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电气石复合矿物材料的制备技术
发表日期:2019/6/3       点击:348

电气石复合矿物材料的制备技术

上海11选5走势图 (一) 超细粉碎技术

矿物功能粉用于纺织化纤和建材等行业,最主要的问题是粉体的最大颗粒控制。传统的观点认为, 在建材行业使用的超细粉体一般达到微米级就可以了,但是随着油漆应用领域的精细化和高档化,以 及对储存和运输因素的考虑,为了避免出现沉淀、分层和色差等问题,对无机粉体的粒度要求也越来 越细。在化纤行业,纤维直径是一定的,添加到纤维中的微粉的最大颗粒直径(4〇〇、筛下物、全 通过〉必须严格控制,否则会出现堵喷嘴、断丝和纤维强度减弱的后果。

现有工业化规模的超细粉体制备工艺,一般最大颗粒控制约在8 ~ 12 pm之间。目前,超细粉碎行 业急需解决的技术瓶颈是控制最大颗粒度的工艺和技术,以满足纺织化纤和建材行业的应用要求.

北京矿冶研究总院利用自主开发的高效超细搅拌和分级设备,成功开发出先进的超细粉体制备工 艺流程,能将超细矿物粉体的最大粒度控制在4 ixni (<〇〇矣4 (xm)以下,并且可以在2 ~4 pm的范围 内调节,产品具有粒度分布较窄,颗粒均匀,分散性好的突出优点。

通过不同的工序组合,可以实现产品最大颗粒的控制,实现最大值可调控的目的。

(二) 粉体形貌修饰技术

粉体的颗粒形貌,直接影响到应用效果,建材、纺织化纤行业要求的矿物粉体的形貌最好是类球 形、分散性好、边界圆滑,尽量减少色差和分层以及纤维的毛刺等现象,改善表观和手感。为此,在 流程中增加了专门的整形工序,并且通过SEM手段研究了该工序对粉体颗粒形貌的整形效果,并与国 外相关产品进行了比较,粉体的SEM分析结果见图1。

⑷蓿形前X丨0000> (b>整形后(X10000)

1试验样品的整形前后的SEM图片

(三)粉体颗粒的表征

当粉体成超细粒径后,其颗粒的表征方式至关重要。目前超细粉体的粒度表征方式很多,不同表 征方法,得到的结果相差很大。经过大量研究,得出一套比较合理的超细粉体评价方法,包括采用激 光粒度仪和扫描电子镜(SEM)联合评价,可以较准确地表征超细粉体的实际粒度。尤其是粉体中含 量较小的大颗粒,可以直观形象地得到表征。试验结果见表1和图2。

1 LS230激光粒度仪测试结果

编号

^10

 

^50

^75

^90

^100

DQS-67

0。 122

0。200

0.414

0.840

1. 180

4.472

从SEM图上观测到的锒大颗粒直径与采用QULTER LS230激光粒度仪测试的结果比较一致,重现 性较好。也印证了研究采用的工艺流程可以比较精确地控制最大颗粒直径。

图2粉体对应的SEM图片

(四)矿物粉体的辐射安全问题

材料与人体和生活密切接触,因此,天然矿物的放射安全,以及对人体和环境所产生的危害问题 一直是人们关心的话题。

将研究的矿物粉体送到北京市预防医学科学院测试中心进行天然放射性核素比活度和内外照射指 数指标测试,同时与纯电气石进行比较,结果见表2、表3。

2样品中的天然放射性核棄比活度数值

序号

样品名称

cHa/ (Bq • kg*1)

(Bq • kg'1)

cK/ (Bq • kg'1)

测试标准

1

复合矿物粉体

12 ±2. 4

4±1

<14

 

2

纯电气石粉体

20. 39 ±1.28

6. 40 ±1.28

50 ± 10. 06

GB6566-2001

3

北京地区土壤

18

35

629

 

3内外照射指数比较

 

复合矿物粉

纯电气石粉体

北京地区土壤

建筑主体材料限值

内照射指数/Ra

0.06

0.08

0。09

1

外照射指数^

0。05

0.16

0。33

13

表中的测试数据表明,复合矿物粉体以及纯电气石粉的放射性指标不仅远远低于A类建材产品规 定的限值,而且还小于北京地区土壤的放射性水平,不存在放射性污染问题c

三、复合矿物粉体的特征

(一)粉体理化指标

与纯电气石矿物粉体的各项理化指标比较结果见表4。

4复合矿物粉体与纯电气石粉理化指标比较

序号

项目名称

单位

复合矿物粉

纯电气石粉

1

白度

Wg

75.69

52.51

2

含水率

%

0。 15

0.5

3

pH

 

6.5

7。4

4

烧损率

%

0.2

2.45


表4所示的测试结果表明,复合矿物粉体的多项理化指标均比纯电气石超细粉体优越,尤其是白 度,得到了较大幅度的提高,有利于纺织品的染色和建材行业推广应用。

(二)功能性指标

对复合后矿物粉体材料的远红外发射率和负离子发生量效果进行了测试,并与纯电气石粉体和市 场上收集到的单一功能远红外粉进行比较,结果见表5。其中负离子发生量指标是采用相同粉体用量 情况下制成的涤纶短纤在相同条件下(动态)测试的结果。

5各种粉体功能性指标比较

序号

项目名称

复合矿物粉

纯电气石粉

纯远红外粉

1

远红外发射率

0.94

0。89

0. 92

2

负离子发生fi/ (个-cnT3)

5200

2500

600

从表5明显看出,复合矿物粉体的各项功能性指标均优于纯电气石粉和单一远红外粉。通过在粉 体方面所作的改进,可以在不增加添加量的前提下,使纤维同时具备多项功能,还不降低化纤的强度 指标,这是新型功能粉体的突出优点。

四、复合矿物粉体在纺织领域的应用[45]

研究的复合矿物粉体已经成功应用到涤纶短纤、丙纶长纤等多种化纤产品和针织布料等产品中, 取得较好的效果。尤其在1.6"?出ex x38 mm规格的复合功能涤纶短纤中,最终粉体在纤维中的含量可 达到4.5%。其制备过程为:先将矿物功能粉体溶于高黏涤纶聚酯切片,经过若干道工序处理,制造 出高含量的功能母粒,再通过增黏工序,在高温下通过熔体专用设备制作出负离子远红外纤维,最后 按50%负离子远红外涤纶与50%棉混纺成32支负离子远红外针织布料。相关测试指标如下。

(一)涤纶短纤品质测试结果

产出的负离子远红外功能纤维经过江苏省纺织产品质量监督检验测试中心进行常规物理指标测试, 参照普通涤纶短纤产品的国家标准GB/T14464—1993《涤纶短纤》进行比较,结果表明,其中最重要 的指标——纤度和断裂强度,均优于普通漆纶短纤的优等品指标,测试结果见表6。

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