本发明涉及无机填料技术领域，具体涉及一种活性陶土及其制备方法。
背景技术
陶土在我国储量十分丰富，主要是指含有铁质而带黄褐、灰白、红紫等色调，并具有良好可塑性的黏土，矿物组成以蒙脱石、高岭土为主，从化学成分来说属于层状结晶铝硅酸盐，是一种重要的无机填料。广泛应用于塑料、橡胶等高分子聚合物的填充。随着复合材料工业的迅猛发展，人们对材料性能要求越来越高，陶土作为复合材料的补强填料，对其性能要求也是逐步提升，普通的陶土已经无法满足人们的需求。
为了改善陶土的功能特性、提高性能指标，对陶土活化工艺方法的研究已经成为一种行之有效的方法。研究表明，通过煅烧法、用物质对陶土进行改性可有效提升陶土的机械性能，然而，目前的活化工艺生产的陶土稳定性较差，且在性能方面仍然难以达到沉淀白炭黑的水平，以无法满足人们的使用需求。因此，需要提供一种活性陶土及其制备方法，使得生产的陶土性能优异，制备工艺简单，生产成本低。
技术实现要素：
为了解决上述背景中提到的问题，本发明目的在于提供一种活性陶土及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种活性陶土的制备方法，包括以下步骤：
（1）将改性陶土和贝壳粉混合均匀，煅烧后冷却至室温，粉碎，投入高速搅拌机内，加入氯化石蜡、硅烷偶联剂后，搅拌干燥，冷却至室温，使用伽马射线辐射；
（2）将步骤（1）得到的物料分散到去离子水中配置成悬浮液，采用碱性溶液调节ph值后加热，加入木质纤维，搅拌均匀，保温，放入真空容器中进行真空浸渍，加入活化剂，搅拌均匀，静止后蒸发干燥至恒重，即得。
作为本发明进一步的方案：所述活性陶土的制备方法，包括以下步骤：
（1）将改性陶土和贝壳粉混合均匀，在400~460℃煅烧2h，冷却至室温，粉碎，过200目筛后，投入高速搅拌机内，加入氯化石蜡、硅烷偶联剂，在100~180℃搅拌5~10min，使物料含水量降至10~15%，加入滑石粉在50~80℃搅拌15~30min，使物料含水量降至0.5~1%，冷却至室温，使用能量为8mev的伽马射线辐射10min；
（2）将步骤（1）得到的物料分散到去离子水中配置成重量份数15%的悬浮液，采用碱性溶液将悬浮液ph值调节至8.7，加热至60℃，加入木质纤维，搅拌均匀，保温30min，放入真空容器中进行真空浸渍30min，加入活化剂，搅拌均匀，静置15min后蒸发干燥至恒重，即得。
作为本发明进一步的方案：所述活性陶土的制备方法的碱性溶液为质量分数为8%的氢氧化钠溶液。
作为本发明进一步的方案：所述活性陶土的制备方法的活化剂为铝酸酯。
作为本发明进一步的方案：所述活性陶土的制备方法的改性陶土由以下按照重量份数原料组成：陶土50~70份，淤泥15~23份，双氧水8~15份，纤维素醚1~6份，蛭石粉15~26份，石墨烯5~12份，硫酸钠3~10份和山梨醇酐单棕榈酸酯1~5份。
作为本发明进一步的方案：所述活性陶土的制备方法的改性陶土由以下按照重量份数原料组成：陶土66份，淤泥19份，双氧水11份，纤维素醚5份，蛭石粉22份，石墨烯10份，硫酸钠7份和山梨醇酐单棕榈酸酯3份。
作为本发明进一步的方案：所述活性陶土的制备方法中改性陶土的制备方法包括以下步骤：将陶土粉碎过100目筛，加入双氧水、纤维素醚、山梨醇酐单棕榈酸酯，搅拌均匀，静置3h后加入淤泥、蛭石粉、石墨烯、硫酸钠，在高速搅拌机中搅拌10min，烘干即得。
一种活性陶土由如下按照重量份数的原料组成：改性陶土70~90份，贝壳粉10~18份，氯化石蜡3~12份，硅烷偶联剂1~6份，木质纤维素6~17份和活化剂2~9份。
作为本发明进一步的方案：所述活性陶土由如下按照重量份数的原料组成：改性陶土80份，贝壳粉12份，氯化石蜡7份，硅烷偶联剂5份，木质纤维素10份和活化剂6份。
