專利名稱：一種超細(xì)金剛素的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超細(xì)金剛素，尤其是一種高分子材料填充用超細(xì)金剛素的生產(chǎn)方法。二、 背景技術(shù)高分子材料(塑料和橡膠等)是當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可或缺的一類基礎(chǔ)性材料，應(yīng)用領(lǐng)域極 其廣泛，為了更好地增強和提高高分子材料的各項性能，如抗沖強度、拉伸強度、耐磨強度、 防老化性等，通常需添加各種類型的填料，隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬和使用要求的不斷提高, 普通的填料己不能滿足特殊的需求，因此急需開發(fā)和研制出新型的高分子材料用填料。通過物理或化學(xué)方法在高分子聚合物中添加或共混無機或有機物質(zhì)，可以起到降低材料 哦成本、改善成型工藝、提高材料的性能。國外有報道將煤或改良劑，如聚乙烯、聚丙烯、 聚苯乙烯、丙稀睛、天然橡膠和丁二烯聚合物等混合，制取煤基塑料。其方法是將煤研磨至 細(xì)粉，均勻添加聚合物和改性材料(粉劑或乳劑)，在100 400'C條件下將混合物在模鑄機上 壓制成型。制得的煤質(zhì)塑料可用于各種制品的生產(chǎn)和加工。專利93120341.4公開了一種以無 煙煤粉為主要填充劑的塑料組合物及制備方法，以塑料為基材，填充無煙煤，經(jīng)偶聯(lián)劑處理， 制備改性塑料組合物，以達(dá)到降低成本、節(jié)能和環(huán)保的目的；專利02110292.9公開了一種煤 粉填充聚烯烴母料及其制備方法，通過超細(xì)粉碎、C-烷基化表面化學(xué)改性及與高分子材料共 混處理等過程制備聚烯烴母料，該煤粉填充聚烯烴母料用煤范圍廣、相容性好、工藝簡單、 成本低廉、性能優(yōu)良，可廣泛應(yīng)用于塑料擠出、注射、電纜絕緣護(hù)套材料等生產(chǎn)。以上方法 主要介紹了煤基塑料及其組合物的制備方法，并未詳細(xì)介紹如何生產(chǎn)出符合高分子材料生產(chǎn) 需求的超細(xì)煤質(zhì)粉體，己有的關(guān)于煤的超細(xì)化主要是應(yīng)用于燃料行業(yè)的水煤漿的生產(chǎn)，其主 要目的是為了能夠?qū)崿F(xiàn)煤的高效燃燒和利用；同時現(xiàn)有煤基塑料母粒的生產(chǎn)工藝中還需通過 化學(xué)改性來改善煤與高分子材料間的相容性，工藝步驟較復(fù)雜，且材料力學(xué)性能不太理想。三、 發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提供一種具有廣泛應(yīng)用前景的煤基復(fù)合粉體(超細(xì)金剛素)及其工業(yè)化 生產(chǎn)方法，工藝流程簡單合理、能耗低、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)量大。由于這種煤基復(fù)合粉體是由 特殊的優(yōu)質(zhì)無煙煤(碳含量高達(dá)90%以上)與少量無機粉體進(jìn)行超細(xì)化及粒子復(fù)合而成，依 靠煤質(zhì)的網(wǎng)狀大分子結(jié)構(gòu)和特殊無機粉體的剛性結(jié)構(gòu)，與高分子材料共混時發(fā)生了交聯(lián)等作 用，不僅使彼此間有極好的相容性，同時提高了材料的力學(xué)性能、電絕緣性能及阻燃性能。
四、 技術(shù)方案為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實施步驟如

圖1所示，其技術(shù)方案如下(1) 選擇原料主原料為中國特有的一類高齡煤(含碳量高達(dá)90%以上)，制成塊狀原 料(直徑10cm 20cm)，輔料是少量具有特殊性能的無機粉體，包括二氧化硅、氧化鈣、氧 化鎂；(2) 粗粉碎采用顎式破碎機對原料進(jìn)行了粉碎，粉碎后細(xì)度在IO目(接近lmm)左 右，為避免部分大顆粒(2mm以上)的混入，粗粉碎后須采用10目的篩網(wǎng)進(jìn)行篩分，以保 證進(jìn)入后續(xù)過程的煤顆粒的粒度均勻，降低細(xì)粉碎時間，提高生產(chǎn)效率；(3) 細(xì)粉碎采用內(nèi)置攪拌葉的球磨機對經(jīng)粗粉碎后的顆粒(10目左右)進(jìn)行二次粉 碎，將進(jìn)料細(xì)度為10目的煤粉粉碎至細(xì)度為80目左右的細(xì)粉，控制一定的生產(chǎn)條件，包括 