一种白色复合体质填料及其制备方法
专利汇可以提供一种白色复合体质填料及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种白色的 复合体 质填及其制备方法。所说的白色复合体质填料为一类具有通式xA·ySiO2·nH2O所示的一类化合物，经应用证明：具有显白性好(其折光率可达1.6～2.0)、蓬松性好(其吸油值达100～250mg/g)以及补强性能优良(与白 炭黑 相当)等诸优点，可满足产业部 门 对白色体质填料优良综合技术指标的要求。，下面是一种白色复合体质填料及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种白色复合体质填料，其特征在于为一类具有如通式(1)所显示的组合物：
xA·ySiO2·nH2O (1)
其中：
A---选自下列化合物中的一种或一种以上：Al(OH)3、BaCO3、
BaHPO4、Ba3(PO4)2、BaSO4、CaCO3、CaHPO4、
Ca3(PO4)2、CaSO4、MgCO3，PbCO2、PbSO4、SrCO3、
SrHPO4、Sr3(PO4)2、SrSO4、Zn(OH)2、ZnS；
x≤y，经归一化处理，即通式(1)中的x＝1时，y＝1.0～4.0，n＝0～6。
2.如权利要求1所述的白色复合体质填料的制备方法，其特征在于：以水溶性硅 酸盐溶液与含有Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Al3+、Zn2+、Pb2+金属离子中的 一种或一种以上可溶性盐溶液反应生成相应的硅酸盐复合物沉淀，或直接以 水不溶性的硅酸盐类矿石粉为原料，然后在室温搅拌下与酸或盐进行酸解或 复分解反应，并调控反应物质的终点PH＝4.5～5.5，加入稳定剂后，再继续陈化 20～30分钟，然后过滤，滤饼用水洗涤后于105～110℃下干燥；
其中：(1)所说的稳定剂是连二亚硫酸钠、(NH4)2SO4、NaCl、NH4Cl、柠檬 酸钠、柠檬酸钾、柠檬酸铵中的一种或一种以上；
(2)所说的酸解反应所用的酸是H2SO4、H3PO4、HCl、H2CO3、H2S中的一种或一种以上；
(3)所说的复分解反应用的盐是MgCl2、MgSO4、Mg(NO3)2、
Mg(CH3COO)2、CaCl2、Ca(NO3)2、Ca(CH3COO)2、SrS、SrCl2、
Sr(NO3)2、Sr(CH3COO)2、BaS、BaCl2、Ba(NO3)2、
Ba(CH3COO)2、Al2(SO4)3、AlCl3、Al(NO3)3、Al(CH3COO)3、
ZnSO4、ZnCl2、Zn(NO3)2、Zn(CH3COO)2、Pb(NO3)2、
Pb(CH3COO)2中的一种或一种以上。
本发明涉及一种体质填料及其制备方法。
随着工业的发展，使用白色体质填料来改善产品性能的产业部门将越来越 多，但是，目前市场上，虽然作为体质填料的品种很多，如天然类矿物体质填 料有：白岭土(Al2O3·2SiO2·2H2O)、滑石粉(3MgO·4SiO2·H2O)、硅灰石 (CaSiO3)、石英(SiO2)等，但这些填料不仅受到自然资源的限制，而且需要耗 费大量能源进行超细粉碎，所得产品其蓬松性、补强性又差；又如化学合成的 体质填料有：白炭黑(SiO2·nH2O)、硅酸钙(CaO·XSiO2)、硅酸镁( MgO·XSiO2)、以及硅酸铝(Al2O3·XSiO2)等，但这类化合物不仅生产工艺较复杂、 成本高，而且折光率低(＜1.5)，显白性差，不能满足工业上多样化的要求。为 此，产业部门希望科技者提供一类综合指标优良的体质填料，即要求所说的体 质填料具有：显白性好(其折光率≥1.6)，蓬松性好、吸油值高(可达100～ 250mg/g)以及良好的补强性等优点。此外，要求生产过程具有工艺简便，成 本低等优点。
