本发明涉及利用粘土矿物为原料，将选矿分离获得精矿的浓缩矿浆直接进行表面有机化改性处理，并结合超细分散和喷雾干燥工艺，制备成橡胶等高分子复合材料的补强填料。
技术背景：
海泡石矿物为一种具有链层状结构的含水富镁硅酸盐黏土矿物，根据成因不同，分为热液成因和沉积成因。为2:1型结构矿物，在每个2:1单位结构层中，硅氧四面体晶片角顶每隔一定距离方向反转，形成层链状，镁氧八面体层等距离夹在四面体层间，从而在四面体条带间形成与链平行的通道，横断面约0.36×l.06nm，充填沸石水和结晶水。按照brauner模型，其理论结构式为：(si12)(mg8)o30(oh)4(oh2)4·8h2o。纯净的天然海泡石矿物为白色，但由于各种杂质的影响，天然海泡石大多呈浅灰色、暗灰、黄褐色、砖红色、浅蓝绿色。海泡石矿物特殊的孔道结构和巨大的比表面积，使其均具有优异的吸附性、脱色性、流变性、悬浮性、隔热性、绝缘性、抗腐蚀性、抗辐射及热稳定等性能。已广泛用于室内空气净化、油漆、涂料等众多领域。
由于海泡石矿物为天然亲水性纳米纤维，具有很高的表面能，易于团聚，较难均匀的分散到低表面能的橡胶、塑料等高分子材料的基体中。根据橡胶等高分子复合材料对补强填料尺寸、结构及性能的要求，通过改变其粒径、表面结构，降低表面能，变成具有一定的疏水功能、分散性好的有机粉体至关重要。目前，常规的提纯海泡石粉体改性的生产工艺为：天然海泡石原矿，经粉碎、制浆、分级、重力选矿，得提纯矿浆，再经浓缩、脱水、干燥、粉碎、超细研磨后，得到高品位海泡石粉体。通过对该提纯海泡石粉体进行干法或湿法有机化改性，才能够最终获得有机海泡石粉体。对比研究表明，湿法有机化改性得到的有机化改性海泡石粉体的表面有机包覆层的一致性好，产品均匀、性能稳定，是获得高品质填料和填充复合材料的首选方法。但湿法工艺过程繁琐，且需要二次脱水、二次干燥和二次粉碎，不仅能耗高，耗时长，而且设备占用多。有关海泡石等粘土矿物的改性及其作为补强填料的研究报道很多。其中相关的专利如zl.101230210b发明了一种有机改性硅酸盐矿物粘土的制备方法，zl.201210575512发明了一步法制备表面有机化改性纳米矿物纤维的工艺，zl.201210575451发明了一种二次偶联改性矿物粉体填料及其制备工艺，cn1045981a公开了一种利用低品位海泡石原矿作为橡胶补强剂及制备方法，cn105482476a公开了一种喷雾干燥法制备纳米粘土/丁苯橡胶粉末改性沥青的方法，cn201610473133.x公开了一种直接利用纳米海泡石粉、膨润土、碳酸钙微球为填料制备防水橡胶密封材料的方法，zl.201210453952.x提出了一种用纳米海泡石粉改性的氯磺化聚乙烯橡胶电缆料，zl.201210427688.2公开了一种纳米海泡石改性的氯醇橡胶密封垫，zl.201310457977.1公开了一种改性海泡石粉的聚苯醚树脂电缆护套料及其制备方法，zl.87104729.2发明催化酸处理海泡石、膨润土以及其它类似硅酸盐矿物制造橡胶及其它聚合物补强填料的新工艺方法。上述粘土矿物表面改性的发明虽各有千秋，但在实际生产和应用中，总是面临这样或那样的挑战。有些工艺复杂，有些耗时很长，或者缺乏经济可行性。
技术实现要素：
本发明的目的为针对当前湿法改性技术中存在的提纯精矿矿浆需经浓缩、脱水、烘干、粉碎、再制浆后有机化表面改性，再脱水、烘干、超细研磨解离等繁琐的工艺过程，提供一种表面有机化改性粘土矿物补强填料的制备方法。该方法根据矿浆zeta电位的数值，作为改性依据来调节矿浆的参数，选择具有缓冲功能的复合磷酸盐作为矿浆调节剂，并使用含有两种以上成分的复合有机化试剂来改性。本发明有效的减少了微细粒粘土矿浆因粘度大、脱水效率低、过程复杂、能耗高带来的困难，避免了多次脱水的困境。同时，减少二次改性作业，提高生产效率和有机化改性粉体的性能。
本发明的技术方案为：
一种表面有机化改性粘土矿物补强填料，该填料由以下方法制得，包括以下步骤：
(1)在zeta电位分析仪的检测下，向搅拌下的浓缩粘土矿物矿浆中滴加磷酸盐复合矿浆调节剂，当zeta电位为-0.025mv～0.025mv时，停止加入调节剂，得到调节优化矿浆；
所述的浓缩矿浆固含量为10％～30％；
所述的磷酸盐复合矿浆调节剂为磷酸盐溶于稀盐酸形成的溶液，其中磷酸盐为六偏磷酸钠、焦磷酸钠、磷酸二氢钠，磷酸二氢钾、磷酸二氢钙中的一种或两种，稀盐酸质量百分浓度为0.5％～3％的，每升稀盐酸中加入1.0g～100.0g磷酸盐固体；