本发明的活性陶土使用由淤泥、双氧水、纤维素醚、蛭石粉、石墨烯、硫酸钠和山梨醇酐单棕榈酸酯改性的改性陶土作为主要成分，在保证改性陶土具有良好机械性能的同时，生产成本较低，活性陶土中的木质纤维在碱性溶液中进行浸泡处理，能够有效提升木质纤维的韧性，进而提升活性陶土的延伸性，活化剂能使改性陶土表面活化，添加入橡胶材料时能和橡胶界面产生较强的相互作用，从而提升活性陶土的填充效果和补强性能，活性陶土在制备过程中使用伽马射线辐照，会使陶土分子间会形成三维微纳网络结构，使分子间结合更加稳定，进一步提升活性陶土的机械性能。各成分相互配合能有效提升活性陶土的机械性能，耐老化、耐腐蚀性能。该种活性陶土的制备方法工艺简单，适于工业化生产。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种活性陶土的制备方法，包括以下步骤：
（1）将改性陶土和贝壳粉混合均匀，在450℃煅烧2h，冷却至室温，粉碎，过200目筛后，投入高速搅拌机内，加入氯化石蜡、硅烷偶联剂，在160℃搅拌10min，使物料含水量降至15%，加入滑石粉在60℃搅拌30min，使物料含水量降至0.5%，冷却至室温，使用能量为8mev的伽马射线辐射10min；
（2）将步骤（1）得到的物料分散到去离子水中配置成重量份数15%的悬浮液，采用碱性溶液将悬浮液ph值调节至8.7，加热至60℃，加入木质纤维，搅拌均匀，保温30min，放入真空容器中进行真空浸渍30min，加入活化剂，搅拌均匀，静置15min后蒸发干燥至恒重，即得。
活性陶土的制备方法的碱性溶液为质量分数为8%的氢氧化钠溶液。
活性陶土的制备方法的活化剂为铝酸酯。
活性陶土的制备方法的改性陶土由以下按照重量份数原料组成：陶土66份，淤泥19份，双氧水11份，纤维素醚5份，蛭石粉22份，石墨烯10份，硫酸钠7份和山梨醇酐单棕榈酸酯3份。
活性陶土的制备方法中改性陶土的制备方法包括以下步骤：将陶土粉碎过100目筛，加入双氧水、纤维素醚、山梨醇酐单棕榈酸酯，搅拌均匀，静置3h后加入淤泥、蛭石粉、石墨烯、硫酸钠，在高速搅拌机中搅拌10min，烘干即得。
活性陶土由如下按照重量份数的原料组成：改性陶土80份，贝壳粉12份，氯化石蜡7份，硅烷偶联剂5份，木质纤维素10份和活化剂6份。
实施例2
本发明实施例中，一种活性陶土的制备方法，包括以下步骤：
（1）将改性陶土和贝壳粉混合均匀，在450℃煅烧2h，冷却至室温，粉碎，过200目筛后，投入高速搅拌机内，加入氯化石蜡、硅烷偶联剂，在160℃搅拌10min，使物料含水量降至15%，加入滑石粉在60℃搅拌30min，使物料含水量降至0.5%，冷却至室温，使用能量为8mev的伽马射线辐射10min；
（2）将步骤（1）得到的物料分散到去离子水中配置成重量份数15%的悬浮液，采用碱性溶液将悬浮液ph值调节至8.7，加热至60℃，加入木质纤维，搅拌均匀，保温30min，放入真空容器中进行真空浸渍30min，加入活化剂，搅拌均匀，静置15min后蒸发干燥至恒重，即得。
活性陶土的制备方法的碱性溶液为质量分数为8%的氢氧化钠溶液。
活性陶土的制备方法的活化剂为铝酸酯。
活性陶土的制备方法的改性陶土由以下按照重量份数原料组成：陶土50份，淤泥15份，双氧水8份，纤维素醚1份，蛭石粉15份，石墨烯5份，硫酸钠3份和山梨醇酐单棕榈酸酯1份。
活性陶土的制备方法中改性陶土的制备方法包括以下步骤：将陶土粉碎过100目筛，加入双氧水、纤维素醚、山梨醇酐单棕榈酸酯，搅拌均匀，静置3h后加入淤泥、蛭石粉、石墨烯、硫酸钠，在高速搅拌机中搅拌10min，烘干即得。
活性陶土由如下按照重量份数的原料组成：改性陶土70份，贝壳粉10份，氯化石蜡3份，硅烷偶联剂1份，木质纤维素6份和活化剂2份。
实施例3
本发明实施例中，一种活性陶土的制备方法，包括以下步骤：
（1）将改性陶土和贝壳粉混合均匀，在450℃煅烧2h，冷却至室温，粉碎，过200目筛后，投入高速搅拌机内，加入氯化石蜡、硅烷偶联剂，在160℃搅拌10min，使物料含水量降至15%，加入滑石粉在60℃搅拌30min，使物料含水量降至0.5%，冷却至室温，使用能量为8mev的伽马射线辐射10min；
（2）将步骤（1）得到的物料分散到去离子水中配置成重量份数15%的悬浮液，采用碱性溶液将悬浮液ph值调节至8.7，加热至60℃，加入木质纤维，搅拌均匀，保温30min，放入真空容器中进行真空浸渍30min，加入活化剂，搅拌均匀，静置15min后蒸发干燥至恒重，即得。
