一种超细金刚素的生产方法

文档序号:3693181阅读:296来源:国知局
专利名称:一种超细金刚素的生产方法
技术领域
本发明涉及一种超细金刚素,尤其是一种高分子材料填充用超细金刚素的生产方法。二、 背景技术高分子材料(塑料和橡胶等)是当前经济发展不可或缺的一类基础性材料,应用领域极 其广泛,为了更好地增强和提高高分子材料的各项性能,如抗冲强度、拉伸强度、耐磨强度、 防老化性等,通常需添加各种类型的填料,随着应用领域的不断拓宽和使用要求的不断提高, 普通的填料己不能满足特殊的需求,因此急需开发和研制出新型的高分子材料用填料。通过物理或化学方法在高分子聚合物中添加或共混无机或有机物质,可以起到降低材料 哦成本、改善成型工艺、提高材料的性能。国外有报道将煤或改良剂,如聚乙烯、聚丙烯、 聚苯乙烯、丙稀睛、天然橡胶和丁二烯聚合物等混合,制取煤基塑料。其方法是将煤研磨至 细粉,均匀添加聚合物和改性材料(粉剂或乳剂),在100 400'C条件下将混合物在模铸机上 压制成型。制得的煤质塑料可用于各种制品的生产和加工。专利93120341.4公开了一种以无 烟煤粉为主要填充剂的塑料组合物及制备方法,以塑料为基材,填充无烟煤,经偶联剂处理, 制备改性塑料组合物,以达到降低成本、节能和环保的目的;专利02110292.9公开了一种煤 粉填充聚烯烃母料及其制备方法,通过超细粉碎、C-烷基化表面化学改性及与高分子材料共 混处理等过程制备聚烯烃母料,该煤粉填充聚烯烃母料用煤范围广、相容性好、工艺简单、 成本低廉、性能优良,可广泛应用于塑料挤出、注射、电缆绝缘护套材料等生产。以上方法 主要介绍了煤基塑料及其组合物的制备方法,并未详细介绍如何生产出符合高分子材料生产 需求的超细煤质粉体,己有的关于煤的超细化主要是应用于燃料行业的水煤浆的生产,其主 要目的是为了能够实现煤的高效燃烧和利用;同时现有煤基塑料母粒的生产工艺中还需通过 化学改性来改善煤与高分子材料间的相容性,工艺步骤较复杂,且材料力学性能不太理想。三、 发明目的本发明的目的是提供一种具有广泛应用前景的煤基复合粉体(超细金刚素)及其工业化 生产方法,工艺流程简单合理、能耗低、生产效率高、产量大。由于这种煤基复合粉体是由 特殊的优质无烟煤(碳含量高达90%以上)与少量无机粉体进行超细化及粒子复合而成,依 靠煤质的网状大分子结构和特殊无机粉体的刚性结构,与高分子材料共混时发生了交联等作 用,不仅使彼此间有极好的相容性,同时提高了材料的力学性能、电绝缘性能及阻燃性能。
四、 技术方案为了实现上述目的,本发明的实施步骤如

图1所示,其技术方案如下(1) 选择原料主原料为中国特有的一类高龄煤(含碳量高达90%以上),制成块状原 料(直径10cm 20cm),辅料是少量具有特殊性能的无机粉体,包括二氧化硅、氧化钙、氧 化镁;(2) 粗粉碎采用颚式破碎机对原料进行了粉碎,粉碎后细度在IO目(接近lmm)左 右,为避免部分大颗粒(2mm以上)的混入,粗粉碎后须采用10目的筛网进行筛分,以保 证进入后续过程的煤颗粒的粒度均匀,降低细粉碎时间,提高生产效率;(3) 细粉碎采用内置搅拌叶的球磨机对经粗粉碎后的颗粒(10目左右)进行二次粉 碎,将进料细度为10目的煤粉粉碎至细度为80目左右的细粉,控制一定的生产条件,包括 球料比、磨球直径及级配、转速;细粉碎结束后,细粉卸料至密闭料仓中,采用80目的振动 筛对生产出的细粉进行筛分,筛下物进入后续工序,少量筛余物(细度小于80目的较粗粉体) 收集后重新进行细粉碎;(4) 超细粉碎将上述细粉(细度为80目左右)与少量无机粉体(二氧化硅、氧化钙、 氧化镁)混合,采用双向旋转球磨超细粉碎技术(专利号ZL200420079766.5)对混合粉体 进行超细粉碎和均匀混合,控制一定的生产条件,包括球料比、磨球直径及级配、填充量、 球磨机筒体转速、粉碎时间,超细粉碎工序结束后卸料至设备下方的密闭料仓,生产出中位 径d5o《2jxm的超细金刚素产品;(5) 采用嫘旋输送器将超细金刚素产品进行包装,为了减少在生产塑料母粒过程中的 粉尘污染,超细金刚素的包装材料可选用后续工艺中使用到的高分子材料,如聚乙烯、聚丙 烯等,这样在生产塑料母粒时不需倾倒出超细粉体而直接与树脂共混,既减少了污染又防止 了浪费。五、 发明的效果本发明采用上述技术方案,其优点和显著效果表现为采用了优质的高龄煤为原料,通过粗粉碎、细粉碎和超细粉碎步骤,生产出中位径d50 《2pm,粒度分布窄的超细金刚素产品,整个生产过程采取了有效的密闭和隔音设计,避免 了粉尘和噪音污染。因此,采用该技术方案,生产工艺合理,操作简便,生产成本低,能耗 低,产量大,粉尘污染小,噪音低,产品质量优。
具体实施方式
