一种抗菌高分散滑石粉的制备方法
阅读说明：本技术 一种抗菌高分散滑石粉的制备方法 (Preparation method of antibacterial high-dispersion talcum powder ) 是由 韦明 于 2020-06-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种抗菌高分散滑石粉的制备方法,将滑石粉粉碎,加入水混合并不断搅拌均匀,制得滑石粉浆料；将浆料加入球磨机,再加入季戊四醇硬脂酸酯、三聚氰胺、聚氨丙基甲基倍半硅氧烷和咪唑啉型磷酸酯钠盐组成的复配改性剂,球磨进行表面改性,得改性浆料；再输送至压滤机脱水,再加入粉体改性机,加入壳聚糖、十六烷基二甲基苄基氯化铵和8-羟基喹啉铜组成的抗菌剂进行二次表面改性,经干燥,粉碎,制得抗菌高分散滑石粉。本方法制备的滑石粉具有很好的分散性、加工性能、抑菌抗菌性能,与有机填料或纤维之间具有很好的相容性,界面结合力良好,填充后使制品具有很好的机械性能及抗菌性,可作为优异的塑料、涂料或造纸填料。(The invention discloses a preparation method of antibacterial high-dispersion talcum powder, which comprises the steps of crushing talcum powder, adding water, mixing and continuously stirring uniformly to prepare talcum powder slurry; adding the slurry into a ball mill, adding a compound modifier consisting of pentaerythritol stearate, melamine, poly (aminopropyl methyl silsesquioxane) and imidazoline type phosphate sodium salt, and carrying out ball milling for surface modification to obtain modified slurry; and then conveying the mixture to a filter press for dehydration, adding a powder modifying machine, adding an antibacterial agent consisting of chitosan, hexadecyl dimethyl benzyl ammonium chloride and 8-hydroxyquinoline copper for secondary surface modification, drying and crushing to obtain the antibacterial high-dispersion talcum powder. The talcum powder prepared by the method has good dispersibility, processability, antibacterial and antibacterial properties, good compatibility with organic fillers or fibers, and good interface bonding force, and the filled product has good mechanical properties and antibacterial properties, and can be used as excellent plastic, paint or papermaking filler.)
技术领域
本发明涉及制备非金属矿物填料技术领域，具体是一种抗菌高分散滑石粉的制备方法。
背景技术
滑石粉为硅酸镁盐类矿物滑石族滑石，主要成分是滑石含水的硅酸镁，分子式为Mg3[Si4O10](OH)2。滑石属单斜晶系。滑石粉具有润滑性、抗黏、助 流、耐火性、抗酸性、绝缘性、熔点高、化学性不活泼、遮盖力良好、柔 软、光泽好、吸附力强等优良的物理、化学特性，滑石的结晶构造是呈层状的，所以具有易***成鳞片的趋向和特殊的滑润性。因此，滑石粉被广泛应用于橡胶、塑料、造纸、涂料、油漆、油墨、电缆、建筑用品等领域。
