專利名稱：硅藻土粉體表面碳化改性方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天然礦物改性，尤其是在硅藻土表面進(jìn)行功能性優(yōu)化。
技術(shù)背景硅藻土是海洋或湖泊中生長的硅藻類殘骸在水底沉積，經(jīng)自然環(huán)境長期作用而逐 漸形成的，屬于生物成因的硅質(zhì)沉積巖。硅藻土的物質(zhì)組份主要是硅藻，其礦物成份為非晶 質(zhì)態(tài)的蛋白石-硅藻蛋白石，因此，與天然的二氧化硅膠凝體-蛋白石不同，是一種有機成 因的特殊礦物，硅藻土的許多特性和用途都與其特殊的結(jié)構(gòu)和硅藻殼的結(jié)構(gòu)構(gòu)造有關(guān)。硅 藻殼的表面及其微孔中，有大量羧基覆蓋，并有不等量的動植物殘體有機質(zhì)，因此，不同產(chǎn) 地硅藻土在經(jīng)高溫煅燒時均產(chǎn)生燒失量，燒失量高低說明硅藻土中伴隨有機殘體量的多少 不等。由于硅藻土特殊的孔狀形態(tài)特征和化學(xué)穩(wěn)定性，已經(jīng)在酒類助濾劑、化工催化劑載 體、輕質(zhì)建材、污水處理、環(huán)境凈化、橡膠和塑料填料中得到廣泛應(yīng)用。硅藻土用于塑料、橡 膠填料時，由于硅藻土中伴生不同量的有機質(zhì)，在使用之前，均需要對粉體進(jìn)行煅燒處理， 之后還要采用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行表面改性，其目的是清除殘留在硅藻土孔內(nèi)外的有機質(zhì)，釋 放孔道發(fā)揮其結(jié)構(gòu)與表面特性。以獲得與高分子物料的良好相容性。有機改性劑的加入雖 然明顯改善了硅藻土粉體與塑膠組分的相容性，但也使成本提高，并存在改性工藝難以控 制，質(zhì)量不穩(wěn)定等實際問題。CN1587304公開了一種"硅藻土橡膠補強劑"，替代白炭黑在橡 膠中做補強劑。通過原料選擇、分選去雜質(zhì)、窯爐干燥、粉碎、風(fēng)選加入偶聯(lián)劑制成一種質(zhì)優(yōu) 價廉的橡膠補強劑。CN101525448公開了一種"一種木質(zhì)素修飾硅藻土及其作為橡膠補強劑 的應(yīng)用"。在室溫下將硅藻土在5-20倍的去離子水中攪拌24小時；按硅藻土與木質(zhì)素的質(zhì) 量比為IO : 1 1 : 10，在木質(zhì)素加入黑夜，繼續(xù)攪拌24小時；用酸調(diào)節(jié)溶液pH二 5-6， 過濾，用去離子水反復(fù)洗滌接近中性；在70-8(TC干燥10-24小時得到含水量20-50的木質(zhì) 素修飾硅藻土備用?，F(xiàn)有用改性硅藻土代替碳黑作橡膠填料的工藝較復(fù)雜，成本較高，且未 發(fā)揮硅藻土自身含有的有機質(zhì)的作用，是資源的浪費。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對上有現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種硅藻土粉體表面碳化改性 方法。 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的 硅藻土粉體表面碳化改性方法，包括以下順序和步驟 a、將含有有機質(zhì)3 25wtX的硅藻土粉碎至〈200目； b、放入高溫爐中，焙燒溫度500 700°C ，隔絕空氣保溫1 2小時，隨爐冷卻制成 碳化硅藻土； c、將碳化硅藻土 60份、生膠100份、炭黑40份、硬脂酸4份、氧化鋅5份、硫粉1. 5
份和硫化促進(jìn)劑1. 5份裝入混煉機中； d、在110-13(TC條件下混煉13-20分鐘；
3
e、冷卻后在平板硫化儀中成型，制得表面碳化硅藻土粉體
本發(fā)明的目的還可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn) 步驟C所述的生膠為丁腈橡膠、丁苯橡膠或順丁橡膠；所述的硫化促進(jìn)劑為硫化 促進(jìn)劑M，硫化促進(jìn)劑D，硫化促進(jìn)劑TT，硫化促進(jìn)劑H，硫化促進(jìn)劑ZDMC，硫化促進(jìn)劑ZBX或 硫化促進(jìn)劑NA-22任一種。 有益效果；本發(fā)明采用直接碳化法制取硅藻土表面均勻包覆無定型碳或多孔碳的 碳化改性硅藻土方法，該碳化改性硅藻土充分利用了硅藻土中殘余的有機物殘體，使其變 廢為寶，并兼有硅藻土粉體表面的碳化均勻、包覆牢固、與有機物相容性好，性能穩(wěn)定，工藝 簡單，成本低廉。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施里作進(jìn)一步的詳細(xì)說明 硅藻土粉體表面碳化改性方法，包括以下順序和步驟 a、將含有有機質(zhì)3 25wtX的硅藻土粉碎至〈200目； b、放入高溫爐中，焙燒溫度500 700°C ，隔絕空氣保溫1 2小時，隨爐冷卻制成 碳化硅藻土； c、將碳化硅藻土 60份、生膠100份、炭黑40份、硬脂酸4份、氧化鋅5份、硫粉1. 5