所述的粘土矿物为海泡石、高岭石、蒙脱石、凹凸棒石、伊利石、绿泥石或滑石；
(2)将复合有机化试剂在搅拌下滴入上步得到调节优化矿浆中，复合有机化试剂的加入量为矿浆中所含固体重量的5％～50％；
所述复合有机化试剂为添加剂和稀释剂形成的混合液；稀释剂为无水乙醇、环己烷、丙酮或异丙醇，体积比稀释剂：添加剂＝2～25:1；
所述的添加剂为偶联剂，或者偶联剂与表面活性剂的混合物；当含有表面活性剂为液体时，偶联剂与表面活性剂的体积比＝1：1～0.05；当含有表面活性剂为固体时，偶联剂与表面活性剂的比例为1ml:1～0.05g；
(3)在超声波设备中，超声波作用4min～10min，使矿浆发生高速空化作用，将海泡石纤维束分散解离；
(4)通过工业微波炉将矿浆加热到35℃～80℃，保温5～10min.；
(5)利用真空负压设备产生3×10-2～8×10-3pa的负压，将超声波、微波处理后的矿浆循环真空细化；
(6)用高压喷枪将上步得到的改性矿浆喷入烘干窑中，经收尘系统得到改性超细粉体，即表面有机化改性粘土矿物补强填料；其参数为：喷嘴口径为1.2～1.5mm，空气压力0.3mpa，流量300～600l/min，控制矿浆喷出量250～500ml/min。
所述浓缩粘土矿物矿浆的电位值为-0.1～-0.4毫伏；
所述偶联剂为：双(三乙氧基硅基丙基)二硫化物、γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、n-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯或3-巯丙基三甲氧基硅烷中的一种或任意两种。
所述表面活性剂包括十二烷基磺酸钠，十六烷基苯磺酸钠，十二烷基三甲基溴化铵，十六烷基三甲基溴化铵或聚山梨酯。
所述的粘土矿物优选为海泡石。
所述回转干燥窑炉的加热温度为105℃～250℃。
步骤(1)中所述的浓缩粘土矿物矿浆中矿物的粒径范围为d50小于10μm。
所述的表面有机化改性粘土矿物补强填料的应用，该填料可单独使用或与炭黑联合使用作为改性粉体与橡胶基体共混；其中，改性粉体的添加量为50～120分，炭黑添加量为0～50分；
所述的橡胶具体为三元乙丙橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶或天然橡胶。
本发明的有益效果为：
本发明以选矿富集过程中得到的提纯海泡石浓缩矿浆为改性对象。即直接在选矿工序中对经初步脱水的浓缩精矿浆进行有机化改性。同时，借助高速搅拌、超声和循环真空减压过程，将浓缩精矿浆中的海泡石纤维束进行解束、分散，从而形成单根分散的纳米级海泡石矿浆，加速和促进海泡石的改性进程。此外，利用喷雾闪蒸干燥手段，通过控制雾滴的尺寸，减少单个雾滴中海泡石纤维颗粒的数量，雾滴进入回转干燥窑炉时，高温使水分迅速气化而发生闪蒸，仅剩有限数量的纳米纤维聚集成微小的颗粒，避免了常规干燥过程中纤维颗粒间的二次团聚。即通过该工艺过程就能够一次性完成提纯海泡石矿物纤维束的纳米化解离，和海泡石纤维表面的有机化改性。
最终制备出与橡胶基体亲和性好、易于均匀分散在橡胶基体中的补强填料。用该工艺改性的提纯粘土矿物不仅粒径细小，而且与橡胶基体的亲和性好，单独使用或与炭黑联合使用，补强的复合橡胶的力学性能不低于纯粹炭黑补强的橡胶，并且来源广范、价格低廉，生产和使用过程中，几乎没有污染。该填料能明显提高天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、三元乙丙橡胶等各种复合橡胶的力学性能，成为纳米纤维功能补强填料，并具有改善生产作业环境的功能。具体体现在：
对正常选矿流程得到的提纯、浓缩精矿浆直接进行纤维束的分散解离，纳米加工和有机化改性处理，避免了常规技术中的多次脱水、干燥和粉碎过程，大幅度的减少中间环节，降低能耗、节省成本、提高效率。
利用矿浆的zeta电位为依据，调节矿浆的相关参数。同时，以具有缓冲功能的复合磷酸盐作为矿浆调节剂，克服了常规改性过程中，用强酸、强碱调节矿浆时引起的ph值波动带来的不确定性，提高了生产过程中的可操作性，使有机化反应始终保持在最佳反应条件下进行。
利用复合有机化试剂，接枝不同类型官能团，能够更好地满足不同类型橡胶补强，提高性能的实际需求。
利用超声波和工业微波加热结合的技术，通过空化和微波强化作用，使海泡石纤维束在强烈的撕裂作用下，发生纤维束解离。加上微波使矿浆由内向外获得均匀快速、高效、可控的受热，有利于大规模工业化生产。
