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1、(10)申请公布号 CN 103396041 A (43)申请公布日 2013.11.20 CN 103396041 A *CN103396041A* (21)申请号 201310312886.9 (22)申请日 2013.07.24 C04B 26/18(2006.01) C04B 14/06(2006.01) (71)申请人 田辉明 地址 435300 湖北省黄冈市蕲春县漕河镇一 路蕲春县人民法院 (72)发明人 田辉明 (74)专利代理机构 黄石市三益专利商标事务所 42109 代理人 瞿晖 (54) 发明名称 一种人造高纯石英石碾轮和碾盘及其制备方 法 (57) 摘要 本发明提供了一种。
2、人造高纯石英石碾轮和 碾盘及其制备方法， 该碾轮和碾盘是由不同目数 的高纯石英砂、 高纯超细硅微粉、 气相法白炭黑、 不饱和聚酯树脂、 偶联剂、 分散剂、 引发剂、 促进 剂经配料、 混料、 布料、 真空除水和气体、 高频振 动密实、 高压成型、 加温固化而成， 其莫氏硬度为 6.5 7.5 ； 将本发明的碾轮和碾盘装在石英砂轮 碾机上进行湿法制砂， 不会给石英砂带来石质污 染及铁质污染， 再在后续工序中配合使用非金属 材料的设备， 即可实现整个石英砂生产过程无污 染、 无杂质的生产工艺， 本发明还可用于其它莫氏 硬度不大于 7 级的非金属矿粉的湿法制备 ； 本发 明解决了困扰石英砂和陶瓷行业。
3、几十年来未彻底 解决的问题， 对石英砂和陶瓷行业作出了突出贡 献。 (51)Int.Cl. 权利要求书 3 页 说明书 7 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书7页 (10)申请公布号 CN 103396041 A CN 103396041 A *CN103396041A* 1/3 页 2 1. 一种人造高纯石英石碾轮和碾盘， 其特征在于由下述重量份的原料组成 ： 20 60 目高纯石英砂 15 30 60 100 目高纯石英砂 15 30 100 200 目高纯石英砂 15 30 200 300 目高纯石英砂 15 30 高纯超细硅微粉 5 。
4、10 不饱和聚酯树脂 7 15 气相法白炭黑 不饱和聚酯树脂用量的 3 5% 偶联剂 适量 分散剂 适量 引发剂 适量 促进剂 适量 ； 所述高纯石英砂中 SiO2 99.98%， Fe 3ppm ； 高纯超细硅微粉中 SiO2 99.98%， Fe 3ppm， 粒径为 0.5 5 微米 ； 所述气相法白炭黑中 SiO2 99.8% ； 所述不饱和聚酯树 脂中苯乙烯重量百分含量为 30 32%， 聚酯重量百分含量为 68 70%。 2. 根据权利要求 1 所述的一种人造高纯石英石碾轮和碾盘， 其特征在于由下述重量份 的原料组成 ： 20 60 目高纯石英砂 18 25 60 100 目高纯石英。
5、砂 18 25 100 200 目高纯石英砂 18 25 200 300 目高纯石英砂 18 25 高纯超细硅微粉 6 8 不饱和聚酯树脂 7 10 气相法白炭黑 不饱和聚酯树脂用量的 3 5% 偶联剂 适量 分散剂 适量 引发剂 适量 促进剂 适量。 3. 根据权利要求 1 所述的一种人造高纯石英石碾轮和碾盘， 其特征在于由下述重量份 的原料组成 ： 20 60 目高纯石英砂 23 60 100 目高纯石英砂 20 100 200 目高纯石英砂 20 200 300 目高纯石英砂 20 高纯超细硅微粉 7 不饱和聚酯树脂 7.4 气相法白炭黑 不饱和聚酯树脂用量的 5% 偶联剂 适量 分散剂。
