本发明属于抑爆剂领域，涉及一种基于改性蒙脱石粉的复合粉体抑爆剂及其制备方法。
背景技术：
在工业生产过程中，由于生产环境的复杂性以及现有的单一粉体抑爆剂功能的局限性，并没有高效、使用范围广的粉体抑爆剂。对粉体材料进行功能化改性能够提高其灭火抑爆性能，多种粉体复配的协同效应也能提高其抑爆效果。
蒙脱石作为一种天然矿物质，其结构疏松，具有较大的比表面积大，能够吸收大量的热，是作为抑爆粉体的良好的选择。根据以往众多学者的研究，微、纳米级别的粉体的抑爆效果更为明显。对蒙脱石进行机械研磨，控制粒径在微纳米级别，其抑爆效果更为显著。然而未经改性的蒙脱石粉仅具有简单的物理抑爆作用，抑爆效果并不优越。将相关原料与改性蒙脱石粉通过一定的方法进行化学复配，不仅起到物理抑爆作用，而且起到化学抑爆作用，其协同增效作用使得抑爆效果更加显著。
因此，现有复合粉体抑爆技术有待于更进一步的改进和发展。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于改性蒙脱石粉的复合粉体抑爆剂及其制备方法，具有抑爆效果好、对环境友好、细腻均匀、流动性好等特点，其制备方法操作简单、污染小、易于实现工业化生产。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于改性蒙脱石粉的复合粉体抑爆剂，按重量份百分比计，包括如下组分：改性蒙脱石粉60.6％-76.8％，三聚磷酸铝6.4％-14.9％，硼酸锌5.6％-13.8％，四溴双酚3.5％-7.3％，三氧化二锑2.8％-5.2％，珍珠岩粉2.3％-5.6％，疏水气相二氧化硅2.1％-4.5％。
优选的是，基于改性蒙脱石粉的复合粉体抑爆剂重量份百分比的原料组分为：改性蒙脱石粉66.0％-70.0％，三聚磷酸铝8.0％-12.0％，硼酸锌7.0％-11.0％，四溴双酚4.5％-6.5％，三氧化二锑3.0％-5.0％，珍珠岩粉2.5％-5.5％，疏水气相二氧化硅3.0％-4.5％。
可选地，所述基于改性蒙脱石粉的复合粉体抑爆剂为改性蒙脱石粉、三聚磷酸铝、硼酸锌、四溴双酚和三氧化二锑通过反溶剂重结晶加入珍珠岩粉和疏水气相二氧化硅制得。
可选地，所述改性蒙脱石粉、三聚磷酸铝、硼酸锌、四溴双酚、三氧化二锑、珍珠岩粉和疏水气相二氧化硅粒径均小于75μm。
一种基于改性蒙脱石粉的复合粉体抑爆剂的制备方法，用于制备上述基于改性蒙脱石粉的复合粉体抑爆剂，包括以下步骤：
步骤一.将改性蒙脱石粉、三聚磷酸铝、硼酸锌、四溴双酚、三氧化二锑、珍珠岩粉和疏水气相二氧化硅放入鼓风干燥箱内干燥；
步骤二.按相应重量份百分比称取改性蒙脱石粉、三聚磷酸铝、硼酸锌、四溴双酚和三氧化二锑，充分溶解混合，将混合物放入搅拌机进行磁力搅拌，得到产物1；
步骤三.将产物1、珍珠岩粉和疏水气相二氧化硅充分混合放入行星式球磨机进行粉碎，得到产物2；
步骤四.将产物2放入鼓风干燥箱内，按照15℃/h的升温速率从室温升温到50℃，保持恒温持续干燥12h，然后冷却至室温，经过筛分处理，制得基于改性蒙脱石粉的复合粉体抑爆剂。
可选地，磁力搅拌时的转速为300r/min，搅拌时间为20分钟。
可选地，改性蒙脱石粉、三聚磷酸铝、硼酸锌、四溴双酚、三氧化二锑、珍珠岩粉、疏水气相二氧化硅和产物1，在使用之前，放入鼓风干燥箱内，按照15℃/h的升温速率从室温升温到35℃,保持恒温持续干燥5小时。