利用真空减压的循环过程，使海泡石纤维束得到进一步的高效的解离，有利于形成单根分散的海泡石纳米纤维。
在纤维束分散解离成单根分散矿浆的过程中，强烈的机械搅拌、超声波分散和微波加热过程，能够促使反应试剂与矿物表面接触的概率显著增加，使反应更完全，即每一颗粒子表面的活性点位都能够与有机化剂接触，反应更充分，质量更稳定。
有机化改性后的矿浆，通过高速喷雾技术形成微细粒雾滴，每一个雾滴中所包含的纳米海泡石纤维的数量有限，通过闪蒸迅速脱水，仅剩的矿物颗粒难以聚集成大颗粒，从而避免了常规干燥过程中，矿物纤维颗粒间在加热过程中再次团聚，形成大颗粒团聚体的可能性。改性后，有机化改性海泡石的表面能由改性前的100～150mj/m2，下降到26～32mj/m2，这种低表面能与橡胶、塑料等高分子材料的表面能接近，所以，增加了与橡胶等的亲和性、相容性，易于分散到高分子材料中，起到优异的补强性能。
附图说明
图1为本发明提纯海泡石纤维的纳米解束和表面有机改性的工艺流程图。
具体实施方式
本发明涉及的zeta电位测试中的zeta电位分析仪(nanoplus，美国麦克仪器公司)，该仪器采用了高灵敏度测量技术，可同时满足低浓度和高浓度样品纳米粒度与zeta电位分析的要求，浓度范围由0.001％到40％，可检测粒径从0.6nm到10μm，浓度从0.00001％到40％的样品的粒径。
实施例1
将1kgd50小于10μm的海泡石矿粉(d50小于10μm为：粉体样品中有50％颗粒的直径是小于10μm，d50也称中位粒径。)在搅拌速度500rpm条件下加入15l水中，搅拌30min，停止搅拌，形成均匀的分散矿浆。自然沉降12h后，虹吸法吸出上层悬浮矿浆。放入离心罐中，离心机转速为1500rpm条件下，离心5min，倒出、合并上层悬浮的矿浆，就得到提纯矿浆。然后洗净去除沉渣后的离心罐，倒入提纯矿浆，再次放到离心机中，设定离心机转速为4500rpm，离心5min，倒出上清液，刮出下部浓稠泥浆搅匀，就得到取提纯后海泡石的浓缩矿浆，经测定该矿浆的密度为1.10g/ml，浓缩矿浆的固含量为18.2％；
取上述固含量为18.2％的浓缩精矿浆500ml于2l烧杯中，矿浆中含有100g的海泡石固体，其测得矿浆的初始zeta电位-0.16mv，在转速为300rpm的搅拌状态下，将每升含有20g焦磷酸钠的质量百分比为1％盐酸复合矿浆调节剂滴入矿浆，直至矿浆的zeta电位至接近0.0mv时停止滴加。
保持搅拌机转速仍为300rpm，然后加入用25ml无水乙醇稀释溶解的5.0mlγ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和0.25ml双(三乙氧基硅基丙基)二硫化物制成的复合有机化试剂，然后再调整转速到5000rpm，搅拌5min后，1800w超声波处理5min后(使矿浆发生高速空化作用，将海泡石纤维束分散解离)，微波加热到矿浆温度为55℃后保温5min，用泥浆泵将矿浆泵入真空均质乳化罐设备(hzj-10)，在罐内压力为3×10-2pa的料筒中，启动设备，循环均质三次(将超声波、微波处理后的矿浆循环真空细化)后，排出的矿浆引入喷嘴口径为1.2mm，空气压力0.3mpa，流量600l/min，矿浆喷出量400ml/min的喷枪储料罐中，进行气流喷雾，在高速气流带动矿浆喷出后，形成微细粒雾滴，雾滴在高速气流带动下进入温度为250℃的回转干燥窑中闪蒸脱水、再烘干30min，用布袋收尘，经密封包装，就得到具有补强橡胶功能的硅烷偶联剂改性的有机化改性海泡石粉体产品。
该改性粉体补强三元乙丙橡胶的制备方法如下：
将100g的三元乙丙橡胶放入混炼机(ty-160双辊炼胶机江都市天源实验机械有限公司)塑炼包辊，依次加入不同质量分数的助剂、填料，其配方为(单位：分。所述的“分”为本领域工业实际中常用的单位，也就是100g橡胶原料中加入其他成分的重量，如100g橡胶原料中加入10g××就是指××的添加量为10分，加入150g×××就是×××的添加量为150分)：防老剂2、氧化锌3、硬脂酸2.5、改性海泡石粉体80、炭黑20、硫化促进剂cz1.5、促进剂tmtd1、芳烃油3等进行混炼，经倒胶、打包，最后加入硫磺2.5。再经倒胶、打包后，出片，放置24h后用平板硫化机进行样品的硫化，硫化时间为无转子硫化仪测得的正硫化时间t90，然后用电子万能拉力机测试其力学性能。其结果见表1.