球料比、磨球直徑及級配、轉(zhuǎn)速；細(xì)粉碎結(jié)束后，細(xì)粉卸料至密閉料倉中，采用80目的振動 篩對生產(chǎn)出的細(xì)粉進(jìn)行篩分，篩下物進(jìn)入后續(xù)工序，少量篩余物(細(xì)度小于80目的較粗粉體) 收集后重新進(jìn)行細(xì)粉碎；(4) 超細(xì)粉碎將上述細(xì)粉(細(xì)度為80目左右)與少量無機粉體(二氧化硅、氧化鈣、 氧化鎂)混合，采用雙向旋轉(zhuǎn)球磨超細(xì)粉碎技術(shù)(專利號ZL200420079766.5)對混合粉體 進(jìn)行超細(xì)粉碎和均勻混合，控制一定的生產(chǎn)條件，包括球料比、磨球直徑及級配、填充量、 球磨機筒體轉(zhuǎn)速、粉碎時間，超細(xì)粉碎工序結(jié)束后卸料至設(shè)備下方的密閉料倉，生產(chǎn)出中位 徑d5o《2jxm的超細(xì)金剛素產(chǎn)品；(5) 采用嫘旋輸送器將超細(xì)金剛素產(chǎn)品進(jìn)行包裝，為了減少在生產(chǎn)塑料母粒過程中的 粉塵污染，超細(xì)金剛素的包裝材料可選用后續(xù)工藝中使用到的高分子材料，如聚乙烯、聚丙 烯等，這樣在生產(chǎn)塑料母粒時不需傾倒出超細(xì)粉體而直接與樹脂共混，既減少了污染又防止 了浪費。五、 發(fā)明的效果本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，其優(yōu)點和顯著效果表現(xiàn)為采用了優(yōu)質(zhì)的高齡煤為原料，通過粗粉碎、細(xì)粉碎和超細(xì)粉碎步驟，生產(chǎn)出中位徑d50 《2pm，粒度分布窄的超細(xì)金剛素產(chǎn)品，整個生產(chǎn)過程采取了有效的密閉和隔音設(shè)計，避免 了粉塵和噪音污染。因此，采用該技術(shù)方案，生產(chǎn)工藝合理，操作簡便，生產(chǎn)成本低，能耗 低，產(chǎn)量大，粉塵污染小，噪音低，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)。
六具體實施方式
實施例一選用優(yōu)質(zhì)高齡煤(碳含量卯％) 400kg，使用顎式破碎機將其破碎至直徑為10目的煤顆 粒，經(jīng)過10目的滾筒篩粗篩分，篩下物加入到普通球磨機(細(xì)粉碎過程)中，體積為2000L, 裝有4噸的磨球(軸承鋼球)，其級配為。20 30mm的磨球占20。/。(重量百分比)，0>30 40mm的磨球占30X (重量百分比)，(D40 50mm的磨球占50% (重量百分比)，球料比為 10:1，在轉(zhuǎn)速為60轉(zhuǎn)/分鐘的速度下球磨lh后即可，將粉料卸出，放到球磨機下端的密閉收 料倉中，經(jīng)80目振動篩篩分，篩下物儲存，少量篩上物返回球磨機再次粉碎，將生產(chǎn)出的細(xì) 粉800kg裝入3000L的雙向旋轉(zhuǎn)球磨超細(xì)粉碎機中，并加入二氧化硅8kg，氧化鈣4kg，氧化 鎂4kg,設(shè)備中裝有7噸磨球(軸承鋼球)，其級配為O5 10mm的磨球占40% (重量百分 比)，0)10 20mm的磨球占30X (重量百分比)，0>20 30mm的磨球占20% (重量百分比)， 球料比8.8:1，在50轉(zhuǎn)/分鐘的速度下進(jìn)行超細(xì)粉碎和均勻混合，4h后停止工作，將超細(xì)粉體 產(chǎn)品——超細(xì)金剛素卸出，放入設(shè)備下端的密閉收料倉中，采用螺旋輸送器進(jìn)行輸送，雙層 聚丙烯塑料包裝袋包裝。實施例二選用優(yōu)質(zhì)高齡煤(碳含量93%) 300kg，使用顎式破碎機將其破碎至直徑為10目的煤顆 粒，經(jīng)過10目的滾筒篩粗篩分，篩下物加入到普通球磨機(細(xì)粉碎過程)中，體積為2000L， 裝有4噸的磨球，其級配為O2() 30mm的磨球占15% (重量百分比)，O30 40mm的磨 球占20% (重量百分比)，0)40 50mm的磨球占65X (重量百分比)，球料比為13:1，在轉(zhuǎn) 速為60轉(zhuǎn)/分鐘的速度下球磨40min后即可，將粉料卸出，放到球磨機下端的密閉收料倉中， 經(jīng)80目振動篩篩分，篩下物儲存，少量篩上物返回球磨機再次粉碎，將生產(chǎn)出的細(xì)粉700kg 裝入3000L的雙向旋轉(zhuǎn)球磨超細(xì)粉碎機中，并加入二氧化硅7kg，氧化鈣3.5kg，氧化鎂3.5kg， 設(shè)備中裝有7噸磨球，其級配為05 10mm的磨球占30X (重量百分比)，O10 20mm的 磨球占40% (重量百分比)，①20 30mm的磨球占20W (重量百分比)，球料比10:，在50 轉(zhuǎn)/分鐘的速度下進(jìn)行超細(xì)粉碎和均勻混合，3.5h后停止工作，將超細(xì)粉體產(chǎn)品——超細(xì)金剛 素卸出，放入設(shè)備下端的密閉收料倉中，采用螺旋輸送器進(jìn)行輸送，雙層聚丙烯塑料包裝袋 包裝。