6、 适量 权 利 要 求 书 CN 103396041 A 2 2/3 页 3 引发剂 适量 促进剂 适量。 4. 权利要求 1-3 中任一项所述的一种人造高纯石英石碾轮和碾盘， 其特征在于 ： 所述 偶联剂是指硅烷偶联剂， 所述分散剂是指有机硅氧烷分散剂， 所述引发剂是指过氧化甲乙 酮或过氧化环己酮中的一种， 所述促进剂是指异辛酸钴、 异辛酸锰、 异辛酸钾、 异辛酸钙、 环 烷酸钴、 环烷酸锰中的任意一种或几种的组合 ； 其中所述偶联剂用量为高纯石英砂和高纯 超细硅微粉用量的 0.3 0.5%， 所述分散剂用量为气相法白炭黑用量的 0.2 0.3%， 所述 引发剂用量为不饱和聚酯树脂用量的 1。
7、 2%， 所述促进剂用量为不饱和聚酯树脂用量的 0.025 1.0%。 5. 如权利要求 4 所述的一种人造高纯石英石碾轮和碾盘的制备方法， 其特征在于包括 以下步骤 ： （1） 原料的预处理 A、 准确称取所需用量的不同目数的高纯石英砂、 高纯超细硅微粉分别用硅烷偶联剂处 理备用 ； B、 准确称取所需用量的气相法白炭黑， 加入有机硅氧烷分散剂在改性设备中进行包裹 处理备用 ； C、 准确称取所需用量的不饱和聚酯树脂， 加入步骤 B 处理好的气相法白炭黑， 进行改 性处理 ； （2） 将上述处理后的不同目数的高纯石英砂、 高纯超细硅微粉， 加入非铁质材料的搅拌 机中混合均匀 ； （3） 将上。
8、述经改性处理的不饱和聚酯树脂、 引发剂、 促进剂送入混料缸中混合均匀后加 至步骤 （2） 的搅拌机中与步骤 （2） 制得的物料混合搅拌 20 30 分钟 ； （4） 将碾轮或碾盘模具放置在真空振动成型压机的真空装置中， 将步骤 （3） 混合好的 物料送入布料器中给碾轮或碾盘模具中往复均匀布料， 布料至模具高度的 50 60mm 后， 在真空度 -0.10 -0.08MPa 下， 调节振动装置的激振电机转速为 2800 5000r/min， 真空 振动成型压机的压具对模具内物料的压制力为 1.0 2.0MPa， 压制 10 15min 后， 模具内 的物料已被压制成型， 压制成型的物料厚度为 4。
9、5 55mm ； 再向模具中已成型的物料上布料 50 60mm， 重复上述压制步骤， 直至物料成型厚度达到要求即为成型产品 ； 或者一次将物 料布满整个模具， 一次压制成型 ； 所述碾轮或碾盘模具根据所适配轮碾机准备相应大小的 模具 ； （5） 将上步成型后的碾轮或碾盘放置1524小时后脱模， 然后送入温度为80110 的烘房中固化 7 10 天后即得。 6. 根据权利要求 5 所述的一种人造高纯石英石碾轮和碾盘的制备方法， 其特征在于包 括以下步骤 ： （1） 原料的预处理 A、 准确称取 20 60 目高纯石英砂 23 份， 60 100 目高纯石英砂 20 份， 100 200 目高纯石。