实施例2
将1kgd50小于10μm的海泡石矿粉在搅拌速度500rpm条件下加入15l水中，搅拌30min，停止搅拌，形成均匀的分散矿浆。自然沉降12h后，虹吸法吸出上层悬浮矿浆。放入离心罐中，离心机转速为1500rpm条件下，离心5min，倒出、合并上层悬浮的矿浆，就得到提纯矿浆。然后洗净去除沉渣后的离心罐，倒入提纯矿浆，再次放到离心机中，设定离心机转速为4500rpm，离心7min，倒出上清液，刮出下部浓稠泥浆搅匀，就得到取提纯后海泡石的浓缩矿浆，经测定该浓缩矿浆的固含量为26.1％，其密度为1.15g/ml；
取提纯后海泡石固含量约为26.1％的浓缩精矿浆500ml于2l烧杯中，该矿浆含有150g的海泡石固体，其测得矿浆的初始zeta电位-0.23mv，在转速为300rpm的搅拌状态下，将含有0.5g/l磷酸二氢钠和0.5g/l磷酸二氢钾的3％盐酸复合矿浆调节剂滴入矿浆，直至矿浆的zeta电位至接近0.0mv时停止滴加。
保持搅拌机转速仍为300rpm，然后加入用60ml异丙醇稀释溶解的7.5ml双(三乙氧基硅基丙基)二硫化物和7.5g十二烷基三甲基溴化铵制成的复合有机化试剂，然后再调整转速到10000rpm搅拌8min后，1800w超声波处理4min后，微波加热到矿浆温度为80℃后保温5min，用泥浆泵将矿浆泵入真空均质乳化罐设备(hzj-10)，在罐内压力为8×10-3pa的料筒中，启动设备，循环均质三次后，排出的矿浆引入喷嘴口径为1.5mm，空气压力0.3mpa，流量600l/min，矿浆喷出量500ml/min的喷枪储料罐中，进行气流喷雾，在高速气流带动矿浆喷出后，形成微细粒雾滴，雾滴在高速气流带动下进入温度为150℃的回转干燥窑中脱水、再烘干60min，用布袋收尘，经密封包装，就得到具有补强橡胶功能的偶联剂改性的有机化改性海泡石粉体产品。该改性粉体补强丁苯橡胶的制备方法如下：
将100g的丁苯橡胶放入混炼机(ty-160双辊炼胶机江都市天源实验机械有限公司)塑炼包辊，依次加入不同质量分数(单位：分)：防老剂2、氧化锌3、硬脂酸2.5、改性海泡石粉体100、硫化促进剂cz2.5、促进剂tmtd1.2、芳烃油5等进行混炼，最后加入硫磺2.5。经倒胶、打包后，出片，放置24h后用平板硫化机进行样品的硫化，硫化时间为无转子硫化仪测得的正硫化时间t90，然后用电子万能拉力机测试其力学性能。其结果见表1.
实施例3
将1kgd50小于10μm的海泡石矿粉在搅拌速度500rpm条件下加入15l水中，搅拌30min，停止搅拌，形成均匀的分散矿浆。自然沉降12h后，虹吸法吸出上层悬浮矿浆。放入离心罐中，离心机转速为1500rpm条件下，离心5min，倒出、合并上层悬浮的矿浆，就得到提纯矿浆。然后洗净去除沉渣后的离心罐，倒入提纯矿浆，再次放到离心机中，设定离心机转速为4500rpm，离心8min，倒出上清液，刮出下部浓稠泥浆搅匀，就得到取提纯后海泡石的浓缩矿浆，浓缩矿浆的固含量为30％，其密度为1.18g/ml；
取提纯后海泡石固含量为约为30％的浓缩精矿浆500ml于2l烧杯中，该矿浆含有177g的海泡石固体，其测得矿浆的初始zeta电位-0.25mv，在转速为300rpm的搅拌状态下，将含有100g/l六偏磷酸钠的0.5％盐酸复合矿浆调节剂滴入矿浆，直至矿浆的zeta电位至接近0.0mv时停止滴加。
保持搅拌机转速仍为300rpm，然后加入用6.0ml环己烷稀释溶解的2.0ml异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯和0.85ml聚山梨酯制成的复合有机化试剂，然后再调整转速到8000rpm搅拌6min后，1800w超声波处理6min后，微波加热到矿浆温度为60℃后保温5min，用泥浆泵将矿浆泵入真空均质乳化罐设备(hzj-10)，在罐内压力为3×10-3pa的料筒中，启动设备，循环均质三次后，排出的矿浆引入喷嘴口径为1.2mm，空气压力0.3mpa，流量500l/min，矿浆喷出量360ml/min的喷枪储料罐中，进行气流喷雾，在高速气流带动矿浆喷出后，形成微细粒雾滴，雾滴在高速气流带动下进入温度为150℃的回转干燥窑中脱水、再烘干60min，用布袋收尘，经密封包装，就得到具有补强橡胶功能的钛酸酯偶联剂改性的有机化改性海泡石粉体产品。该改性粉体补强氯丁橡胶的制备方法如下：
将100g的氯丁橡胶放入混炼机(ty-160双辊炼胶机江都市天源实验机械有限公司)塑炼包辊，依次加入不同质量分数(单位：分)：防老剂3、氧化锌5、石蜡1、氧化镁4、硬脂酸1.5、改性海泡石粉体100、硫化促进剂cz2.5、促进剂tmtd1.2、菜籽油5、芳烃油5等进行混炼，最后加入硫磺2.5。经倒胶、打包后，出片，放置24h后用平板硫化机进行样品的硫化，硫化时间为无转子硫化仪测得的正硫化时间t90，然后用电子万能拉力机测试其力学性能。其结果见表1.