本发明的目的在于克服现有技术的上述缺点，提供一种白色复合体质填料 及其制备方法，其综合技术指标均可满足产业部门的要求，具有显白性好(其 折光率在1.6～2.0之间)，蓬松性好、吸油值大(可达250mg/g)，以及补强性 优良等诸优点。
本发明的构思是这样的：发明人有鉴于目前常用的矿物类体质填料，其显 白性较好(高纯度的矿粉为最好)，但蓬松性和补强性差，而合成法所得的体 质填料，其蓬松性和补强性好(以白炭黑为最好)，但显白性较差(尤以白炭 黑最差)，综合技术指标均不能满足产业部门的要求。本发明设计了一种理想 的白色体质填料，在其结构中：
(1)引入硅氧基团，使产品具有良好的补强性；
(2)引入光密性高的物质，使产品具有较高的折光率和良好的显白性；
(3)引入价廉易得的阴离子基团，不仅可使产品稳定，而且成本低廉；
(4)通过优化合成工艺，使反应生成均匀的微粒，从而使产品具有良好的 蓬松性和吸油值。
总之，按照本发明的构思可以制得具有补强性好、显白性高、蓬松性能良 好、吸油值大，以及制备工艺简便、生产成本低等诸优点的产品。
本发明亦是这样实现的：本发明按照上述构思制得的白色复合体质填料是 一类具有如下通式的组合物：
xA·ySiO2·nH2O (1)
A——选自下列化合物中一种或一种以上，如：
Al(OH)3、BaCO3、BaHPO4、Ba3(PH4)2、BaSO4、CaCO3、
CaHPO4、Ca3(PO4)2、CaSO4、MgCO3、PbCO3、PbSO4、
SrCO3、SrHPO4、Sr3(PO4)2、SrSO4、Zn(OH)2、ZnS；
x≤y，经归一化处理，即通式(1)中x＝1，y为1.0～4.0，n＝0～6。
本发明所说的白色复合体质填料，其制备方法为：
以可溶性的硅酸盐水溶液先与含有Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Al3+、 Zn2+、Pb2+等离子中的一种或一种以上的可溶性盐溶液，在水相中进行反应， 生成相应的硅酸盐复合物沉淀，或直接以水不溶性的硅酸盐类的矿石粉为原 料，然后在常温搅拌下，加入酸或盐进行酸解或复分解反应，并调控反应物系 终点的pH＝4.5～5.5，再搅拌陈化20～30分钟，得到目的产物。
所说的酸可以是H2SO4、H3PO4、HCl、H2CO3、H2S中的一种或一种以 上。
所说的盐可以是MgCl2、MgSO4、Mg(NO3)2、Mg(CH3COO)2、CaCl2、 Ca(NO)2，Ca(CH3COO)2、SrS、SrCl2、Sr(NO3)2、Sr(CH3COO)2、BaS、 BaCl2、Ba(NO3)2、Ba(CH3COO)2、Al2(SO4)3、AlCl3、Al(NO3)3、 Al(CH3COO)3、ZnSO4、ZnCl2、Zn(NO3)2、Zn(CH3COO)2、Pb(NO3)2、 Pb(CH3COO)2中的一种或一种以上。
所说的酸也可以利用工业生产的废酸，所说的可溶性盐也可以利用工业生 产含有这些金属离子的废水溶液。
此外，为了提高产物的品质，本发明在调控反应物系的终点pH＝4.5～ 5.5的同时，加入稳定剂，其加入量的多少视反应物系中的所含的杂质Fe2+多 少而定。稳定剂的作用在于将反应物系中所含的杂质Fe2+予以稳定，以防止 由于氧化使Fe2+氧化成Fe3+形成沉淀析出，而混杂于产物中，降低产物的品 质。所说的稳定剂可以是保险粉、(NH4)2SO4、NaCl、NH4Cl、柠檬酸盐 (Na、K、NH4盐)中的一种或一种以上。上述的保险粉系连二亚硫酸钠的俗名。