10、英砂20份， 200300目高纯石英砂20份， 高纯超细硅微粉7份， 分别用各自用量 0.3% 的硅烷偶联剂处理备用 ； B、 准确称取不饱和聚酯树脂 7.4 份备用， 称取树脂用量 5% 的气相法白炭黑， 向白炭黑 权 利 要 求 书 CN 103396041 A 3 3/3 页 4 中加入白炭黑用量 0.2% 的有机硅氧烷分散剂进行改性处理 ； C、 将改性后的白炭黑加入上述不饱和聚酯树脂中对不饱和聚酯树脂进行改性 ； （2） 将上述处理后的不同目数的高纯石英砂、 高纯超细硅微粉， 加入非铁质材料的搅拌 机中混合均匀 ； （3） 将上述经改性处理的不饱和聚酯树脂、 引发剂、 促进剂， 送入。
11、混料缸中混合均匀后 加至步骤 （2） 的搅拌机中与步骤 （2） 制得的物料混合搅拌 20 30 分钟 ； 所述引发剂的加 入量为不饱和聚酯树脂用量的 2%， 所述促进剂的加入量为不饱和聚酯树脂用量的 0.5% ； （4） 将碾轮或碾盘模具放置在真空振动成型压机的真空装置中， 将步骤 （3） 混合好的 物料送入布料器中给碾轮或碾盘模具中往复均匀布料， 布料至模具高度的 50 60mm 后， 在真空度 -0.10 -0.08MPa 下， 调节振动装置的激振电机转速为 2800 5000r/min， 真空 振动成型压机的压具对模具内物料的压制力为 1.0 2.0MPa， 压制 10 15min 后，。
12、 模具内 的物料已被压制成型， 压制成型的物料厚度为 45 55mm ； 再向模具中已成型的物料上布料 50 60mm， 重复上述压制步骤， 直至物料成型厚度达到要求即为成型产品 ； 或者一次将物 料布满整个模具， 一次压制成型 ； 所述碾轮或碾盘模具根据所适配轮碾机准备相应大小的 模具 ； （5） 将上步成型后的碾轮、 碾盘放置 15 24 小时后脱模， 然后送入温度为 80 110 的烘房中固化 7 10 天后即得。 权 利 要 求 书 CN 103396041 A 4 1/7 页 5 一种人造高纯石英石碾轮和碾盘及其制备方法 技术领域 0001 本发明属于非金属矿物生产加工设备领域， 具。
13、体涉及一种人造高纯石英石碾轮和 碾盘及其制备方法。 背景技术 0002 众所周知 ： 石英砂的主要化学成分是二氧化硅， 其他杂质的化学成分是 ： 三氧化 二铝、 三氧化二铁、 氧化钾、 氧化钠、 氧化钙、 氧化铜、 氧化铬等 ； 而石英砂中二氧化硅及 铁质含量的高低是决定石英砂品质优劣的最重要的、 最关键的指标之一 ； 石英砂用量的高 低， 除了与自身的矿石有关外， 还与其加工过程采用的方法、 工艺等因素有着很大的关系。 0003 目前我国石英砂的加工方式分为干法和湿法两种。干法生产工艺是 ： 把石英原矿 破碎至矿石粒径小于 3 厘米的颗粒直接用石质或铁质磨机研磨成 0.8 0.1 毫米区间的。
14、细 小颗粒， 然后根据需要筛分成不同粒级的产品。干法生产的优点是 ： 产品不需要烘干， 省去 了烘干工序和费用， 其最大的弊端是 ： 在研磨和筛分分级过程中造成粉尘飞扬， 不仅严重污 染空气用量， 而且还严重影响操作人员的身体健康， 国家严格限制该法生产 ； 湿法生产工艺 是 ： 把石英原矿破碎至矿石粒径小于 15 毫米的颗粒后和水一起加入湿法制砂设备中， 石英 矿石颗粒被粉碎至一定的粒度区间后随水一道从湿法制砂设备中溢流出来， 再经磁选机磁 选去铁、 水筛或水力分级机进行分级， 收集所需的粒度区间的颗粒， 即是所需的石英砂。湿 法最大的优点是 ： 由于石英砂和湿法制砂设备是线接触， 减小了过。