实施例4
将1kgd50小于10μm的海泡石矿粉在搅拌速度500rpm条件下加入15l水中，搅拌30min，停止搅拌，形成均匀的分散矿浆。自然沉降12h后，虹吸法吸出上层悬浮矿浆。放入离心罐中，离心机转速为1500rpm条件下，离心5min，倒出、合并上层悬浮的矿浆，就得到提纯矿浆。然后去除沉渣后的离心罐洗净，倒入提纯矿浆，再次放到离心机中，设定离心机转速为4500rpm，离心7min，倒出上清液，刮出下部浓稠泥浆搅匀，就得到取提纯后海泡石的浓缩矿浆，经测定该浓缩矿浆的固含量为26.1％，其密度为1.15g/ml；
取提纯后海泡石固含量为约为26.1％的浓缩精矿浆500ml于2l烧杯中，该矿浆含有150g的海泡石固体，其测得矿浆的初始zeta电位-0.23mv，在转速为300rpm的搅拌状态下，将含有10g/l六偏磷酸钠和20g/l磷酸二氢钙的2％盐酸复合矿浆调节剂滴入矿浆，直至矿浆的zeta电位至接近0.0mv时停止滴加。
保持搅拌机转速仍为300rpm，然后加入用69ml丙酮稀释溶解的5.0mln-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和1.0ml聚山梨酯制成的复合有机化试剂，然后再调整转速到2500rpm搅拌10min后，1800w超声波处理8min后，微波加热到矿浆温度为35℃后保温10min，用泥浆泵将矿浆泵入真空均质乳化罐设备(hzj-10)，在罐内压力为8×10-2pa用泥浆泵将矿浆泵入真空减压均质机的料筒中，启动设备，循环均质三次后，排出的矿浆引入喷嘴口径为1.5mm，空气压力0.3mpa，流量500l/min，矿浆喷出量460ml/min的喷枪储料罐中，进行气流喷雾，在高速气流带动矿浆喷出后，形成微细粒雾滴，雾滴在高速气流带动下进入温度为105℃的回转干燥窑中脱水、再烘干100min，用布袋收尘，经密封包装，就得到具有补强橡胶功能的偶联剂改性的有机化改性海泡石粉体产品。该改性粉体补强顺丁橡胶的制备方法如下：
将100g的顺丁橡胶放入混炼机(ty-160双辊炼胶机江都市天源实验机械有限公司)塑炼包辊，依次加入不同质量分数(单位：分)：防老剂3、氧化锌5、石蜡1、硬脂酸1.5、改性海泡石粉体100、硫化促进剂cz2.5、促进剂tmtd1.2、芳烃油5等进行混炼，最后加入硫磺2.0。经倒胶、打包后，出片，放置24h后用平板硫化机进行样品的硫化，硫化时间为无转子硫化仪测得的正硫化时间t90，然后用电子万能拉力机测试其力学性能。其结果见表1.
实施例5
将1kgd50小于10μm的海泡石矿粉在搅拌速度500rpm条件下加入15l水中，搅拌30min，停止搅拌，形成均匀的分散矿浆。自然沉降12h后，虹吸法吸出上层悬浮矿浆。放入离心罐中，离心机转速为1500rpm条件下，离心5min，倒出、合并上层悬浮的矿浆，就得到提纯矿浆。然后去除沉渣后的离心罐洗净，倒入提纯矿浆，再次放到离心机中，设定离心机转速为4500rpm，离心3min，倒出上清液，刮出下部浓稠泥浆搅匀，就得到取提纯后海泡石的浓缩矿浆，浓缩矿浆的固含量为10％，其密度为1.05g/ml；取提纯后海泡石固含量为约为10％的浓缩精矿浆500ml于2l烧杯中，该矿浆含有52.5g的海泡石固体，其测得矿浆的初始zeta电位-0.12mv，在转速为300rpm的搅拌状态下，将含有10g/l六偏磷酸钠和20g/l磷酸二氢钙的2％盐酸复合矿浆调节剂滴入矿浆，直至矿浆的zeta电位至接近0.0mv时停止滴加。
保持搅拌机转速仍为300rpm，然后加入用15ml无水乙醇稀释溶解的5ml3-巯丙基三甲氧基硅烷和0.5g十六烷基三甲基溴化铵制成的复合有机化试剂，然后再调整转速到5000rpm搅拌10min后，1800w超声波处理5min后，微波加热到矿浆温度为45℃后保温6min，用泥浆泵将矿浆泵入真空均质乳化罐设备(hzj-10)，在罐内压力为1×10-3pa用泥浆泵将矿浆泵入真空减压均质机的料筒中，启动设备，循环均质三次后，排出的矿浆引入喷嘴口径为1.5mm，空气压力0.3mpa，流量400l/min，矿浆喷出量450ml/min的喷枪储料罐中，进行气流喷雾，在高速气流带动矿浆喷出后，形成微细粒雾滴，雾滴在高速气流带动下进入温度为200℃的回转干燥窑中脱水、再烘干30min，用布袋收尘，经密封包装，就得到具有补强橡胶功能的偶联剂改性的有机化改性海泡石粉体产品。该改性粉体补强丁腈橡胶的制备方法如下：
将100g的丁腈橡胶放入双辊混炼机(ty-160双辊炼胶机江都市天源实验机械有限公司)塑炼包辊，依次加入不同质量分数(单位：分)：防老剂3.0、氧化锌3.5、石蜡2、硬脂酸1.5、改性海泡石粉体100、硫化促进剂cz1.5、促进剂tmtd1.2、芳烃油5等进行混炼，最后加入硫磺2.0。经倒胶、打包后，出片，放置24h后用平板硫化机进行样品的硫化，硫化时间为无转子硫化仪测得的正硫化时间t90，然后用电子万能拉力机测试其力学性能。其结果见表1.