份和硫化促進(jìn)劑1. 5份裝入混煉機中； d、在110-13(TC條件下混煉13-20分鐘； e、冷卻后在平板硫化儀中成型，制得表面碳化硅藻土粉體 步驟c所述的生膠為丁腈橡膠、丁苯橡膠或順丁橡膠；所述的硫化促進(jìn)劑為硫化 促進(jìn)劑M，硫化促進(jìn)劑D，硫化促進(jìn)劑TT，硫化促進(jìn)劑H，硫化促進(jìn)劑ZDMC，硫化促進(jìn)劑ZBX或 硫化促進(jìn)劑NA-22任一種
實施例1 : 取硅藻土100g，硅藻土中有機質(zhì)含量為21wt^，粉碎至200目以下，放入高溫爐中 在700攝氏度隔絕空氣保溫1小時，隨爐冷卻。將丁腈橡膠100份，碳化硅藻土 60份，炭 黑40份與硬脂酸4份，氧化鋅5，硫粉和硫化促進(jìn)劑NA-22各1. 5份混合，在混煉機中120 攝氏度混煉13分鐘，冷卻后在平板硫化儀中成型，測試樣品的機械性能，各項指標(biāo)均達(dá)到 GB3778-94標(biāo)準(zhǔn)。
實施例2 : 取硅藻土 100g，硅藻土中有機質(zhì)含量為5. 2wt^，粉碎至200目以下，放入高溫爐 中在600攝氏度隔絕空氣保溫1. 5小時，隨爐冷卻。將丁苯橡膠100份，碳化硅藻土 35份， 炭黑40份與硬脂酸4份，氧化鋅5，硫粉和硫化促進(jìn)劑M各1. 5份混合，在混煉機中110 攝氏度混煉15分鐘，冷卻后在平板硫化儀中成型，測試樣品的機械性能，各項指標(biāo)均達(dá)到 GB3778-94標(biāo)準(zhǔn)。
實施例3 : 取硅藻土 100g，硅藻土中有機質(zhì)含量為15wt^，加入3g硬脂酸，并充分混合，放入 高溫爐中在50(TC攝氏度隔絕空氣保溫2小時，隨爐冷卻。將順丁橡膠100份，碳化硅藻土 60份，炭黑40份與硬脂酸4份，氧化鋅5，硫粉和硫化促進(jìn)劑TT各1. 5份混合，在混煉機中13(TC攝氏度混煉20分鐘，冷卻后在平板硫化儀中成型，測試樣品的機械性能，各項指標(biāo)均 達(dá)到GB3778-94標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種硅藻土粉體表面碳化改性方法，其特征在于，包括以下順序和步驟a、將含有有機質(zhì)3～25wt％的硅藻土粉碎至＜200目；b、放入高溫爐中，焙燒溫度500～700℃，隔絕空氣保溫1～2小時，隨爐冷卻制成碳化硅藻土；c、將碳化硅藻土60份、生膠100份、炭黑40份、硬脂酸4份、氧化鋅5份、硫粉1.5份和硫化促進(jìn)劑1.5份裝入混煉機中；d、在110-130℃條件下混煉13-20分鐘；e、冷卻后在平板硫化儀中成型，制得表面碳化硅藻土粉體。
2. 按照權(quán)利要求1所述的硅藻土粉體表面碳化改性方法，其特征在于，步驟c所述的生 膠為丁腈橡膠、丁苯橡膠或順丁橡膠。
3. 按照權(quán)利要求1所述的硅藻土粉體表面碳化改性方法，其特征在于，步驟c所述的硫 化促進(jìn)劑為硫化促進(jìn)劑M，硫化促進(jìn)劑D，硫化促進(jìn)劑TT，硫化促進(jìn)劑H，硫化促進(jìn)劑ZDMC，硫 化促進(jìn)劑ZBX或硫化促進(jìn)劑NA-22任一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種硅藻土粉體表面碳化改性方法。將含有有機質(zhì)的硅藻土粉碎至＜200目，放入高溫爐中焙燒，隔絕空氣保溫，隨爐冷卻制成碳化硅藻土；將碳化硅藻土、生膠、炭黑、硬脂酸、氧化鋅、硫粉和硫化促進(jìn)劑裝入混煉機中；在一定溫度條件下混煉；冷卻后在平板硫化儀中成型，制得表面碳化硅藻土粉體。本發(fā)明采用直接碳化法制取硅藻土表面均勻包覆無定型碳或多孔碳的碳化改性硅藻土方法，該碳化改性硅藻土充分利用了硅藻土中殘余的有機物殘體，使其變廢為寶，并兼有硅藻土粉體表面的碳化均勻、包覆牢固、與有機物相容性好，性能穩(wěn)定，工藝簡單，成本低廉。
文檔編號C08L9/06GK101747541SQ200910218038
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者劉大銳, 夏悅, 孫萌萌, 李旭, 李芳菲, 沙莉, 蔣引珊, 薛兵, 趙哲 申請人:吉林大學(xué)