專利名稱：含偶聯(lián)劑的改性硅白粉的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及工程塑料填充材料，特別涉及一種用于工程塑料填充材料的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉。
背景技術：
眾所周知塑料的各項性能指標是母體樹脂所提供的，但在工程中的應用具有一定的局限性、單一性，如何擴大塑料的應用范圍這就需要在塑料中加入填充材料使其成為工程塑料。
鈦白粉被公認為最好的塑料填充材料。鈦白粉作為戰(zhàn)略儲備物資，應用資源受到限制，近年來價格始終保持高位。對于鈦白粉的替代材料，人們進行了大量的材料和改性工藝方面的探索，取得了不少進展，但在遮蓋率和耐老化性能上始終沒有完全取得突破，鈦白粉還是被公認為最好的塑料填充材料。因此，研制鈦白粉的替代材料對降低工程塑料(樹脂產(chǎn)品)的價格非常重要。 .

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述鈦白粉的替代材料問題，提供一種與鈦白粉特性接近的用于工程塑料填充材料的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉。
實現(xiàn)本發(fā)明目的技術方案是 一種含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，它的組成為
Si02 41-50%， CaO 46-50%， A1203 2-5%， MgO 2-5%，以上百分比為重量百
分比，其特征在于，它的表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑偶聯(lián)處理。
進一步地，所述硅烷偶聯(lián)劑的重量為改性硅白粉總重量的2-3%。進一步地，上述的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，其燒失量LOSS〈2。/。。進一步地，上述的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，其物理結構為針狀結構，粒
度為-10微米到1250目，長徑比為7: 1-15: 1。進一步地，上述的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，其纖維長度為
0.05mm-0.20mm，白度為85%-96%。
由于采用了上述的技術解決方案，上述含偶聯(lián)劑的改性硅白粉在高溫下具有柔性流動性能、高強度、高留著率、使用方便，在不改變現(xiàn)有工藝及原有填料的前提下，適當調(diào)整材料比例，可以有效的提高樹脂產(chǎn)品的各項物理
指標及抗紫外線(老化)指標。經(jīng)檢測表明上述含偶聯(lián)劑的改性硅白粉具
有增強塑料性能，它的加入使塑料的抗拉、抗壓強度提高25%，彈性摸量提高30%。完全解決了用于工程塑料填充材料鈦白粉的替代問題，顯著降低了工程塑料的成本。
Si02 41-50%,
:百分比，其特征
具體實施例方式
下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
一種含偶聯(lián)劑的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，它的組成為
CaO 46-50%， A1203 2-5%， MgO 2-5%，以上百分比為重i
在于，它的表面經(jīng)硅垸偶聯(lián)劑偶聯(lián)處理。
上述硅烷偶聯(lián)劑的重量為改性硅白粉總重量的2-3%。上述的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，其燒失量L0SS<2%。上述的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，其物理結構為針狀結構，粒度為-10微
米到1250目，長徑比為7: 1-15: 1。上述的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉的纖維
長度為0.05mm-0.20mm，白度為85%-96%。實施例1
一種改性硅白粉，它的組成為Si02 41%，CaO 50%，A1203 4%，MgO 5%，
以上百分比為重量百分比。上述改性硅白粉的制造方法選用進口硅礦石，改變粉碎方法，采用超生粉碎法，按礦物紋理切割，使硅白粉呈針狀結構，在計算機仿真控制下，長徑比和粒度離散性得到有效控制，改變材料表
4面物理特性,與鈦白粉特性更接近。經(jīng)過與硅垸偶聯(lián)劑偶聯(lián)進行復合表面處理后，上述改性硅白粉在高溫下具有柔性流動性能，實驗中發(fā)現(xiàn)，其流動性超過金紅石型鈦白粉。硅材料具有天然抗老化的能力，其抗老化性能不需要特殊處理。硅烷偶聯(lián)劑為南京大學生產(chǎn)的N-66。
該含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，其燒失量LOSS〈2。/。。其物理結構為針狀結構，粒度為-10微米到1250目，長徑比為7: 1-15: 1。其纖維長度為0.05腿-0.20廳，白度為96%。
實施例2