15、粉碎的产生且生产过程 中没有粉尘飞扬， 生产环境好于干法 ； 其缺点是 ： 用水量和排出的污水量大， 需建回收套用 设施， 部分产品需烘干， 增加了单位成本等。 0004 我们常用的湿法生产设备有两种 ： 一种是湿法棒磨机， 一种是湿法轮碾机。湿法 轮碾机是一种造价低廉、 设备简单、 运行费用低、 使用历史较长， 陶瓷厂一直沿用至今的经 典磨矿设备之一。其碾轮和碾盘都是选用原料易得的花岗岩材料， 其工作原理是 ： 利用电 机驱动两个碾轮在碾盘上运转， 通过碾轮自身的重力和运转过程中的剪切力来粉碎碾盘上 的物料， 碾碎后的物料， 被碾轮在运转时形成的旋流砂浆流出碾轮槽， 再经过磁选机去铁质 后，。
16、 用水筛或水力分级设备收集所需的粒度区间的颗粒， 即是所需的石英砂。由于碾轮大 多采用花岗岩等硬度较高的材质， 花岗岩的成分为 ： 石英、 长石、 铁、 钛、 黑云母等组成， 它在 碾磨、 粉碎石英颗粒的过程中自身也被磨损掉， 而磨损后的花岗岩就残留在石英砂浆中无 法通过磁选、 浮选的办法从石英砂中完全分离出来， 这样就会给生产出来的石英砂带来石 质污染， 即使通过化学的办法来提纯石英砂， 也还是难以保证提纯后的石英砂的用量。 湿法 棒磨机的工作原理是 ： 用钢棒作为磨介、 以水为媒体， 把破碎后的石英矿石颗粒从磨机一端 喂入磨机， 磨机中的钢棒通过磨机提升到一定高度后， 落下来利用自身的重力。
17、或钢板运动 的剪切力磨碎小石英颗粒至一定的粒度， 然后细小的石英砂料浆从磨机另一端流出， 钢棒 在粉碎石英矿石的同时自身也被磨损， 磨损过程中的铁质与水发生化学反应生成氧化铁浆 膜， 该浆膜被磨成的细小的、 比表面积大和表面能大的石英砂颗粒吸附或包裹在其表面， 形 成一种极薄且牢固的膜层， 该膜层是无法通过物理的办法完全除掉， 这也就解释了为何棒 说 明 书 CN 103396041 A 5 2/7 页 6 磨出来的石英砂颗粒的颜色没有湿法轮碾出来的石英砂颜色白的原因。由此可见 ： 湿法棒 磨法生产出来的石英砂也引入了不小的铁质污染。 而利用湿法轮碾机制砂给石英砂带来石 质污染和利用湿法棒磨机。
18、给石英砂带来铁质污染是困扰石英砂和陶瓷行业几十年至今一 直未得到彻底解决的问题。 0005 因此， 开发出一种无铁质及石质污染的制砂设备， 取代传统的制砂设备不仅是本 领域专业技术人员的一项全新课题， 也为推动我国的石英砂深加工技术进步和提高加工后 的石英砂产品纯度、 树立和加强环保意识等方面有着重要的现实意义和经济价值。 发明内容 0006 本发明的目的就是要解决目前石英砂生产过程中由于生产设备的缺陷， 给石英砂 带来石质污染及铁质污染， 使石英砂品质下降的问题， 提供一种用于石英砂轮碾机上的人 造高纯石英石碾轮和碾盘及其制备方法。 本发明的人造石英石碾轮和碾盘可直接安装在石 英砂轮碾机上进。
19、行湿法制砂， 由于碾轮和碾盘为人造高纯石英石， 避免了制砂过程中给石 英砂带来石质污染及铁质污染， 再在后续工序中配合使用非金属材料的设备， 即可实现整 个石英砂生产过程无污染、 无杂质的生产工艺。 0007 本发明的一种人造高纯石英石碾轮和碾盘， 由下述重量份的原料组成 ： 20 60 目高纯石英砂 15 30 60 100 目高纯石英砂 15 30 100 200 目高纯石英砂 15 30 200 300 目高纯石英砂 15 30 高纯超细硅微粉 5 10 不饱和聚酯树脂 7 15 气相法白炭黑 不饱和聚酯树脂用量的 3 5% 偶联剂 适量 分散剂 适量 引发剂 适量 促进剂 适量。 00。
