海泡石-四针状氧化锌晶须复合材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种海泡石-四针状氧化锌晶须复合材料的制备方法，属于复合材料领域。
【背景技术】
[0002]四针状氧化锌晶须具有普通氧化锌无法比拟的优良性能，很容易实现在基体材料中的均匀分布，以改善材料的物理性能，同时赋予材料多种独特的功能特性。四针状氧化锌晶须具有耐磨、增强、减震、防滑、降噪、抗老化、抗静电、抗菌等性能，在多个领域中应用广泛。目前大多采用以锌粉为原料制备四针状氧化锌晶须，但在制备过程中，锌粉表面生成的氧化锌会形成包覆膜，阻止其内部锌粉进一步的氧化反应，导致生成的四针状氧化锌晶须产率低、纯度不高，影响了工业化生产和规模化使用。
[0003]海泡石属斜方晶系或单斜晶系，颜色多变，体质轻，收缩率低，可塑性好。海泡石为含水的镁硅酸盐，其标准晶体化学式为Mgs(H20)4[Si6016]2(0H)4.8H20o海泡石具有非金属矿物中最大的比表面积和独特的内部孔道结构，在孔道结构中可以吸附大量的水或极性物质，包括低极性物质。因此海泡石具有极强的吸附、脱色和分散等性能。利用海泡石独特的孔道结构和极强的吸附性能，可作为生成四针状氧化锌晶须的载体和骨架，并且海泡石和氧化锌晶须的各自使用性能互不影响。
【发明内容】
[0004]针对以锌粉制备四针状氧化锌晶须效率低、纯度不高等问题，本发明公开一种海泡石-四针状氧化锌晶须复合材料的制备方法。
[0005]本发明采用的技术方案如下:
一种海泡石-四针状氧化锌晶须复合材料的制备方法，按如下步骤进行:
((I)将海泡石溶于无水乙醇、无水甲醇或者10%_20%双氧水的其中一种溶液中，搅拌均匀，过滤或者离心分离后进行干燥，得到海泡石粉；
(2)将步骤(I)得到的海泡石粉和锌粉按0.01:1-100:1的质量份比例混合均匀，溶于蒸馏水、乙醇、甲醇、双氧水其中一种溶液中，常温常压搅拌l_2h至混合均匀；
(3 )将步骤(2 )得到的混合溶液经过滤或者离心方法进行分离，将得到的固体混合物放在烘箱中进行干燥，得到混合物的干燥粉末；
(4)将步骤(3)得到的干燥粉末置于600~1200°C的高温炉中进行煅烧处理，得到海泡石-四针状氧化锌晶须复合材料。
[0006]本发明采用的技术方案与现有技术相比具有以下优势:
本发明制备的海泡石-四针状氧化锌晶须复合材料，具有耐磨、增强、减震、防滑、降噪、抗老化、抗静电、抗菌等性能，可广泛应用于涂料、抗菌材料、抗静电材料和减磨抗磨等材料中。采用这种制备方法，操作工艺简单，经济性价比高，能够促进四针状氧化锌晶须工业化生产和规模化使用。
[0007]进一步的，本发明的优化方案:
所述步骤(2)中锌粉和处理后得到的海泡石粉采用固相球磨法进行干混，球磨速度为600RPM，球磨时间为3-12h。
[0008]所述步骤(3)中干燥温度小于150°C。
[0009]所述步骤(4)中煅烧温度为600~1200°C，恒温煅烧0.l~3h，煅烧气氛为空气，控制气流量为 0~1600mL/min。
【具体实施方式】
[0010]以下为具体实施例对本发明进行的详细说明，但实施例对本发明不做任何形式的限定。
[0011]实施例1:
一种海泡石-四针状氧化锌晶须复合材料的制备方法，按如下步骤进行:
(1)取海泡石5g溶于50mL的乙醇溶液中，常温搅拌均匀，过滤后干燥，得到海泡石粉；
(2)取处理后的海泡石粉0.lg，锌粉10g，采用球磨法，以600RPM速度球磨3h，得到混合的粉末，溶于50mL乙醇溶液中，常温常压下搅拌lh，使其混合均匀；
(3)将步骤(2)得到的混合溶液经过滤进行分离，将得的固体混合物放在烘箱中进行干燥，干燥温度为110°C，干燥后得到混合均匀的粉末；
(4)将步骤(3)得到的干燥粉末冷却至室温后放在高温炉中进行煅烧，煅烧温度由室温逐渐升温至600°C，煅烧气氛为空气，控制气流量为100mL/min，温度升至60(TC后恒温
0.5h，之后气流量恒定反应产物随炉冷却至室温取出，得到海泡石-四针状氧化锌晶须复合材料。
[0012]实施例2:
一种海泡石-四针状氧化锌晶须复合材料的制备方法，按如下步骤进行:
(1)取海泡石5g溶于50mL的乙醇溶液中，常温搅拌均匀，过滤后干燥，得到海泡石粉；
(2)取处理后的海泡石粉lg，锌粉100g，采用球磨法，以600RPM速度球磨12h，得到混合的粉末，溶于100mL乙醇溶液中，常温常压下搅拌lh，使其混合均匀；
(3)将步骤(2)得到的混合溶液经过滤进行分离，将得的固体混合物放在烘箱中进行干燥，干燥温度为110°C，干燥后得到混合均匀的粉末；
(4)将步骤(3)得到的干燥粉末冷却至室温后放在高温炉中进行煅烧，煅烧温度由室温逐渐升温至120(TC，煅烧气氛为空气，控制气流量为500mL/min，温度升至120(TC后恒温3h，之后气流量恒定反应产物随炉冷却至室温取出，得到海泡石-四针状氧化锌晶须复合材料。
[0013]实施例3:
一种海泡石-四针状氧化锌晶须复合材料的制备方法，按如下步骤进行:
(1)取海泡石5g溶于50mL的乙醇溶液中，常温搅拌均匀，过滤后干燥，得到海泡石粉；