一種改性硅白粉，它的組成為Si02 50%，CaO 46%，A1203 2%，MgO 2%，
以上百分比為重量百分比。上述改性硅白粉的制造方法選用進口硅礦石，改變粉碎方法，采用超生粉碎法，按礦物紋理切割，使硅白粉呈針狀結構，在計算機仿真控制下，長徑比和粒度離散性得到有效控制，改變材料表面物理特性，與鈦白粉特性更接近。經(jīng)過與上述改性硅白粉重量的2%的硅垸偶聯(lián)劑偶聯(lián)進行復合表面處理后，上述含偶聯(lián)劑的改性硅白粉在高溫下具有柔性流動性能，實驗中發(fā)現(xiàn)，其流動性超過金紅石型鈦白粉。硅材料具有天然抗老化的能力，其抗老化性能不需要特殊處理。硅垸偶聯(lián)劑為南京大學
生產(chǎn)的N-90。
上述的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，其燒失量LOSS《M。其物理結構為針狀結構，粒度為-10微米到1250目，長徑比為7: 1-15: 1。其纖維長度為0.05畫-0.20醒，白度為85%。
實施例3
一種改性硅白粉，它的組成為
Si02 45%,CaO 48%，A1203 3.5%,MgO 3.5%，
以上百分比為重量百分比。上述改性硅白粉的制造方法選用進口硅礦石，改變粉碎方法，采用超生粉碎法，按礦物紋理切割，使硅白粉呈針狀結構，在計算機仿真控制下，長徑比和粒度離散性得到有效控制，改變材料表
面物理特性,與鈦白粉特性更接近。經(jīng)過與上述改性硅白粉重量的2.5%的硅
烷偶聯(lián)劑偶聯(lián)進行復合表面處理后，上述含偶聯(lián)劑的改性硅白粉在高溫下具有柔性流動性能，實驗中發(fā)現(xiàn)，其流動性超過金紅石型鈦白粉。硅材料具有天然抗老化的能力，其抗老化性能不需要特殊處理。硅烷偶聯(lián)劑為南京大
學生產(chǎn)的N-66。
上述的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，其燒失量LOSS〈2M。其物理結構為針狀結構，粒度為-IO微米到1250目，長徑比為7: 1-15: 1。其纖維長度為0.05mm-0.20腿，白度為90.5%。
實施例4
一種改性硅白粉，它的組成為
Si02 40.5%，CaO 50%，A1203 4.5%，MgO 5%，
上述改性硅白粉的制造方法選用進口硅礦石，改變粉碎方法，采用超生粉碎法，按礦物紋理切割，使硅白粉呈針狀結構，在計算機仿真控制下，長徑比和粒度離散性得到有效控制，改變材料表面物理特性,與鈦白粉特性
更接近。經(jīng)過與上述改性硅白粉重量的3%的硅垸偶聯(lián)劑偶聯(lián)進行復合表面
處理后，上述含偶聯(lián)劑的改性硅白粉在高溫下具有柔性流動性能，實驗中發(fā)現(xiàn)，其流動性超過金紅石型鈦白粉。硅材料具有天然抗老化的能力，其抗
老化性能不需要特殊處理。硅垸偶聯(lián)劑為南京大學生產(chǎn)的N-90。
上述的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，其燒失量L0SS〈2。/。。其物理結構為針狀結構，粒度為-IO微米到1250目，長徑比為7: 1-15: 1。其纖維長度為0.05mm-0.20匪，白度為93%。
上述改性硅白粉與硅垸偶聯(lián)劑偶聯(lián)的方法，包括如下步驟A、 加入改性硅白粉將待偶聯(lián)的改性硅白粉加入到偶聯(lián)反應罐中；
B、 加入硅垸偶聯(lián)劑打開所述偶聯(lián)反應罐的攪拌裝置，攪動使改性硅 白粉旋轉，將硅垸偶聯(lián)劑直接噴灑在所述改性硅白粉中，攪拌裝置旋轉速度 越高，越有助于硅烷偶聯(lián)劑分散，所述硅垸偶聯(lián)劑的用量為所述改性硅白粉 重量的2.0-3.0%;
C、 加快攪拌速度控制所述偶聯(lián)反應罐攪拌裝置的旋轉速度，使步驟B
獲得的混合物的溫度達到13(TC，此時硅烷偶聯(lián)劑氣化，吸附在所述改性硅 白粉表面，使所述改性硅白粉的形狀由棒狀變成橄欖狀；
D、 偶聯(lián):繼續(xù)加快攪拌裝置的旋轉速度，步驟B獲得的混合物反應13-20 分鐘后，所述改性硅白粉與硅垸偶聯(lián)劑偶聯(lián)完成。
硅烷偶聯(lián)劑含兩個活性官能團，可分別與有機物和無機物起反應，能改 善填料與高分子材料之間界面特性，增強含偶聯(lián)劑的改性硅白粉與樹脂形成
的立體網(wǎng)狀協(xié)同效應，在樹脂產(chǎn)品內(nèi)部形成網(wǎng)狀鏈接結構，使樹脂產(chǎn)品的物 理強度有明顯的增強，有效提高了產(chǎn)品的抗撕裂性能，使產(chǎn)品的強度和韌性 達到了統(tǒng)一，在保持樹脂產(chǎn)品表面平整與良好的光澤以及抗洗刷和抗風化性 能都有良好的表現(xiàn)。
上述含偶聯(lián)劑的改性硅白粉具有高耐熱性、電絕緣性和化學惰性，在橡 膠和塑料工業(yè)上用作增強填料，特別是制造樹脂型材、橡膠、鞋底和非黑色 的各類橡塑產(chǎn)品，配入適量硅白粉，可以使產(chǎn)品具有較高的耐磨性；作為熱 塑和彈性材料的填充劑，在電學、力學和熱學性質(zhì)方面，優(yōu)于石棉和滑石原 料，并且對人完全沒有害處，有利于工人的身體健康，改善工作環(huán)境。
