专利名称：干法生产微米、亚微米有机非金属矿物、功能性母料的方法
技术领域：
本发明涉及一种微米、亚微米有机非金属矿物的制造方法。
背景技术：
近几十年来，非金属矿物在许多领域得到广泛应用，如涂料、塑料、橡胶、造纸、化工、医药等。由于非金属矿物分布广，价格低廉，而活性非金属矿物在聚合物工业中用量最大。目前用于聚合物的活性非金属矿物品种主要有碳酸钙、珍珠岩、石英、蛭石、浮石、蓝晶石、硅线石、红柱石、叶腊石、白云石、水镁石、菱镁矿、橄槛石、锆英石、铝矾石、高岭土、长石、金刚石、石榴石、刚玉、滑石、沸石、硅藻土、凹凸棒石、海泡石、伊利石、累托石，所用的活化剂为硬脂酸、酞酸脂偶联剂、铝酸脂偶联剂、硅烷偶联剂、有机铬偶联剂、锆类偶联剂、锡酸脂、硼酸脂偶联剂等两性物质，活性设备主要采用高速混合机，改性机等设备，无法达到100％的改性效果，而且高速混合机、改行机的能量有限，无法让非金属矿物粒子产生强固的化学键，因此影响了填充聚合物的效果。
本发明采用非金属矿物原矿、多官能团有机化合物、将无机物有机化引入破碎、研磨、整理、分级的全过程，本发明是利用研磨系统工作过程中，产生的高温高压条件下，非金属矿物粒子在不断细化过程中与多官能团有机化合物分子的基团产生化学反应，实现无机物/有机物的动态分散反应聚合，生成强固的化学键，所制备的微米、亚微米有机非金属矿物实现了100％有机化，其有机物的特性在熔融、塑化过程中于聚合物分子反应，缠绕，从而使两种不同特性的物质牢固结合，让聚合物制品在高填充的状态下保留了良好的光亮度、拉伸强度、冲击强度、弹性模量、入料流动性、加工润滑性，并利用有机非金属矿物生产出高填充、低成本薄膜专用功能填充母料，注塑专用功能填充母料，吹瓶专用功能填充母料，拉丝专用填充母料，多功能填充母料。
本发明生产出来的超微细有机碳酸钙粉体，用于聚合物的填充改性，在添加10份-100份时聚合物除保留原有的机械学性能外还改善了下述性能1，提高加工性能，如改善流动性；2，提高塑料耐侯性能；3，提高塑料制品的机械性能，如拉伸强度、冲击强度、弯曲强度、断裂伸长率等；4，提高塑料制品热性能，如提高热变形温度，导热系数和耐燃性，降低热膨胀系数和比热；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稳定性。
本发明所述的研磨机是球磨机、振动研磨机、搅拌磨机、行星式球磨机；分级机是回转叶片型风力分级机、转子型风力分级机、轮筐式风力分级机、多次气流分级机、旋转叶片式分级机、涡轮式气流分级机、多轮超细分级机、有效碰撞分级机、惯性分级机；造粒机是开放式塑炼机、单螺杆挤出机、双转子连续混炼机、密炼机、塑料造粒辅；本发明的100％有机化的检测方法是用一杯清水，将有机粉体弹入水中，观察其在水中是否迅速扩散形成一层薄膜，是否有白色粉团，如有白色粉团即有机化未达100％，扩散慢则有机化效果差，扩散快则有机化效果好。研磨温度为50℃-200℃，所用的非金属矿物为碳酸钙、珍珠岩、石英、蛭石、浮石、蓝晶石、硅线石、红柱石、叶腊石、白云石、水镁石、菱镁矿、橄榄石、锆英石、铝矾石、高岭土、长石、硅灰石、霞石正长岩、透辉石、萤石、重晶石、明矾石、天青石、石棉、石墨、云母、石榴石、刚玉、滑石、沸石、硅藻土、凹凸棒石、海泡石、伊利石、累托石，多官能团有机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、马来酸酐、硬脂酸、酞酸脂偶联剂、铝酸脂偶联剂、硅烷偶联剂、有机铬偶联剂、锆类偶联剂、锡酸脂、磷酸脂、硼酸脂偶联剂、双马来酰亚胺、甲苯硅油、苯甲基硅油、乙基硅油、二辛脂，选择上述助剂0.01-50份，制得1#油、2#油、3#油、4#油、5#油、6#油、7#油、8#油并分别用于非金属矿物的有机化处理，添加量为0.3％-8％。基体树脂是PP PE ABSPS EVA PVC等聚合物，添加量为10-20份。塑料添加剂是PE蜡、抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、内润滑剂，添加量为0.1-5份。
权利要求