可选地，在行星式球磨机研磨时，频率为40hz，球磨时间为30分钟，得到粉体粒径小于75um的产物2。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明所制备的基于改性蒙脱石粉的复合粉体抑爆剂具有独特的复合结构，相对于传统抑爆粉体，物理抑爆作用与化学抑爆作用协同增效，表现出优异的抑爆性能。
(2)本发明所制备的基于改性蒙脱石粉的复合粉体抑爆剂具有细腻均匀、粒径小、抗团聚等优点，相对于传统抑爆粉体，其吸湿率更低，流动性更好，更适合工业场所使用，具有潜在的应用价值。
(3)本发明所提供基于改性蒙脱石粉的复合粉体抑爆剂制备方法，为反溶剂重结晶法与球磨法联用，该方法具有工艺简单且效率高，条件温和且易控，过程环保且低能耗，易于工业化生产的特点。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
本发明提供了一种基于改性蒙脱石粉的复合粉体抑爆剂，所述组分包括：改性蒙脱石粉60.6％-76.8％，三聚磷酸铝6.4％-14.9％，硼酸锌5.6％-13.8％，四溴双酚3.5％-7.3％，三氧化二锑2.8％-5.2％，珍珠岩粉2.3％-5.6％，疏水气相二氧化硅2.1％-4.5％。
另外还可以选用不同的原料配比，例如包括重量份百分比的原料：改性蒙脱石粉66.0％-70.0％，三聚磷酸铝8.0％-12.0％，硼酸锌7.0％-11.0％，四溴双酚4.5％-6.5％，三氧化二锑3.0％-5.0％，珍珠岩粉2.5％-5.5％，疏水气相二氧化硅3.0％-4.5％。
本发明中基于改性蒙脱石粉的复合粉体抑爆剂的跟组分的粉体材料粒径均小于75μm,从而达到更好的抑爆效果，也能方便使用。
实施例1
本实施例中的基于改性蒙脱石粉的复合粉体抑爆剂，其原料按重量份百分比为：改性蒙脱石粉63.3％，三聚磷酸铝7.2％，硼酸锌6.3％，四溴双酚4.0％，三氧化二锑2.9％，珍珠岩粉2.4％，疏水气相二氧化硅2.6％。
其中，所述的改性蒙脱石粉由以下方法制备：称取一定量的蒙脱石粉，加入浓硫酸在70℃水浴条件下酸化，采用去离子水洗涤至中性，得到酸化蒙脱石粉，烘干，然后使用铝酸酯偶联剂(二硬脂酰氧异丙基铝酸酯)修饰酸化蒙脱石粉，得到改性蒙脱石粉。
所述的基于改性蒙脱石粉的复合粉体抑爆剂的制备方法如下：
步骤一.将改性蒙脱石粉、三聚磷酸铝、硼酸锌、四溴双酚、三氧化二锑、珍珠岩粉和疏水气相二氧化硅放入鼓风干燥箱内，按照15℃/h的升温速率从室温升温到35℃,保持恒温持续干燥5小时；
步骤二.按相应重量份百分比称取改性蒙脱石粉、三聚磷酸铝、硼酸锌、四溴双酚和三氧化二锑，充分溶解混合，将混合物放入搅拌器进行磁力搅拌，搅拌时的转速为300r/min，搅拌时间为20分钟，得到产物1；
步骤三.将干燥好的产物1、珍珠岩粉和疏水气相二氧化硅充分混合，然后放入行星式球磨机进行粉碎，球磨频率为40hz，球磨30分钟，得到产物2；
步骤四.将产物2放入鼓风干燥箱内，按照15℃/h的升温速率从室温升温到50℃，保持恒温持续干燥12h，然后冷却至室温，经过筛分处理，制得粒径在25μm-75μm的基于改性蒙脱石粉的复合粉体抑爆剂。
实施例2