按照本发明的方法制得的白色复合体质填料，经(按常规方法)测定，可达 到如下技术指标：
折 光 率 ：1.6～2.0；
吸 油 值 ：100～250mg/g；
杂质Fe3+：＜0.05％；
SiO2含量 ：25～50％。
下面将结合实施例进一步阐明本发明的内容，但这些实施例并不限制本发 明的保护范围。
实施例1
在一反应中，加入含SiO2为1.5％(wt)、模数为2.0～4.0的水玻璃溶液 400ml，在室温和搅拌的条件下，按照等当点的原则，滴加入含有Mg2+、 Ca2+、Sr2+、Ba2+、Al3+、Zn2+、Pb2+等金属离子溶液中的一种或一种以上(通 常可取金属离子浓度为1mol左右)，形成沉淀，然后再用酸进行酸化反应，并 调节反应液的PH＝4.5～5.5，再加入稳定剂(NH4)2SO4后，继续在搅拌下陈 化20～30分钟，过滤，滤饼用水洗涤至杂质合格为止(主要除去反应生成的可 溶性盐，如Na2SO4或NaCl或Na3PO4等盐)，取出滤饼，在105～110℃下 干燥，即得产品。
实施例2
在一反应器中，加入含SiO2为1％(wt)，模数为2.0～4.0的水玻璃溶液 400ml，在室温和搅拌下，按等当点原则滴加入SrS或BaS的饱和溶液，以及 滴加入浓度为1mol的ZnSO4或/和Al2(SO4)3盐溶液，直至反应液的 pH＝4.5～5.5止，再加入稳定剂保险粉，然后继续搅拌陈化20～30分钟，过 滤，滤饼用水洗涤、除杂(主要除去反应生成的可溶性盐，如Na2SO4或Na2S等)直止达到合格为止。取出滤饼，在105～110℃干燥，即得产品。
实施例3
在一反应器中，加入含SiO2为50％(wt)硅灰石粉50克，用500ml左右 的水调成糊状，在搅拌和保温的条件下(不需外加热，仅利用反应热)，滴加入 H2SO4或/和H3PO4与HCl的混合液(H2SO4或/和H3PO4与HCl的摩尔比 宜取1∶2～3∶1，酸的浓度宜为1％～20％(wt))，直至反应液的pH＝4.5～ 5.5为止，再加入稳定剂(NH4)2SO4，然后继续搅拌陈化20～30分钟，过滤， 滤饼用水洗涤、除杂(主要除去反应生成的可溶性盐)直至达到合格为止。取出 滤饼，在105～110℃下干燥，即得产品(如：CaSO4·SiO2·nH2O、 X1CaHPO4·X2Ca3(PO4)2·YSiO2·nH2O、CaHPO4·SiO2·nH2O等)。
显然，凡本领域中的化学工作者，均可按照本发明的方法参照上述实施例 制备出如通式(1)所包含的白色复合体质填料。
综上所述可见：本发明所说的白色复合体制填料及其制备方法具有如下特 点：
(1)所说的白色复合体制填料，其折光率可达1.6～2.O，比现有的各种化学 法制得的白炭黑的折光率(1.45～1.47)，以及各类天然矿石填料的折光率(1.5～ 1.58)均高，因此它使用时具有良好的显白性。
(2)所说的白色复合体制填料，其蓬松性大大优于矿石类填料，与化学沉 淀法所得的白炭黑相当。
(3)所说的白色复合体质填料，由于其中含有足够的SiO2(25～50％)，因 此当它使用于橡塑、涂料、纸张中时，具有良好的补强性，且不亚于白炭黑。
(4)所说的白色复合体质填料，由于可以利用工业含酸、含盐的废水来制 备，以及可以在常温下操作，因此本发明的方法具有能耗省、成本低的优点。
总之，本发明所说的白色复合体质填料，由于其综合技术指标好，可满足 产业部门对白色体积填料的要求，因而具有广泛的工业发展前景。
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