实施例一选用优质高龄煤(碳含量卯%) 400kg,使用颚式破碎机将其破碎至直径为10目的煤颗 粒,经过10目的滚筒筛粗筛分,筛下物加入到普通球磨机(细粉碎过程)中,体积为2000L, 装有4吨的磨球(轴承钢球),其级配为。20 30mm的磨球占20。/。(重量百分比),0>30 40mm的磨球占30X (重量百分比),(D40 50mm的磨球占50% (重量百分比),球料比为 10:1,在转速为60转/分钟的速度下球磨lh后即可,将粉料卸出,放到球磨机下端的密闭收 料仓中,经80目振动筛筛分,筛下物储存,少量筛上物返回球磨机再次粉碎,将生产出的细 粉800kg装入3000L的双向旋转球磨超细粉碎机中,并加入二氧化硅8kg,氧化钙4kg,氧化 镁4kg,设备中装有7吨磨球(轴承钢球),其级配为O5 10mm的磨球占40% (重量百分 比),0)10 20mm的磨球占30X (重量百分比),0>20 30mm的磨球占20% (重量百分比), 球料比8.8:1,在50转/分钟的速度下进行超细粉碎和均匀混合,4h后停止工作,将超细粉体 产品——超细金刚素卸出,放入设备下端的密闭收料仓中,采用螺旋输送器进行输送,双层 聚丙烯塑料包装袋包装。实施例二选用优质高龄煤(碳含量93%) 300kg,使用颚式破碎机将其破碎至直径为10目的煤颗 粒,经过10目的滚筒筛粗筛分,筛下物加入到普通球磨机(细粉碎过程)中,体积为2000L, 装有4吨的磨球,其级配为O2() 30mm的磨球占15% (重量百分比),O30 40mm的磨 球占20% (重量百分比),0)40 50mm的磨球占65X (重量百分比),球料比为13:1,在转 速为60转/分钟的速度下球磨40min后即可,将粉料卸出,放到球磨机下端的密闭收料仓中, 经80目振动筛筛分,筛下物储存,少量筛上物返回球磨机再次粉碎,将生产出的细粉700kg 装入3000L的双向旋转球磨超细粉碎机中,并加入二氧化硅7kg,氧化钙3.5kg,氧化镁3.5kg, 设备中装有7吨磨球,其级配为05 10mm的磨球占30X (重量百分比),O10 20mm的 磨球占40% (重量百分比),①20 30mm的磨球占20W (重量百分比),球料比10:,在50 转/分钟的速度下进行超细粉碎和均匀混合,3.5h后停止工作,将超细粉体产品——超细金刚 素卸出,放入设备下端的密闭收料仓中,采用螺旋输送器进行输送,双层聚丙烯塑料包装袋 包装。
权利要求
1、一种超细金刚素的生产方法,其特征在于该方法包括如下步骤选择原料→粗粉碎→细粉碎→超细粉碎与复合→包装
2、 根据权利要求1所述的原料,其特征在于所述原料以优质高龄煤为主,碳含量达90% 94%,水分 含量小于2%;少量无机粉体为辅,包括二氧化硅0.5~1%,氧化钙0.2 0.5%,氧化镁0.2 0.5% (质量百分比)。
3、 根据权利要求1所述的细粉碎,其特征在于采用内置搅拌叶的球磨机进行粉碎,进料细度为10 20 目,球料比为10 : 1 20 : 1,磨球级配为<D20 30mm占15% 25% (重量百分比),0>30 40mm占 20% 30% (重量百分比),$40 50mm占45% 65% (重量百分比),筒体转速为50 70转/分钟, 粉碎时间0.5 ,h;
4、 根据权利要求1所述的细粉碎,其特征在于粉碎后的物料须经过80目的振动筛筛分后方可进行后续 超细粉碎;
5、 根据权利要求1所述的超细粉碎,其特征在于采用双向旋转球磨超细粉碎机进行超细粉碎和粒子复 合,进料细度为80 100目,球料比为5 : 1 10 : l,磨球级配为(D5 10mm占40% 50% (重量百 分比),O10 20mm占30% 40% (重量百分比),O20 30mm占10% 30% (重量百分比),筒体 转速为40 50转/分钟,粉碎时间3 4h;
6、 根据权利要求1所述的包装,其特征在于塑料包装袋采用塑料母粒生产可使用的材料制成,包括聚 乙烯,聚丙烯,聚苯乙烯,丙稀腈,天然橡胶,丁二烯聚合物。
全文摘要
本发明公开了一种具有广泛应用前景的煤基复合粉体(超细金刚素)及其工业化生产方法,采用粗粉碎,细粉碎,超细粉碎工艺,将优质高龄煤与少量无机粉体进行超细化和粒子复合,生产出超细金刚素,工艺流程简单合理、能耗低、生产效率高、产量大。由于这种煤基复合粉体是由特殊的优质无烟煤(碳含量高达90%以上)与少量无机粉体进行超细化及粒子复合而成,依靠煤质的网状大分子结构和特殊无机粉体的刚性结构,与高分子材料共混时发生了交联等作用,不仅使彼此间有极好的相容性,同时提高了材料的力学性能、电绝缘性能及阻燃性能。
文档编号C08K3/00GK101113248SQ20061004081
公开日2008年1月30日 申请日期2006年7月26日 优先权日2006年7月26日
发明者刘宏英, 卜金炎, 炜 姜, 诘 宋, 宋洪昌, 李凤生, 毅 杨, 王明荣, 震 耿, 耿海儒, 邓国栋, 顾志明 申请人:宿迁市惠龙铅业有限公司
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