1.一种干法生产微米、亚微米有机非金属矿物、功能性母料的方法，采用非金属矿物原矿、多官能团有机化合物、将无机物有机化引入破碎、研磨、整理、分级的全过程，实现无机物/有机物的动态分散反应聚合，所制备的微米、亚微米有机非金属矿物实现了100％有机化，其特征在于该方法对原料矿进行细磨加工的同时实现无机物/有机物的动态分散反应聚合，，具体的工艺过程包括如下的过程1)，原料矿经过预破碎，粉碎成小颗粒或预磨至325目以上，由提升机输送至原料料仓中储存。2)，原料通过定量，给料至研磨机进行研磨，研磨温度为50℃-200℃，同时在研磨机分段注入多官能团有机化合物。3)，经过研磨机超细研磨后矿粉负压输送至分级机进行分级、整理，粗粉经过螺旋输送机计量后，输送至研磨机进行再次研磨，细粉进入分级机分离器分离出产品1，更细粉则进入过滤除尘器收集后成为产品2。4)，一部分成品1和成品2分别储存于两种成品料仓中，并可以分别包装，一部分经输送机计量输送给搅拌罐，加入基体树脂及塑料添加剂。5)，经上料机进入造粒机造粒后进入正压管道、集料器冷却，再进入储存包装系统包装。
2.根据权利要求1中所述的干法生产微米、亚微米有机非金属矿物、功能性母料的方法，其特征在于产品1是细度为D97＝325目-6000目的细粉。
3.根据权利要求1中所述的干法生产微米、亚微米有机非金属矿物、功能性母料的方法，其特征在于产品2是细度为D97＝1250目-12000目的细粉。
4.根据权利要求1中所述的干法生产微米、亚微米有机非金属矿物、功能性母料的方法，其特征在于所述的研磨是球磨机、振动研磨机、搅拌磨机、行星式球磨机。
5.根据权利要求1中所述的干法生产微米、亚微米有机非金属矿物、功能性母料的方法，其特征在于分级机是回转叶片型风力分级机、转子型风力分级机、轮筐式风力分级机、多次气流分级机、旋转叶片式分级机、涡轮式气流分级机、多轮超细分级机、有效碰撞分级机、惯性分级机。
6.根据权利要求1中所述的干法生产微米、亚微米有机非金属矿物、功能性母料的方法，其特征在于造粒机是开放式塑练机、双螺杆挤出机、单螺杆挤出机、双转子连续混炼机、密炼机、塑料造粒辅机。
7.根据权利要求1中所述的干法生产微米、亚微米有机非金属矿物、功能性母料的方法，其特征在于所述的非金属矿物为碳酸钙、珍珠岩、石英、蛭石、浮石、蓝晶石、硅线石、红柱石、叶腊石、白云石、水镁石、菱镁矿、橄榄石、锆英石、铝矾石、高岭土、长石、硅灰石、霞石正长岩、透辉石、萤石、重晶石、明矾石、天青石、石棉、石墨、云母、石榴石、刚玉、滑石、沸石、硅藻土、凹凸棒石、海泡石、伊利石、累托石。
8.根据权利要求1中所述的干法生产微米、亚微米有机非金属矿物、功能性母料的方法，其特征在于所述的非金属矿物的有机化处理，是根据不同的非金属矿物选择多官能团有机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、马来酸酐、硬脂酸、酞酸脂偶联剂、铝酸脂偶联剂、硅烷偶联剂、有机铬偶联剂、锆类偶联剂、锡酸脂、磷酸脂、硼酸脂偶联剂、双马来酰亚胺、甲苯硅油、苯甲基硅油、乙基硅油、二辛脂，用量为0.01-50份制得1#油、2#油、3#油、4#油、5#油、并分别用于非金属矿物的有机化处理，添加量为0.3％-8％。
9.根据权利要求1中所述的干法生产微米、亚微米有机非金属矿物功能性母料的方法，其特征在于基体树脂是PP PE ABS PS EVA PVC聚合物，添加量为10-20份，塑料添加剂是PE蜡、抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、内润滑剂，添加量为0.1-5份。
全文摘要
本发明涉及一种微米、亚微米有机非金属矿物的制造方法。本发明采用非金属矿物原矿、多官能团有机化合物、将无机物有机化引入破碎、研磨、整理、分级的全过程，实现无机物/有机物的动态分散反应聚合，所制备的微米、亚微米有机非金属矿物实现了100％有机化，其有机的特性在熔融、塑化过程中，与聚合物分子反应，缠绕，从而使两种不同特征物质牢固结合，让聚合物制品在高填充的状态下保留良好的性能，并利用有机非金属矿物生产出高填充、低成本的多功能填充母料。
文档编号C09C1/00GK1451695SQ0311431
公开日2003年10月29日 申请日期2003年4月25日 优先权日2003年4月25日
发明者李柏荣 申请人:李柏荣