滑石粉作为化工填料时，能够提高制品的强度、耐热性及白度，但是其表面有亲水较强的羟基，呈现较强的碱性，这种亲水疏油的性质使滑石粉与有机高聚物或纤维的亲水性差，易形成聚集体，造成内部分散不均匀，从而造成两种材料间界面缺陷，直接应用效果不好。目前对滑石粉填料的改进技术研究日益广泛和深入，但一般都还存在几个方面的问题：一是滑石粉填料改性的工艺复杂，团聚问题仍然存在，成本太高；二是方石粉填料改性的效果不明显，随着填料的加入，制品的强度性能下降较大；三是改性填料的稳定性不够，滑石粉与纤维及与塑料、涂料基材之间的结合力很差，容易造成界面缺陷，容易脱落及导致材料性能下降。随着人们对健康和环保意识的不断增强，对日常生活中接触频繁的纸张、涂料、塑料制品提出了“抑菌、杀菌”的需求，因此提高滑石粉的抗菌性是当今市场的需求。
发明内容
本发明为了克服现有高岭土存在的上述问题，提供一种抗菌高分散滑石粉的制备方法。本发明方法采用季戊四醇硬脂酸酯、三聚氰胺、聚氨丙基甲基倍半硅氧烷和咪唑啉型磷酸酯钠盐对滑石粉进行表面改性，不仅能够改善滑石粉的分散性、相容性，提高与纤维、有机基材的结合力；再通过壳聚糖、十六烷基二甲基苄基氯化铵和8-羟基喹啉铜对滑石粉进行二次改性，能够提高滑石粉的抗菌性。
为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：
一种抗菌高分散滑石粉的制备方法，包括如下步骤：
S1：将滑石粉粉碎，加入水混合并不断搅拌均匀，制得滑石粉浆料；
S2：将滑石粉浆料加入球磨机，再加入季戊四醇硬脂酸酯、三聚氰胺、聚氨丙基甲基倍半硅氧烷和咪唑啉型磷酸酯钠盐组成的复配改性剂，球磨进行表面改性，得改性浆料；
S3：将改性浆料输送至压滤机脱水，再加入粉体改性机，加入壳聚糖、十六烷基二甲基苄基氯化铵和8-羟基喹啉铜组成的抗菌剂进行二次表面改性，经干燥，粉碎，制得抗菌高分散滑石粉。
进一步地，所述复配改性剂的加入量为滑石粉重量的1-4%。
进一步地，所述复配改性剂中季戊四醇硬脂酸酯、三聚氰胺、聚氨丙基甲基倍半硅氧烷和咪唑啉型磷酸酯钠盐的质量比为3-5:3-5:1-3:1-3。
进一步地，所述抗菌剂的加入量为滑石粉质量的0.5-1.5%。
进一步地，所述抗菌剂中壳聚糖、十六烷基二甲基苄基氯化铵和8-羟基喹啉铜的质量比为2-5:0.5-2.0:0.5-2.0。
进一步地，所述粉碎至粉碎至200-400目。
进一步地，所述加水量为滑石粉质量的4-6倍。
进一步地，所述表面改性是在转速为300-500r/min下球磨20-30min。
进一步地，所述干燥是采用脉冲气流干燥机干燥；所述干燥的进料速度为200-300kg/h，干燥温度为80-110℃，风速为10-15m/s。
与现有技术相比，本发明的优点及有益效果为：
1、本发明方法采用季戊四醇硬脂酸酯、三聚氰胺、聚氨丙基甲基倍半硅氧烷和咪唑啉型磷酸酯钠盐组成的改性剂对滑石粉进行改性，形成了有机-无机杂化网络结构，使得滑石粉与塑料、造纸、涂料等有机基团及纤维形成架桥网络结构，提高滑石粉与其他填料之间的相容性和结合力；且提高滑石粉的分散性及加工性能，降低产品的吸油值，解决滑石粉容易发生团聚的问题。
2、本发明方法还经过壳聚糖、十六烷基二甲基苄基氯化铵和8-羟基喹啉铜组成的抗菌剂进行二次改性，能提高滑石粉的抗菌抑菌性能，符合现代人对抗菌产品的追求，市场前景广泛。
3、本方法采用脉冲气流干燥机对滑石粉进行干燥，不仅干燥受热均匀，效率高，还使得改性剂能够更好的包裹在滑石粉的表面及有利于滑石粉的分散。
4、本方法制备的滑石粉具有很好的分散性、加工性能、抑菌抗菌性能，与有机填料或纤维之间具有很好的相容性，界面结合力良好，填充后使得制品具有很好的机械性能及抗菌性，可作为优异的塑料、涂料或造纸填料，具有很好的市场应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
实施例1
一种抗菌高分散滑石粉的制备方法，包括如下步骤：
S1：将滑石粉粉碎至250目，加入滑石粉质量5倍的水混合并不断搅拌均匀，制得滑石粉浆料；
S2：将滑石粉浆料加入球磨机，再加入质量比为4:3:2:1的季戊四醇硬脂酸酯、三聚氰胺、聚氨丙基甲基倍半硅氧烷和咪唑啉型磷酸酯钠盐组成的复配改性剂，所述复配改性剂的加入量为滑石粉质量的2.0%，在转速为300r/min下球磨30min进行表面改性，得改性浆料；
S3：将改性浆料输送至压滤机脱水，再加入粉体改性机，加入质量比为3:1:1的壳聚糖、十六烷基二甲基苄基氯化铵和8-羟基喹啉铜组成的抗菌剂进行二次表面改性，所述抗菌剂的加入量为滑石粉质量的1%，经脉冲气流干燥机，在进料速度为250kg/h，干燥温度为90℃，风速为15m/s下干燥，粉碎，制得抗菌高分散滑石粉。
实施例2
一种抗菌高分散滑石粉的制备方法，包括如下步骤：
S1：将滑石粉粉碎至325目，加入滑石粉质量6倍的水混合并不断搅拌均匀，制得滑石粉浆料；