实施例6
将1kgd50小于10μm的海泡石矿粉在搅拌速度500rpm条件下加入15l水中，搅拌30min，停止搅拌，形成均匀的分散矿浆。自然沉降12h后，虹吸法吸出上层悬浮矿浆。放入离心罐中，离心机转速为1500rpm条件下，离心5min，倒出、合并上层悬浮的矿浆，就得到提纯矿浆。然后去除沉渣后的离心罐洗净，倒入提纯矿浆，再次放到离心机中，设定离心机转速为4500rpm，离心4min，倒出上清液，刮出下部浓稠泥浆搅匀，就得到取提纯后海泡石的浓缩矿浆,浓缩矿浆的固含量为14.8％，其密度为1.08g/ml。
取提纯后海泡石固含量为约为14.8％的浓缩精矿浆500ml于2l烧杯中，该矿浆含有80g的海泡石固体，其测得矿浆的初始zeta电位-0.16mv，在转速为300rpm的搅拌状态下，将含有10g/l焦磷酸钠和20g/l磷酸二氢钠的1％盐酸复合矿浆调节剂滴入矿浆，直至矿浆的zeta电位至接近0.0mv时停止滴加。
保持搅拌机转速仍为300rpm，然后加入用15ml异丙醇稀释溶解的5.0ml二苯基二甲氧基硅烷和1.0g十二烷基磺酸钠制成的复合有机化试剂，然后调整转速到5000rpm搅拌10min后，1800w超声波处理5min后，微波加热到矿浆温度为55℃后保温6min，用泥浆泵将矿浆泵入真空均质乳化罐设备(hzj-10)，在罐内压力为1×10-3pa用泥浆泵将矿浆泵入真空减压均质机的料筒中，启动设备，循环均质三次后，排出的矿浆引入喷嘴口径为1.2mm，空气压力0.3mpa，流量400l/min，矿浆喷出量350ml/min的喷枪储料罐中，进行气流喷雾，在高速气流带动矿浆喷出后，形成微细粒雾滴，雾滴在高速气流带动下进入温度为220℃的回转干燥窑中脱水、再烘干30min，用布袋收尘，经密封包装，就得到具有补强橡胶功能的偶联剂改性的有机化改性海泡石粉体产品。该改性粉体补强三元乙丙橡胶的制备方法如下：
将100g的三元乙丙橡胶放入双辊混炼机(ty-160双辊炼胶机江都市天源实验机械有限公司)塑炼包辊，依次加入不同质量分数(单位：分)：防老剂2.5、氧化锌3、硬脂酸2.5、改性海泡石粉体100、硫化促进剂cz1.5、促进剂tmtd1、芳烃油3.5等进行混炼，最后加入硫磺2.5。经倒胶、打包后，出片，放置24h后用平板硫化机进行样品的硫化，硫化时间为无转子硫化仪测得的正硫化时间t90，然后用电子万能拉力机测试其力学性能。其结果见表1.
实施例7
将1kgd50小于10μm的凹凸棒石矿粉在搅拌速度500rpm条件下加入15l水中，搅拌30min，停止搅拌，形成均匀的分散矿浆。自然沉降12h后，虹吸法吸出上层悬浮矿浆。放入离心罐中，离心机转速为1500rpm条件下，离心5min，倒出、合并上层悬浮的矿浆，就得到提纯矿浆。然后去除沉渣后的离心罐洗净，倒入提纯矿浆，再次放到离心机中，设定离心机转速为4500rpm，离心5min，倒出上清液，刮出下部浓稠泥浆搅匀，就得到取提纯后凹凸棒石的浓缩矿浆，测定该矿浆的密度为1.10g/ml，浓缩矿浆的固含量为18.5％；
取提纯后固含量为约为18.5％的凹凸棒石浓缩精矿浆500ml于2l烧杯中，该矿浆含有101.8g的凹凸棒石固体，其测得矿浆的初始zeta电位-0.25mv，在转速为300rpm的搅拌状态下，将含有10g/l焦磷酸钠和20g/l磷酸二氢钠的1％盐酸复合矿浆调节剂滴入矿浆，直至矿浆的zeta电位至接近0.0mv时停止滴加。
保持搅拌机转速仍为300rpm，然后加入用50ml异丙醇稀释溶解1.0ml3-巯丙基三甲氧基硅烷和1.0g十六烷基苯磺酸钠制成的复合有机化试剂，然后调整转速到8000rpm搅拌10min后，1800w超声波处理5min后，微波加热到矿浆温度为55℃后保温6min，用泥浆泵将矿浆泵入真空均质乳化罐设备(hzj-10)，在罐内压力为6×10-3pa用泥浆泵将矿浆泵入真空减压均质机的料筒中，启动设备，循环均质三次后，排出的矿浆引入喷嘴口径为1.2mm，空气压力0.3mpa，流量400l/min，矿浆喷出量350ml/min的喷枪储料罐中，进行气流喷雾，在高速气流带动矿浆喷出后，形成微细粒雾滴，雾滴在高速气流带动下进入温度为220℃的回转干燥窑中脱水、再烘干30min，用布袋收尘，经密封包装，就得到具有补强橡胶功能的偶联剂改性的有机化改性凹凸棒石粉体产品。该改性粉体补强三元乙丙橡胶的制备方法如下：
将100g的三元乙丙橡胶放入双辊混炼机(ty-160双辊炼胶机江都市天源实验机械有限公司)塑炼包辊，依次加入不同质量分数(单位：分)：防老剂3.5、氧化锌3、硬脂酸2.0、改性凹凸棒石粉体100、硫化促进剂cz1.5、促进剂tmtd1、芳烃油3.5等进行混炼，最后加入硫磺2.5。经倒胶、打包后，出片，放置24h后用平板硫化机进行样品的硫化，硫化时间为无转子硫化仪测得的正硫化时间t90，然后用电子万能拉力机测试其力学性能。其结果见表1.