活性陶土的制备方法的碱性溶液为质量分数为8%的氢氧化钠溶液。
活性陶土的制备方法的活化剂为铝酸酯。
活性陶土的制备方法的改性陶土由以下按照重量份数原料组成：陶土70份，淤泥23份，双氧水15份，纤维素醚6份，蛭石粉26份，石墨烯12份，硫酸钠10份和山梨醇酐单棕榈酸酯5份。
活性陶土的制备方法中改性陶土的制备方法包括以下步骤：将陶土粉碎过100目筛，加入双氧水、纤维素醚、山梨醇酐单棕榈酸酯，搅拌均匀，静置3h后加入淤泥、蛭石粉、石墨烯、硫酸钠，在高速搅拌机中搅拌10min，烘干即得。
活性陶土由如下按照重量份数的原料组成：改性陶土90份，贝壳粉18份，氯化石蜡12份，硅烷偶联剂6份，木质纤维素17份和活化剂9份。
实施例4
本发明实施例中，一种活性陶土的制备方法，包括以下步骤：
（1）将改性陶土和贝壳粉混合均匀，在450℃煅烧2h，冷却至室温，粉碎，过200目筛后，投入高速搅拌机内，加入氯化石蜡、硅烷偶联剂，在160℃搅拌10min，使物料含水量降至15%，加入滑石粉在60℃搅拌30min，使物料含水量降至0.5%，冷却至室温，使用能量为8mev的伽马射线辐射10min；
（2）将步骤（1）得到的物料分散到去离子水中配置成重量份数15%的悬浮液，采用碱性溶液将悬浮液ph值调节至8.7，加热至60℃，加入木质纤维，搅拌均匀，保温30min，放入真空容器中进行真空浸渍30min，加入活化剂，搅拌均匀，静置15min后蒸发干燥至恒重，即得。
活性陶土的制备方法的碱性溶液为质量分数为8%的氢氧化钠溶液。
活性陶土的制备方法的活化剂为铝酸酯。
活性陶土的制备方法的改性陶土由以下按照重量份数原料组成：陶土60份，淤泥18份，双氧水10份，纤维素醚3份，蛭石粉20份，石墨烯8份，硫酸钠5份和山梨醇酐单棕榈酸酯2份。
活性陶土的制备方法中改性陶土的制备方法包括以下步骤：将陶土粉碎过100目筛，加入双氧水、纤维素醚、山梨醇酐单棕榈酸酯，搅拌均匀，静置3h后加入淤泥、蛭石粉、石墨烯、硫酸钠，在高速搅拌机中搅拌10min，烘干即得。
活性陶土由如下按照重量份数的原料组成：改性陶土75份，贝壳粉15份，氯化石蜡9份，硅烷偶联剂3份，木质纤维素8份和活化剂4份。
实施例5
本发明实施例中，一种活性陶土的制备方法，包括以下步骤：
（1）将改性陶土和贝壳粉混合均匀，在450℃煅烧2h，冷却至室温，粉碎，过200目筛后，投入高速搅拌机内，加入氯化石蜡、硅烷偶联剂，在160℃搅拌10min，使物料含水量降至15%，加入滑石粉在60℃搅拌30min，使物料含水量降至0.5%，冷却至室温，使用能量为8mev的伽马射线辐射10min；
（2）将步骤（1）得到的物料分散到去离子水中配置成重量份数15%的悬浮液，采用碱性溶液将悬浮液ph值调节至8.7，加热至60℃，加入木质纤维，搅拌均匀，保温30min，放入真空容器中进行真空浸渍30min，加入活化剂，搅拌均匀，静置15min后蒸发干燥至恒重，即得。
活性陶土的制备方法的碱性溶液为质量分数为8%的氢氧化钠溶液。
活性陶土的制备方法的活化剂为铝酸酯。
活性陶土的制备方法的改性陶土由以下按照重量份数原料组成：陶土68份，淤泥22份，双氧水9份，纤维素醚3份，蛭石粉17份，石墨烯11份，硫酸钠4份和山梨醇酐单棕榈酸酯4份。
活性陶土的制备方法中改性陶土的制备方法包括以下步骤：将陶土粉碎过100目筛，加入双氧水、纤维素醚、山梨醇酐单棕榈酸酯，搅拌均匀，静置3h后加入淤泥、蛭石粉、石墨烯、硫酸钠，在高速搅拌机中搅拌10min，烘干即得。
活性陶土由如下按照重量份数的原料组成：改性陶土85份，贝壳粉16份，氯化石蜡8份，硅烷偶联剂3份，木质纤维素14份和活化剂3份。
按照实施例1~5配方配置活性陶土，设置2组对照组，对照组1使用按照实施例1中改性陶土的制备方法制备的改性陶土，对照组2使用普通陶土，取相同质量的实施例1~5组的活性陶土、对照组1的改性陶土、对照组2的普通陶土分别填充相同质量、成分、经相同步骤和方法制备的橡胶材料，对各组橡胶材料性能进行测试，测试结果如表1所示。
表1各组橡胶材料性能
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。