S2：将滑石粉浆料加入球磨机，再加入质量比为3:5:2:2的季戊四醇硬脂酸酯、三聚氰胺、聚氨丙基甲基倍半硅氧烷和咪唑啉型磷酸酯钠盐组成的复配改性剂，所述复配改性剂的加入量为滑石粉质量的2.4%，在转速为350r/min下球磨30min进行表面改性，得改性浆料；
S3：将改性浆料输送至压滤机脱水，再加入粉体改性机，加入质量比为4:1.5:1.5的壳聚糖、十六烷基二甲基苄基氯化铵和8-羟基喹啉铜组成的抗菌剂进行二次表面改性，所述抗菌剂的加入量为滑石粉质量的0.7%，经脉冲气流干燥机，在进料速度为200kg/h，干燥温度为100℃，风速为15m/s下干燥，粉碎，制得抗菌高分散滑石粉。
实施例3
一种抗菌高分散滑石粉的制备方法，包括如下步骤：
S1：将滑石粉粉碎至400目，加入滑石粉质量5倍的水混合并不断搅拌均匀，制得滑石粉浆料；
S2：将滑石粉浆料加入球磨机，再加入质量比为4:3:1:2的季戊四醇硬脂酸酯、三聚氰胺、聚氨丙基甲基倍半硅氧烷和咪唑啉型磷酸酯钠盐组成的复配改性剂，所述复配改性剂的加入量为滑石粉质量的3.5%，在转速为500r/min下球磨20min进行表面改性，得改性浆料；
S3：将改性浆料输送至压滤机脱水，再加入粉体改性机，加入质量比为3:2:1的壳聚糖、十六烷基二甲基苄基氯化铵和8-羟基喹啉铜组成的抗菌剂进行二次表面改性，所述抗菌剂的加入量为滑石粉质量的1.2%，经脉冲气流干燥机，在进料速度为300kg/h，干燥温度为110℃，风速为15m/s下干燥，粉碎，制得抗菌高分散滑石粉。
实施例4
一种抗菌高分散滑石粉的制备方法，包括如下步骤：
S1：将滑石粉粉碎至400目，加入滑石粉质量6倍的水混合并不断搅拌均匀，制得滑石粉浆料；
S2：将滑石粉浆料加入球磨机，再加入质量比为5:4:3:3的季戊四醇硬脂酸酯、三聚氰胺、聚氨丙基甲基倍半硅氧烷和咪唑啉型磷酸酯钠盐组成的复配改性剂，所述复配改性剂的加入量为滑石粉质量的3.0%，在转速为400r/min下球磨25min进行表面改性，得改性浆料；
S3：将改性浆料输送至压滤机脱水，再加入粉体改性机，加入质量比为5:1:1的壳聚糖、十六烷基二甲基苄基氯化铵和8-羟基喹啉铜组成的抗菌剂进行二次表面改性，所述抗菌剂的加入量为滑石粉质量的1.4%，经脉冲气流干燥机，在进料速度为250kg/h，干燥温度为100℃，风速为15m/s下干燥，粉碎，制得抗菌高分散滑石粉。
对比例1
S1：将滑石粉粉碎至400目，加入滑石粉质量6倍的水混合并不断搅拌均匀，制得滑石粉浆料；
S2：将滑石粉浆料加入球磨机，再加入质量比为5:4:3:3的季戊四醇硬脂酸酯、三聚氰胺、聚氨丙基甲基倍半硅氧烷和咪唑啉型磷酸酯钠盐组成的复配改性剂，所述复配改性剂的加入量为滑石粉质量的3.0%，在转速为400r/min下球磨25min进行表面改性，得改性浆料；
S3：将改性浆料输送至压滤机脱水，经脉冲气流干燥机，在进料速度为250kg/h，干燥温度为100℃，风速为15m/s下干燥，粉碎，制得滑石粉。
对比例2
S1：将滑石粉粉碎至400目，加入滑石粉质量6倍的水混合并不断搅拌均匀，制得滑石粉浆料；
S2：将滑石粉浆料加入球磨机，再加入为滑石粉质量的3.0%的季戊四醇硬脂酸酯，在转速为400r/min下球磨25min进行表面改性，得改性浆料；
S3：将改性浆料输送至压滤机脱水，再加入粉体改性机，加入质量比为5:1:1的壳聚糖、十六烷基二甲基苄基氯化铵和8-羟基喹啉铜组成的抗菌剂进行二次表面改性，所述抗菌剂的加入量为滑石粉质量的1.4%，经脉冲气流干燥机，在进料速度为250kg/h，干燥温度为100℃，风速为15m/s下干燥，粉碎，制得滑石粉。
对比例3
将滑石粉直接粉碎至400目。
将本实施例1-4及对比例1-3制得的滑石粉的吸油值及应用在造纸填料中，用打浆机将漂白木浆打成38°SR，将滑石粉以绝干浆重量计以30%的用量加入，再加入分别为绝干浆重量计3%、1%、0.5%的聚丙烯酸酯乳液、羧甲基纤维素、增塑剂，按照常规方法制成70g/m2定量的手抄纸。按照常规方法测定纸张的抗张指数、撕破强度、纸张平滑度、纸张抗菌性。测试结果如表1所示。
表1：本发明制得的滑石粉应用在造纸填料时的性能测试结果
从上述测试结果得知，本发明制得的滑石粉具有低吸油值，作为造纸填料后能够增强滑石粉与纤维的结合力提高纸张的力学性能，同时能够提高纸张的平滑度及抗菌性能。
以上内容是结合具体的/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施例做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应视为属于本发明的保护范围。