实施例8
将1kgd50小于10μm的蒙脱石矿粉在搅拌速度500rpm条件下加入10l水中，搅拌30min，停止搅拌，形成均匀的分散矿浆。自然沉降12h后，虹吸法吸出上层悬浮矿浆。放入离心罐中，离心机转速为1200rpm条件下，离心5min，倒出、合并上层悬浮的矿浆，就得到提纯矿浆。然后去除沉渣后的离心罐洗净，倒入提纯矿浆，再次放到离心机中，设定离心机转速为3500rpm，离心6min，倒出上清液，刮出下部浓稠泥浆搅匀，就得到取提纯后蒙脱石的浓缩矿浆，经测定该矿浆的密度为1.11g/ml，浓缩矿浆的固含量为20.2％；
取提纯后固含量为约为20.2％的蒙脱石浓缩精矿浆500ml于2l烧杯中，该矿浆含有112.1g的蒙脱石固体，其测得矿浆的初始zeta电位-0.18mv，在转速为300rpm的搅拌状态下，将含有10g/l六偏磷酸钠和20g/l磷酸二氢钙的2％盐酸复合矿浆调节剂滴入矿浆，直至矿浆的zeta电位至接近0.0mv时停止滴加。
保持搅拌机转速仍为300rpm，然后加入用30ml异丙醇稀释溶解的5.0ml二苯基二甲氧基硅烷和1.0g十二烷基磺酸钠制成的复合有机化试剂，然后再调整转速到7000rpm搅拌10min后，1800w超声波处理5min后，微波加热到矿浆温度为60℃后保温6min，用泥浆泵将矿浆泵入真空均质乳化罐设备(hzj-10)，在罐内压力为3×10-3pa用泥浆泵将矿浆泵入真空减压均质机的料筒中，启动设备，循环均质三次后，排出的矿浆引入喷嘴口径为1.2mm，空气压力0.3mpa，流量400l/min，矿浆喷出量350ml/min的喷枪储料罐中，进行气流喷雾，在高速气流带动矿浆喷出后，形成微细粒雾滴，雾滴在高速气流带动下进入温度为220℃的回转干燥窑中脱水、再烘干30min，用布袋收尘，经密封包装，就得到具有补强橡胶功能的偶联剂改性的有机化改性蒙脱石粉体产品。该改性粉体补强丁苯橡胶的制备方法如下：
将100g的丁苯橡胶放入双辊混炼机(ty-160双辊炼胶机江都市天源实验机械有限公司)塑炼包辊，依次加入不同质量分数(单位：分)：防老剂2.5、氧化锌3、硬脂酸2.5、改性蒙脱石粉体100、硫化促进剂cz2.0、促进剂tmtd1、芳烃油3.5等进行混炼，最后加入硫磺2.5。经倒胶、打包后，出片，放置24h后用平板硫化机进行样品的硫化，硫化时间为无转子硫化仪测得的正硫化时间t90，然后用电子万能拉力机测试其力学性能。其结果见表1.
实施例9
将1kgd50小于10μm的高岭石矿粉在搅拌速度500rpm条件下加入10l水中，搅拌30min，停止搅拌，形成均匀的分散矿浆。自然沉降2h后，虹吸法吸出上层悬浮矿浆。放入离心罐中，离心机转速为500rpm条件下，离心5min，倒出、合并上层悬浮的矿浆，就得到提纯矿浆。然后去除沉渣后的离心罐洗净，倒入提纯矿浆，再次放到离心机中，设定离心机转速为2500rpm，离心4min，倒出上清液，刮出下部浓稠泥浆搅匀，就得到取提纯后高岭石的浓缩矿浆，经测定该矿浆的密度为1.12g/ml，浓缩矿浆的固含量为18.6％；
取提纯后高岭石固含量为约为18.6％的浓缩精矿浆500ml于2l烧杯中，该矿浆含有104.0g的高岭石固体，其测得矿浆的初始zeta电位-0.22mv，在转速为300rpm的搅拌状态下，将含有0.5g/l磷酸二氢钠和0.5g/l磷酸二氢钾的3％盐酸复合矿浆调节剂滴入矿浆，直至矿浆的zeta电位至接近0.0mv时停止滴加。
保持搅拌机转速仍为300rpm，然后加入用50ml异丙醇稀释溶解的1.0ml双(三乙氧基硅基丙基)二硫化物和1.0g十二烷基三甲基溴化铵制成的复合有机化试剂，然后再调整转速到9000rpm搅拌10min后，1800w超声波处理5min后，微波加热到矿浆温度为50℃后保温6min，用泥浆泵将矿浆泵入真空均质乳化罐设备(hzj-10)，在罐内压力为2×10-3pa用泥浆泵将矿浆泵入真空减压均质机的料筒中，启动设备，循环均质三次后，排出的矿浆引入喷嘴口径为1.2mm，空气压力0.3mpa，流量400l/min，矿浆喷出量350ml/min的喷枪储料罐中，进行气流喷雾，在高速气流带动矿浆喷出后，形成微细粒雾滴，雾滴在高速气流带动下进入温度为220℃的回转干燥窑中脱水、再烘干30min，用布袋收尘，经密封包装，就得到具有补强橡胶功能的偶联剂改性的有机化改性高岭石粉体产品。该改性粉体补强天然橡胶的制备方法如下：
将100g的天然橡胶放入双辊混炼机(ty-160双辊炼胶机江都市天源实验机械有限公司)塑炼包辊，依次加入不同质量分数(单位：分)：防老剂2.5、氧化锌3、硬脂酸2.0、改性高岭石粉体100、硫化促进剂cz1.5、促进剂tmtd1、芳烃油3.5等进行混炼，最后加入硫磺2.5。经倒胶、打包后，出片，放置24h后用平板硫化机进行样品的硫化，硫化时间为无转子硫化仪测得的正硫化时间t90，然后用电子万能拉力机测试其力学性能。其结果见表1.