權(quán)利要求
1、一種超細(xì)金剛素的生產(chǎn)方法，其特征在于該方法包括如下步驟選擇原料→粗粉碎→細(xì)粉碎→超細(xì)粉碎與復(fù)合→包裝
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的原料，其特征在于所述原料以優(yōu)質(zhì)高齡煤為主，碳含量達(dá)90% 94%,水分 含量小于2%;少量無機粉體為輔，包括二氧化硅0.5~1%,氧化鈣0.2 0.5%,氧化鎂0.2 0.5% (質(zhì)量百分比)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的細(xì)粉碎，其特征在于采用內(nèi)置攪拌葉的球磨機進(jìn)行粉碎，進(jìn)料細(xì)度為10 20 目，球料比為10 : 1 20 : 1，磨球級配為<D20 30mm占15% 25% (重量百分比)，0>30 40mm占 20% 30% (重量百分比)，$40 50mm占45% 65% (重量百分比)，筒體轉(zhuǎn)速為50 70轉(zhuǎn)/分鐘， 粉碎時間0.5 ，h;
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的細(xì)粉碎，其特征在于粉碎后的物料須經(jīng)過80目的振動篩篩分后方可進(jìn)行后續(xù) 超細(xì)粉碎；
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超細(xì)粉碎，其特征在于采用雙向旋轉(zhuǎn)球磨超細(xì)粉碎機進(jìn)行超細(xì)粉碎和粒子復(fù) 合，進(jìn)料細(xì)度為80 100目，球料比為5 : 1 10 : l，磨球級配為(D5 10mm占40% 50% (重量百 分比)，O10 20mm占30% 40% (重量百分比)，O20 30mm占10% 30% (重量百分比)，筒體 轉(zhuǎn)速為40 50轉(zhuǎn)/分鐘，粉碎時間3 4h;
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的包裝，其特征在于塑料包裝袋采用塑料母粒生產(chǎn)可使用的材料制成，包括聚 乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，丙稀腈，天然橡膠，丁二烯聚合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有廣泛應(yīng)用前景的煤基復(fù)合粉體(超細(xì)金剛素)及其工業(yè)化生產(chǎn)方法，采用粗粉碎，細(xì)粉碎，超細(xì)粉碎工藝，將優(yōu)質(zhì)高齡煤與少量無機粉體進(jìn)行超細(xì)化和粒子復(fù)合，生產(chǎn)出超細(xì)金剛素，工藝流程簡單合理、能耗低、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)量大。由于這種煤基復(fù)合粉體是由特殊的優(yōu)質(zhì)無煙煤(碳含量高達(dá)90％以上)與少量無機粉體進(jìn)行超細(xì)化及粒子復(fù)合而成，依靠煤質(zhì)的網(wǎng)狀大分子結(jié)構(gòu)和特殊無機粉體的剛性結(jié)構(gòu)，與高分子材料共混時發(fā)生了交聯(lián)等作用，不僅使彼此間有極好的相容性，同時提高了材料的力學(xué)性能、電絕緣性能及阻燃性能。
文檔編號C08K3/00GK101113248SQ20061004081
公開日2008年1月30日 申請日期2006年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月26日
發(fā)明者劉宏英, 卜金炎, 煒 姜, 詰 宋, 宋洪昌, 李鳳生, 毅 楊, 王明榮, 震 耿, 耿海儒, 鄧國棟, 顧志明 申請人:宿遷市惠龍鉛業(yè)有限公司