【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无机非金属材料制备，具体涉及一种亲油海泡石及其制备方法和应用。
技术介绍
1、黏土矿物是一类重要的矿产资源，具有独特的微纳米结构、较大的比表面积和良好的热/化学稳定性，部分黏土矿物还表现出良好的离子交换性，在环境修复、机械制造、石油化工等领域得到广泛应用。黏土矿物是一种黏土或黏土岩中晶粒小于2μm的层状含水硅酸盐或铝硅酸盐矿物，其化学成分主要为h2o、sio2和al2o3，部分还含有一定的fe2o3、mgo以及少量的k2o、na2o等，其晶体结构主要由2个基本结构层构成，即硅氧四面体片（tetrahedral sheet，t层）和铝（镁）氧八面体片（octahedral sheet，o层）。两种晶片以适当的方式组合，构成了1:1型和2:1型两种晶胞。两种晶胞自由组合，不同的叠加方式构成了不同的黏土矿物，主要的黏土矿物有高岭石、蒙脱石、海泡石、凹凸棒石、伊利石和埃洛石等。
2、黏土表面有机改性即通过添加有机改性剂，改变黏土表面的亲疏水性能，从而使黏土能与疏水性基体很好的结合。改性剂主要分为偶联剂、高级脂肪酸及其盐、不饱和有机酸、硅油、聚烯烃低聚物等。有机改性后的黏土矿物因其独特的物理化学性质和广泛的应用前景，在环境污染控制和修复、建筑材料、电池领域、医药和制药、化工和催化等多个领域发挥着重要作用。
3、在改性方面：公开号为cn 116253329 a的中国专利文献公开了一种混维凹凸棒石黏土基润滑油减摩添加剂的制备方法，属于有机改性黏土制备
该专利技术将混维凹凸棒石黏土破碎和除砂后，分散
4、论文名为《海泡石改性及对硝酸铵性能影响的研究》的硕士学位论文研究了多种改性剂对海泡石进行有机改性的效果，并将有机改性的海泡石作为改性剂应用于硝酸铵，其实验设计在改性海泡石阶段也采用了海泡石与改性剂溶液经反应、洗涤、抽滤、干燥等步骤的工艺，而在改性硝酸铵阶段采用了球磨海泡石和硝酸铵的工艺，最终得到的硝酸铵产品吸湿率大幅降低。
5、上述三项黏土表面有机改性的专利和论文，均对黏土矿物采用湿法改性工艺，涉及多个步骤，工艺过程中需要大量的能源来洗涤和干燥，能耗较高，且对机器设备的要求较高。相对的，干法改性工艺流程更短，操作更简便，无需额外添加溶剂，并且可以将改性剂的利用率大幅提升。
6、公开号为cn 115780801 a的中国专利文献公开了一种高温下球磨碳纳米管改性铝基复合材料的制备方法：将碳纳米管与铜粉进行预混合，与铝锭置于球磨罐中，对球磨罐进行加热后进行球磨，球磨结束后过滤得到球磨碳纳米管改性铝基复合材料。该方法将传统粉末冶金和搅拌铸造合二为一，充分发挥两者的技术优势，在大幅提升制备效率的同时保证了材料的优越性能。
7、公开号为cn 112138705 a的中国专利文献公开了一种高温及球磨改性sba-15分子筛材料及其制法、丙烷脱氢催化剂及其制法和应用：在保护气的存在下，将sba-15分子筛材料依次进行第一阶段升温加热处理和第二阶段升温加热处理，而后在球磨机中对高温处理后的sba-15分子筛材料进行球磨。所得改性sba-15分子筛材料用于制备丙烷脱氢催化剂时，具有较高的丙烷转化率和丙烯选择性。上述两项专利均应用了先预热后球磨的处理工艺，分别用于合成改性铝基复合材料和改性sba-15分子筛材料，目前尚未见高温和球磨同时用于黏土矿物材料领域进行改性的工艺。
8、摩擦材料是一个多成分集成的复杂系统，为满足在不同的温度范围内其摩擦系数保持稳定的设计要求，增强纤维的作用举足轻重。目前应用于摩擦材料增强纤维的钛酸钾晶须、玻璃、凯夫拉、碳、芳纶、玄武岩等材料，仍存在高成本、与树脂结合力弱、产生低频噪音、损害对偶、升温速度快等问题，而黏土矿物可解决以上部分问题。
9、在应用方面：公开号为cn 117887204 a的中国专利文献公开了一种摩擦材料、由其制备的刹车片及其制备方法和应用，通过多酚醛树脂和碳纤维分别进行改性，形成了核壳结构酚醛树脂和接枝海泡石粉的改性碳纤维，协同提升摩擦材料的耐高温性能和耐磨性，但是，专利中并未对海泡石进行有效合理的改性，导致海泡石与酚醛树脂的结合性能较弱，进而影响了摩擦材料的使用性能。公开号为cn 117448623 a的中国专利文献公开了一种含改性海泡石的铜基复合摩擦材料及制备方法和应用，其中对天然海泡石于真空烧结炉中进行高温处理，通过热分解、脱水和结构变化过程来提高其热稳定性和结构稳定性，但是，含铜的摩擦材料在车辆发生制动时，会导致大量铜粉尘随着摩擦材料的磨损而产生，进而造成重金属污染，目前尚未见对海泡石进行有机改性来结合树脂等有机物基体合成性能更优异的摩擦材料。
