的(de)納米級白云石粉的(de)制備方法，其特征在于，步驟(2)中(zhong)的(de)白云石粉料的(de)粒徑為1.0-5.0μm。

6.根據權利要求1所(suo)述(shu)的(de)一種(zhong)表(biao)(biao)面改(gai)性(xing)的(de)納米級白云石粉(fen)的(de)制備方(fang)法，其特征(zheng)在于，步驟(3)中，所(suo)述(shu)表(biao)(biao)面改(gai)性(xing)劑為聚(ju)二(er)甲基硅氧(yang)烷(wan)、聚(ju)甲基氫硅氧(yang)烷(wan)、二(er)羥基聚(ju)二(er)甲基硅氧(yang)烷(wan)、聚(ju)氨基硅氧(yang)烷(wan)、氟(fu)硅氧(yang)烷(wan)中的(de)一種(zhong)或幾種(zhong)。

7.根(gen)據權利要求1所述(shu)的一(yi)種表(biao)(biao)面改性的納(na)米級白云石粉的制(zhi)備方法(fa)，其特征在于，步驟(3)中，所述(shu)表(biao)(biao)面改性劑的加(jia)入量(liang)為白云石粉料質量(liang)的1-8％。

8.根(gen)據權利要求1所述的(de)一(yi)種(zhong)表(biao)面(mian)改性的(de)納米級白云石粉的(de)制備方(fang)法，其特征(zheng)在(zai)于，步驟(3)的(de)干法球磨中(zhong)，球料比為(1-10):1。

9.根據權利要求(qiu)1所述(shu)的(de)一種表(biao)面(mian)改(gai)性(xing)的(de)納米(mi)級(ji)白云石粉(fen)的(de)制備方法，其特征(zheng)在于，步驟(zou)(3)的(de)干(gan)法球磨的(de)轉速為200-600rpm，球磨時間為20-150min。

10.根據權(quan)利要求1所述的(de)(de)一種表面(mian)改(gai)性的(de)(de)納米級(ji)白云(yun)石粉(fen)的(de)(de)制(zhi)備方法，其特征在于，步驟(zou)(1)與(yu)步驟(zou)(3)中(zhong)的(de)(de)球磨機為行星式高(gao)能球磨機；