(2)取处理后的海泡石粉lg，锌粉100g，采用球磨法，以600RPM速度球磨12h，得到混合的粉末，溶于100mL乙醇溶液中，常温常压下搅拌lh，使其混合均匀；
(3)将步骤(2)得到的混合溶液经过滤进行分离，将得的固体混合物放在烘箱中进行干燥，干燥温度为110°C，干燥后得到混合均匀的粉末； (4)将步骤(3)得到的干燥粉末冷却至室温后放在高温炉中进行煅烧，煅烧温度由室温逐渐升温至1000°C，煅烧气氛为空气，控制气流量为1000mL/min，温度升至1000°C后恒温1.5h，之后气流量恒定反应产物随炉冷却至室温取出，得到海泡石-四针状氧化锌晶须复合材料。
[0014]实施例4:
一种海泡石-四针状氧化锌晶须复合材料的制备方法，按如下步骤进行:
(1)取海泡石70g溶于700mL的乙醇溶液中，常温搅拌均匀，过滤后干燥，得到海泡石粉；
(2)取处理后的海泡石粉50g，锌粉0.5g，采用球磨法，以600RPM速度球磨7h，得到混合的粉末，溶于200mL乙醇溶液中，常温常压下搅拌lh，使其混合均匀；
(3)将步骤(2)得到的混合溶液经过滤进行分离，将得的固体混合物放在烘箱中进行干燥，干燥温度为110°C，干燥后得到混合均匀的粉末；
(4)将步骤(3)得到的干燥粉末冷却至室温后放在高温炉中进行煅烧，煅烧温度由室温逐渐升温至800°C，煅烧气氛为空气，控制气流量为1200mL/min，温度升至800°C后恒温lh，之后气流量恒定反应产物随炉冷却至室温取出，得到海泡石-四针状氧化锌晶须复合材料。
[0015]实施例5:
一种海泡石-四针状氧化锌晶须复合材料的制备方法，按如下步骤进行:
(1)取海泡石120g溶于1200mL的乙醇溶液中，常温搅拌均匀，过滤后干燥，得到海泡石粉；
(2)取处理后的海泡石粉100g，锌粉lg，采用球磨法，以600RPM速度球磨12h，得到混合的粉末，溶于500mL乙醇溶液中，常温常压下搅拌lh，使其混合均匀；
(3)将步骤(2)得到的混合溶液经过滤进行分离，将得的固体混合物放在烘箱中进行干燥，干燥温度为110°C，干燥后得到混合均匀的粉末；
(4)将步骤(3)得到的干燥粉末冷却至室温后放在高温炉中进行煅烧，煅烧温度由室温逐渐升温至1000°C，煅烧气氛为空气，控制气流量为1600mL/min，温度升至1000°C后恒温0.2h,之后气流量恒定反应产物随炉冷却至室温取出，得到海泡石-四针状氧化锌晶须复合材料。
【主权项】
1.一种海泡石-四针状氧化锌晶须复合材料的制备方法，其特征在于，按如下步骤进行: (1)将海泡石溶于无水乙醇、无水甲醇或者10%-20%双氧水的其中一种溶液中，搅拌均匀，过滤或者离心分离后进行干燥，得到海泡石粉； (2)将步骤(I)得到的海泡石粉和锌粉按0.0l: 1-100:1的质量份比例混合均匀，溶于蒸馏水、乙醇、甲醇、双氧水其中一种溶液中，常温常压搅拌l_2h至混合均匀； (3 )将步骤(2 )得到的混合溶液经过滤或者离心方法进行分离，将得到的固体混合物放在烘箱中进行干燥，得到混合物的干燥粉末； (4)将步骤(3)得到的干燥粉末置于600~1200°C的高温炉中进行煅烧处理，得到海泡石-四针状氧化锌晶须复合材料。2.根据材料要求I所述海泡石-四针状氧化锌晶须复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中锌粉和处理后得到的海泡石粉采用固相球磨法进行干混，球磨速度为600RPM，球磨时间为3-12h。3.根据材料要求I所述海泡石-四针状氧化锌晶须复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中干燥温度小于150°C。4.根据材料要求I所述海泡石-四针状氧化锌晶须复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中煅烧温度为600~1200°C，恒温煅烧0.l~3h，煅烧气氛为空气，控制气流量为0~1600mL/mino
【专利摘要】本发明涉及一种海泡石-四针状氧化锌晶须复合材料的制备方法。海泡石具有极强的吸附性能和良好的分散性能，在本发明中可作为四针状氧化锌晶须的载体和骨架，且各自使用性能互不影响。制备方法如下：将海泡石溶于乙醇、甲醇或者双氧水中，搅拌均匀，分离后进行干燥，得到海泡石粉；和锌粉混合，溶于蒸馏水、乙醇、甲醇、双氧水中，搅拌混合均匀；经分离固体混合物放在烘箱中进行干燥；将干燥粉末放在高温炉中进行煅烧处理，得到海泡石-四针状氧化锌晶须复合材料。本发明制备的这种复合材料具有耐磨、增强、减震、防滑、降噪、抗老化、抗静电、抗菌等性能，可广泛用于涂料、抗菌材料、抗静电材料和减磨抗磨等材料中，操作工艺简单，经济性价比高。
【IPC分类】C30B29/16, C30B1/10, C30B29/62
【公开号】CN105200519
【申请号】CN201510678218
【发明人】吴洪鹏, 孟英, 侯林艳, 王建华, 李小莉
【申请人】唐山建华科技发展有限责任公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年10月20日