本实施例中的基于改性蒙脱石粉的复合粉体抑爆剂，其原料按重量份百分比为：改性蒙脱石粉68.7％，三聚磷酸铝10.7％，硼酸锌9.7％，四溴双酚5.4％，三氧化二锑4.0％，珍珠岩粉4.0％，疏水气相二氧化硅3.3％。
其中，所述的改性蒙脱石粉由以下方法制备：称取一定量的蒙脱石粉，加入浓硫酸在70℃水浴条件下酸化，采用去离子水洗涤至中性，得到酸化蒙脱石粉，烘干，然后使用铝酸酯偶联剂(二硬脂酰氧异丙基铝酸酯)修饰酸化蒙脱石粉，得到改性蒙脱石粉。
所述的基于改性蒙脱石粉的复合粉体抑爆剂的制备方法如下：
步骤一.将改性蒙脱石粉、三聚磷酸铝、硼酸锌、四溴双酚、三氧化二锑、珍珠岩粉和疏水气相二氧化硅放入鼓风干燥箱内，按照15℃/h的升温速率从室温升温到35℃,保持恒温持续干燥5小时；
步骤二.按相应重量份百分比称取改性蒙脱石粉、三聚磷酸铝、硼酸锌、四溴双酚和三氧化二锑，充分溶解混合，将混合物放入搅拌器进行磁力搅拌，搅拌时的转速为300r/min，搅拌时间为20分钟，得到产物1；
步骤三.将干燥好的产物1、珍珠岩粉和疏水气相二氧化硅充分混合，然后放入行星式球磨机进行粉碎，球磨频率为40hz，球磨30分钟，得到产物2；
步骤四.将产物2放入鼓风干燥箱内，按照15℃/h的升温速率从室温升温到50℃，保持恒温持续干燥12h，然后冷却至室温，经过筛分处理，制得粒径在25μm-75μm的基于改性蒙脱石粉的复合粉体抑爆剂。
实施例3
本实施例中的基于改性蒙脱石粉的复合粉体抑爆剂，其原料按重量份百分比为：改性蒙脱石粉73.4％，三聚磷酸铝13.5％，硼酸锌12.4％，四溴双酚6.9％，三氧化二锑5.1％，珍珠岩粉5.6％，疏水气相二氧化硅4.5％。
其中，所述的改性蒙脱石粉由以下方法制备：称取一定量的蒙脱石粉，加入浓硫酸在70℃水浴条件下酸化，采用去离子水洗涤至中性，得到酸化蒙脱石粉，烘干，然后使用铝酸酯偶联剂(二硬脂酰氧异丙基铝酸酯)修饰酸化蒙脱石粉，得到改性蒙脱石粉。
所述的基于改性蒙脱石粉的复合粉体抑爆剂的制备方法如下：
步骤一.将改性蒙脱石粉、三聚磷酸铝、硼酸锌、四溴双酚、三氧化二锑、珍珠岩粉和疏水气相二氧化硅放入鼓风干燥箱内，按照15℃/h的升温速率从室温升温到35℃,保持恒温持续干燥5小时；
步骤二.按相应重量份百分比称取改性蒙脱石粉、三聚磷酸铝、硼酸锌、四溴双酚和三氧化二锑，充分溶解混合，将混合物放入搅拌器进行磁力搅拌，搅拌时的转速为300r/min，搅拌时间为20分钟，得到产物1；
步骤三.将干燥好的产物1、珍珠岩粉和疏水气相二氧化硅充分混合，然后放入行星式球磨机进行粉碎，球磨频率为40hz，球磨30分钟，得到产物2；
步骤四.将产物2放入鼓风干燥箱内，按照15℃/h的升温速率从室温升温到50℃，保持恒温持续干燥12h，然后冷却至室温，经过筛分处理，制得粒径在25μm-75μm的基于改性蒙脱石粉的复合粉体抑爆剂。
实验例：
将实施例1-3中制备得到的基于改性蒙脱石粉的复合粉体抑爆剂，分别用于20l球形爆炸装置抑制粉尘爆炸实验，另外用蒙脱石粉和磷酸二氢钙作对比实验。采用国际标准iso6184-1-1985、iso6184-2-1985、iso6184-3-1985测定粉尘爆炸所需的最少所述基于改性蒙脱石粉的复合粉体抑爆剂及蒙脱石粉的用量。实验结果及对照情况见表1。
表1为实验结果及对照情况表。
表1
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。