本发明涉及硅灰石，尤其涉及一种高长径比的改性硅灰石及其制备方法和应用。
背景技术：
1、硅灰石属于一种链状偏硅酸盐，呈纤维状、针状。由于其特殊的晶体形态结晶结构决定了其性质，硅灰石具有良好的绝缘性，同时具有很高的白度、良好的介电性能和较高的耐热、耐候性能，且成本较低。同时片状模塑料(smc)和块状模塑料(bmc)一般用于制造低端的复合材料制品，成本控制较为严格。因此，将硅灰石应用到片状模塑料(smc)和块状模塑料(bmc)中在可以提高制品的阻燃性能和绝缘性能的同时还可以保证成本的降低。但是如果直接将硅灰石加入到配方体系中，和树脂体系会存在相容性差的问题；另外硅灰石在机械加工的过程中可能会存在针状结构被破坏的情况。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种高长径比的改性硅灰石及其制备方法和应用，所述制备方法制备得到的高长径比的改性硅灰石具有较高的长径比，可以改善其在树脂基体中的相容性。
2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
3、本发明提供了一种高长径比的改性硅灰石的制备方法，包括以下步骤：
4、将硅灰石悬浮液、分散剂和硝酸钙溶液混合后，加入硅酸钠溶液，进行包覆，得到无定形硅酸钙包覆的硅灰石；
5、将所述无定形硅酸钙包覆的硅灰石进行煅烧，得到高长径比硅灰石纤维；
6、将所述高长径比硅灰石和过渡金属离子溶液混合，进行改性处理后，得到所述高长径比的改性硅灰石。
7、优选的，所述硅灰石悬浮液的质量浓度为30～60％；
8、所述硅灰石悬浮液中硅灰石的粒度为325～800目；
9、所述硝酸钙溶液和硅酸钠溶液的浓度独立的为50～150mol/l。
10、优选的，所述硝酸钙溶液中的硝酸钙和硅酸钠溶液中的硅酸钠的摩尔比为1:1；
11、所述硝酸钙溶液中的硝酸钙与所述硅灰石悬浮液中的硅灰石的摩尔比为(2～3)：1；
12、所述包覆的温度为20～40℃。
13、优选的，所述分散剂包括无机分散剂或有机分散剂；
14、所述无机分散剂包括硅酸盐类分散剂和/或碱金属磷酸盐类分散剂；
15、所述有机分散剂包括三乙基己基磷酸、纤维素衍生物、十二烷基硫酸钠和脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或几种；
16、所述分散剂占所述硅灰石悬浮液中硅灰石的质量百分数为1～5％。
17、优选的，所述煅烧的温度为800～1100℃，保温时间为1～5h。
18、优选的，所述过渡金属离子溶液的浓度为100～150mol/l；
19、所述过渡金属离子溶液中的过渡金属离子与高长径比硅灰石的摩尔比为(1～3)：1。
20、优选的，所述过渡金属离子溶液中的过渡金属离子为钛离子、铬离子、钴离子、镍离子、铜离子、锌离子和稀土离子中的一种或几种；
21、所述改性处理在搅拌的条件下进行，所述改性处理的温度为100～130℃，搅拌的转速为500～2000rpm。
22、优选的，所述改性处理后，还包括将所述改性处理得到的浆料与改性剂混合后，进行改性；
23、所述改性剂的官能团包括酰胺基、羧酸基、酯基和胺基中的一种或几种。
24、本发明还提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的高长径比的改性硅灰石，所述高长径比的改性硅灰石的长径比为(12～18)：1；
25、所述高长径比的改性硅灰石中高长径比硅灰石表面的羟基和过渡金属离子之间通过配位键的形式连接。
26、本发明还提供了上述技术方案所述的高长径比的改性硅灰石在模塑料中的应用。
27、本发明提供了一种高长径比的改性硅灰石的制备方法，包括以下步骤：将硅灰石悬浮液、分散剂和硝酸钙溶液混合后，加入硅酸钠溶液，进行包覆，得到无定形硅酸钙包覆的硅灰石；将所述无定形硅酸钙包覆的硅灰石进行煅烧，得到高长径比硅灰石纤维；将所述高长径比硅灰石和过渡金属离子溶液混合，进行改性处理后，得到所述高长径比的改性硅灰石。本发明以硅灰石为成核剂，以硅酸钠和硝酸钙为反应原料，经过高温煅烧，诱导其晶体在原有硅灰石长度方向上生长，通过异相成核，提高原生硅灰石的长径比，得到高长径比硅灰石；再对所述高长径比硅灰石进行表面改性，改性后的表面能够与基体树脂形成配位键，从而提高了与基体树脂的相容性，能够改善基体树脂的综合性能；同时，利用所述制备反方制备得到的高长径比的改性硅灰石可以部分代替或全部代替smc和bmc中的玻璃纤维，其成本可以大幅下降。
1.一种高长径比的改性处理硅灰石的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅灰石悬浮液的质量浓度为30～60％；
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述硝酸钙溶液中的硝酸钙和硅酸钠溶液中的硅酸钠的摩尔比为1:1；
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述分散剂包括无机分散剂或有机分散剂；
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为800～1100℃，保温时间为1～5h。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述过渡金属离子溶液的浓度为100～150mol/l；
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述过渡金属离子溶液中的过渡金属离子为钛离子、铬离子、钴离子、镍离子、铜离子、锌离子和稀土离子中的一种或几种；
8.如权利要求1或7所述的制备方法，其特征在于，所述改性处理后，还包括将所述改性处理得到的浆料与改性剂混合后，进行改性；
9.权利要求1～8任一项所述的制备方法制备得到的高长径比的改性硅灰石，其特征在于，所述高长径比的改性硅灰石的长径比为(12～18)：1；
10.权利要求9所述的高长径比的改性硅灰石在模塑料中的应用。