上述含偶聯(lián)劑的改性硅白粉配入聚丙烯塑料中，能提高產(chǎn)品的電絕緣 性，并使產(chǎn)品易加工，易著色，改善產(chǎn)品光學性能，降低產(chǎn)品吸濕性；配入 環(huán)氧樹脂中，可減少其收縮性，增強其穩(wěn)定性和抗熱沖擊強度，也可制成塑 膠粘合劑；因其有增強和加固作用，而常用于涂料及尼龍壓模等材料生產(chǎn)。
上述含偶聯(lián)劑的改性硅白粉最顯著的特點是高強度、高留著率、使用 方便，在不改變現(xiàn)有工藝及原有填料的前提下，適當調(diào)整材料比例，可以有 效的提高樹脂產(chǎn)品的各項物理指標及抗紫外線(老化)指標。
經(jīng)檢測表明上述含偶聯(lián)劑的改性硅白粉增強了高低溫下的分散性和流
7動性，在產(chǎn)品定型時保持了蜂窩狀的結構，使產(chǎn)品的抗拉力和柔性都得到了 加強，具有增強塑料性能。它的加入使塑料的抗拉、抗壓強度提高25%，彈
性摸量提高30%。
含偶聯(lián)劑的改性硅白粉具有優(yōu)質(zhì)亮柔白色的作用，在PVC塑鋼中應用
發(fā)現(xiàn)除替代顏料級鈦白粉外，其他各項物化力學指標也得以大大提高。在作 為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)白色和柔和淺色調(diào)的涂料時，對提高涂料的韌性和耐用性起到十 分明顯的效果，適用于室外涂料、交通標識線等要求較高的領域，在保持涂 料表面平整與良好的光澤以及抗洗刷和抗風化性能都有良好的表現(xiàn)。另外， 由于含偶聯(lián)劑的改性硅白粉具有低的吸油性，實際應用時還可減少涂料的吸 油量并保持堿性，具有抗腐蝕能力。
另外，由于增強硅白粉具有低的吸油性，實際應用時還可減少樹脂產(chǎn)品 的吸油量并保持堿性，具有抗腐蝕能力。
水溶性增強硅白粉可以用在色漿、水溶性油墨等領域。在有效增加色漿、 油墨的鮮艷度及抗紫外線能力方面有很好的表現(xiàn)。
該產(chǎn)品還可以在紡織色漿中代替鈦白粉和立德粉，可以有效的提高產(chǎn)品 的遮蓋率和吸附率。 .
改性處理后的增強硅白粉具有熱膨脹系數(shù)低，在高溫條件下易與樹脂共 溶、不含化學結合水或碳酸鹽以及具有針狀晶形等特性，因此用增強硅白粉 作樹脂填料，能降低產(chǎn)品的收縮率和減少出現(xiàn)翹曲、開裂現(xiàn)象，并能提高坯 體強度和壓型質(zhì)量，改善產(chǎn)品機械性能，達到提高產(chǎn)品物理性能的目標。
相對鈦白粉作為工程塑料的填充材料，上述改性硅白粉替代鈦白粉可使
工程塑料的每噸成本下降1/3，從而取得了顯著的經(jīng)濟效益。
以上實施例僅供說明本發(fā)明之用，而非對本發(fā)明的限制，有關技術領域 的技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換 或變型，因此所有等同的技術方案也應該屬于本發(fā)明的范疇，應由各權利要 求所限定。
8
權利要求
1、一種含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，它的組成為SiO2 41-50％，CaO 46-50％，Al2O3 2-5％，MgO2-5％，以上百分比為重量百分比，其特征在于，它的表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑偶聯(lián)處理。
2、 如權利要求1所述的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，其特征在于，所述硅 烷偶聯(lián)劑的重量為改性硅白粉總重量的2-3%。
3、 如權利要求1所述的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，其特征在于，其燒失 量LOSS〈20/。。
4、 如權利要求1所述的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，其特征在于，其物理 結構為針狀結構，粒度為-10微米到1250目，長徑比為7: 1-15: 1。
5、 如權利要求2所述的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，其特征在于，其纖維 長度為0.05mm-0.20mm，白度為85%-96%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于工程塑料填充材料的含偶聯(lián)劑的改性硅白粉。該含偶聯(lián)劑的改性硅白粉，它的組成為SiO₂ 41-50％，CaO 46-50％，Al₂O₃ 2-5％，MgO2-5％，以上百分比為重量百分比，它的表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑偶聯(lián)處理。上述含偶聯(lián)劑的改性硅白粉在高溫下具有柔性流動性能、高強度、高留著率、使用方便，在不改變現(xiàn)有工藝及原有填料的前提下，適當調(diào)整材料比例，可以有效的提高樹脂產(chǎn)品的各項物理指標及抗紫外線指標，完全解決了用于工程塑料填充材料鈦白粉的替代問題，顯著降低了工程塑料的成本。
文檔編號C09C1/40GK101497750SQ200810033280
公開日2009年8月5日 申請日期2008年1月31日 優(yōu)先權日2008年1月31日
發(fā)明者明 倪, 倪國慶, 朱海月 申請人:上海麥登復合材料有限公司