10、基于上述背景，目前仍然缺乏一种简单、高效的干法有机改性黏土的制备方法，并将其应用于摩擦材料的增强纤维材料。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提出了一种亲油海泡石及其制备方法和应用，以纤维形貌的海泡石为代表性黏土，解决了黏土矿物表面有机化程度低，改性成本高，改性效果不佳的缺点。本专利技术将传统热活化处理和干性球磨改性合二为一，缩短工艺流程，大幅提升生产效率，具有较高的实际生产指导意义。
2、本专利技术由如下技术方案实现的：一种亲油海泡石的制备方法，包括如下步骤：
3、（1）将海泡石与硬脂酸进行预混合并加热，形成海泡石和硬脂酸的混合物，通过热作用脱除海泡石结构中存在的吸附水；
4、（2）海泡石和硬脂酸的混合物置于球磨罐中并加入球磨珠，对球磨罐进行加热，升温至≥69.6℃，将硬脂酸融化的同时进一步热活化海泡石；
5、（3）将预热后的罐体取出后加入黏土表面改性剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷，充分混合球磨，球磨结束后对球磨产物进行过滤，筛出球磨珠，得到亲油海泡石。
6、进一步的，步骤（1）中硬脂酸占硬脂酸与海泡石的混合物的质量百分比为1-20wt.%；海泡石与硬脂酸加热升温速率为5℃/min，升温至50-100℃加热10-60min。
7、步骤（2）中球磨珠加入质量为海泡石和硬脂酸混合物的4-6倍，球磨罐升温速率为5℃/min，升温至100-150℃加热10-60min。
8、步骤（3）中γ-氨丙基三乙氧基硅烷占海泡石和硬脂酸的混合物与γ-氨丙基三乙本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种亲油海泡石的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中硬脂酸占硬脂酸与海泡石的混合物的质量百分比为1-20wt.%；海泡石与硬脂酸加热升温速率为5℃/min，升温至50-100℃加热10-60min。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中球磨珠加入质量为海泡石和硬脂酸混合物的4-6倍，球磨罐升温速率为5℃/min，升温至100-150℃加热10-60min。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）中γ-氨丙基三乙氧基硅烷占海泡石和硬脂酸的混合物与γ-氨丙基三乙氧基硅烷总质量的1-10wt.%；球磨罐转速为100-1000r/min，球磨10-60min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中硬脂酸占硬脂酸与海泡石的混合物的质量百分比为15wt.%；海泡石与硬脂酸加热升温速率为5℃/min，升温至60℃；步骤（2）中球磨罐升温速率为5℃/min，升温至130℃；步骤（3）中γ-氨丙基三乙氧基硅烷占海泡石和硬脂酸的混合物与γ-氨丙
6.利用权利要求1-5任一所述方法得到的亲油海泡石。
7.权利要求6所述的亲油海泡石作为增强纤维在树脂基摩擦材料中的应用。
8.权利要求6所述的亲油海泡石作为增强纤维在聚氨酯基材料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种亲油海泡石的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中硬脂酸占硬脂酸与海泡石的混合物的质量百分比为1-20wt.%；海泡石与硬脂酸加热升温速率为5℃/min，升温至50-100℃加热10-60min。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中球磨珠加入质量为海泡石和硬脂酸混合物的4-6倍，球磨罐升温速率为5℃/min，升温至100-150℃加热10-60min。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）中γ-氨丙基三乙氧基硅烷占海泡石和硬脂酸的混合物与γ-氨丙基三乙氧基硅烷总质量的1-10wt.%；球磨罐转速为100-1000r/...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯凯，魏昱含，姚鑫，王帅，姚顺，黄丽，原正杰，张宸浩，马金涛，卫指楠，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：
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