20、08 本发明的一种人造高纯石英石碾轮和碾盘， 其优选配方由下述重量份的原料组 成 ： 20 60 目高纯石英砂 18 25 60 100 目高纯石英砂 18 25 100 200 目高纯石英砂 18 25 200 300 目高纯石英砂 18 25 高纯超细硅微粉 6 8 不饱和聚酯树脂 7 10 气相法白炭黑 不饱和聚酯树脂用量的 3 5% 偶联剂 适量 分散剂 适量 引发剂 适量 说 明 书 CN 103396041 A 6 3/7 页 7 促进剂 适量。 0009 本发明的一种人造高纯石英石碾轮和碾盘， 其最优选配方由下述重量份的原料组 成 ： 20 60 目高纯石英砂 23 60 100。
21、 目高纯石英砂 20 100 200 目高纯石英砂 20 200 300 目高纯石英砂 20 高纯超细硅微粉 7 不饱和聚酯树脂 7.4 气相法白炭黑 不饱和聚酯树脂用量的 5% 偶联剂 适量 分散剂 适量 引发剂 适量 促进剂 适量。 0010 本发明中所述高纯石英砂中 SiO2 99.98%， Fe 3ppm ； 高纯超细硅微粉中 SiO2 99.98%， Fe 3ppm， 粒径为 0.5 5 微米 ； 所述气相法白炭黑中 SiO2 99.8% ； 所述 不饱和聚酯树脂中苯乙烯重量百分含量为 30 32%， 聚酯重量百分含量为 68 70% ； 其中 所述气相法白炭黑用量为不饱和聚酯树脂用。
22、量的 3 5%。 0011 本发明中所述的偶联剂、 分散剂、 引发剂、 促进剂选择范围较广， 但最优选的是 ： 所 述偶联剂是指硅烷偶联剂， 所述分散剂是指有机硅氧烷分散剂， 所述引发剂是指过氧化甲 乙酮或过氧化环己酮中的一种， 所述促进剂是指异辛酸钴、 异辛酸锰、 异辛酸钾、 异辛酸钙、 环烷酸钴、 环烷酸锰中的任意一种或几种的组合 ； 其中所述偶联剂用量为高纯石英砂和高 纯超细硅微粉用量的 0.3 0.5%， 所述分散剂用量为气相法白炭黑用量的 0.2 0.3%， 所 述引发剂用量为不饱和聚酯树脂用量的 1 2%， 所述促进剂用量为不饱和聚酯树脂用量的 0.025 1.0%。 0012 本。
23、发明中所述硅烷偶联剂， 其结构通式是 RSiX, 其中 R 为氨基、 环氧基、 氢 硫基、 双键等有机基团， 可参与树脂反应， X为烷基或烷氧基。 本发明中所用的硅烷偶联剂为 氨丙基三乙氧基硅烷 （KH550） 、 缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷 （KH560） 、 - 甲 基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷 （KH570） 、 N-（- 氨乙基） - 氨丙基三甲 （乙） 氧基硅 烷 （KH792） 、 N-（氨乙基） - 氨丙基甲基二甲氧基硅烷 （DL602） 中的任意一种 , 其中 KH550， KH560， KH570， KH792， DL602 为他们在国内的商品名， 当然本发明中使用相应物质。