实施例10
将1kgd50小于10μm的伊利石矿粉在搅拌速度500rpm条件下加入10l水中，搅拌30min，停止搅拌，形成均匀的分散矿浆。自然沉降3h后，虹吸法吸出上层悬浮矿浆。放入离心罐中，离心机转速为1000rpm条件下，离心5min，倒出、合并上层悬浮的矿浆，就得到提纯矿浆。然后去除沉渣后的离心罐洗净，倒入提纯矿浆，再次放到离心机中，设定离心机转速为3000rpm，离心4min，倒出上清液，刮出下部浓稠泥浆搅匀，就得到取提纯后伊利石的浓缩矿浆经测定该矿浆的密度为1.13g/ml，浓缩矿浆的固含量为19.5％；
取提纯后伊利石固含量为约为19.5％的浓缩精矿浆500ml于2l烧杯中，该矿浆含有110g的海泡石固体，其测得矿浆的初始zeta电位-0.23mv，在转速为300rpm的搅拌状态下，将含有10g/l焦磷酸钠和20g/l磷酸二氢钠的1％盐酸复合矿浆调节剂滴入矿浆，直至矿浆的zeta电位至接近0.0mv时停止滴加。
保持搅拌机转速仍为300rpm，然后加入用50ml无水乙醇稀释溶解的5.0mlγ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和0.25g十六烷基苯磺酸钠制成的复合有机化试剂，然后调整转速到8000rpm搅拌10min后，1800w超声波处理5min后，微波加热到矿浆温度为55℃后保温6min，用泥浆泵将矿浆泵入真空均质乳化罐设备(hzj-10)，在管内压力为5×10-2pa用泥浆泵将矿浆泵入真空减压均质机的料筒中，启动设备，循环均质三次后，排出的矿浆引入喷嘴口径为1.2mm，空气压力0.3mpa，流量400l/min，矿浆喷出量350ml/min的喷枪储料罐中，进行气流喷雾，在高速气流带动矿浆喷出后，形成微细粒雾滴，雾滴在高速气流带动下进入温度为220℃的回转干燥窑中脱水、再烘干30min，用布袋收尘，经密封包装，就得到具有补强橡胶功能的偶联剂改性的有机化改性伊利石粉体产品。该改性粉体补强三元乙丙橡胶的制备方法如下：
将100g的三元乙丙橡胶放入双辊混炼机(ty-160双辊炼胶机江都市天源实验机械有限公司)塑炼包辊，依次加入不同质量分数(单位：分)：防老剂2.5、氧化锌3、硬脂酸2.5、改性伊利石粉体100、硫化促进剂cz1.5、促进剂tmtd1、芳烃油3.5等进行混炼，最后加入硫磺2.5。经倒胶、打包后，出片，放置24h后用平板硫化机进行样品的硫化，硫化时间为无转子硫化仪测得的正硫化时间t90，然后用电子万能拉力机测试其力学性能。其结果见表1.
表1不同实施例所得改性海泡石粉体的参数和补强橡胶的效果
通过表1的数据说明，利用本发明改性的粘土矿物，其粒径小于3μm，表面能由改性前的100mj/m2以上，大幅下降到30mj/m2左右，接近橡胶等高分子材料，根据“相似相容”理论，表面改性粘土矿物具有补强高分子材料的潜质。实验数据也证明，在总填充分数为100分的条件下，得到的补强复合橡胶的性能非常优异，许多性能高于有关研究报告中炭黑填料的补强效果。由此我们可以知道，经过有机化改性后的海泡石及其他类型的粘土矿物，由于颗粒间的松散堆积、黏连性减少，堆密度大幅减少，分散性和流动性提高。该填料添加到橡胶的混炼过程中，吃粉速度快，分散的均匀。同时，表面有机化使其吸附空气中水分的能力下降，填料含水率降低，有利于减少填充橡胶在高温硫化过程中发生鼓泡的可能性，从而保证填充橡胶的品质。最终制备出与橡胶基体亲和性好、易于均匀分散在橡胶基体中的高品质补强填料。
本发明未尽事宜为公知技术。