24、的 国外产品或其他同类硅烷偶联剂也是可行的 ； 本发明中所用的有机硅氧烷分散剂为十甲基 环五硅氧烷 （Z-6173） 、 芳烷基改性聚甲基烷基硅氧烷 （BYK-323） 、 聚醚改性聚有机硅氧烷 （S-417） 、 聚醚改性硅氧烷 （BYK-345） 中的任意一种， 其中 Z-6173、 BYK-323、 S-417、 BYK-345 为他们的商品名， 当然本发明中使用相应物质的国外产品及其他同类有机硅氧烷分散剂或 其他同类产品也能达到相同效果。 0013 本发明的一种人造高纯石英石碾轮和碾盘的制备方法， 包括以下步骤 ： （1） 原料的预处理 A、 准确称取所需用量的不同目数的高纯石英砂、 。
25、高纯超细硅微粉分别用硅烷偶联剂处 说 明 书 CN 103396041 A 7 4/7 页 8 理备用 ； B、 准确称取所需用量的气相法白炭黑， 加入有机硅氧烷分散剂在改性设备中进行包裹 处理备用 ； C、 准确称取所需用量的不饱和聚酯树脂， 加入步骤 B 处理好的气相法白炭黑， 进行改 性处理 ； （2） 将上述处理后的不同目数的高纯石英砂、 高纯超细硅微粉， 加入非铁质材料的搅拌 机中混合均匀 ； （3） 将上述经改性处理的不饱和聚酯树脂、 引发剂、 促进剂送入混料缸中混合均匀后加 至步骤 （2） 的搅拌机中与步骤 （2） 制得的物料混合搅拌 20 30 分钟 ； （4） 将碾轮或碾盘模。
26、具放置在真空振动成型压机的真空装置中， 将步骤 （3） 混合好的 物料送入布料器中给碾轮或碾盘模具中往复均匀布料， 布料至模具高度的 50 60mm 后， 在真空度 -0.10 -0.08MPa 下， 调节振动装置的激振电机转速为 2800 5000r/min， 真空 振动成型压机的压具对模具内物料的压制力为 1.0 2.0MPa， 压制 10 15min 后， 模具内 的物料已被压制成型， 压制成型的物料厚度为 45 55mm ； 再向模具中已成型的物料上布料 50 60mm， 重复上述压制步骤， 直至物料成型厚度达到要求即为成型产品 ； 或者一次将物 料布满整个模具， 一次压制成型 ； 所。
27、述碾轮或碾盘模具根据所适配轮碾机准备相应大小的 模具 ； （5） 将上步成型后的碾轮或碾盘放置1524小时后脱模， 然后送入温度为80110 的烘房中固化 7 10 天后即得。 0014 本发明的一种人造高纯石英石碾轮和碾盘的制备方法， 包括以下步骤 ： （1） 原料的预处理 A、 准确称取 20 60 目高纯石英砂 23 份， 60 100 目高纯石英砂 20 份， 100 200 目高纯石英砂20份， 200300目高纯石英砂20份， 高纯超细硅微粉7份， 分别用各自用量 0.3% 的硅烷偶联剂处理备用 ； B、 准确称取不饱和聚酯树脂 7.4 份备用， 称取树脂用量 5% 的气相法白炭黑。
28、， 向白炭黑 中加入白炭黑用量 0.2% 的有机硅氧烷分散剂进行改性处理 ； C、 将改性后的白炭黑加入上述不饱和聚酯树脂中对不饱和聚酯树脂进行改性 ； （2） 将上述处理后的不同目数的高纯石英砂、 高纯超细硅微粉， 加入非铁质材料的搅拌 机中混合均匀 ； （3） 将上述经改性处理的不饱和聚酯树脂、 引发剂、 促进剂， 送入混料缸中混合均匀后 加至步骤 （2） 的搅拌机中与步骤 （2） 制得的物料混合搅拌 20 30 分钟 ； 所述引发剂的加 入量为不饱和聚酯树脂用量的 2%， 所述促进剂的加入量为不饱和聚酯树脂用量的 0.5% ； （4） 将碾轮或碾盘模具放置在真空振动成型压机的真空装置中，。
29、 将步骤 （3） 混合好的 物料送入布料器中给碾轮或碾盘模具中往复均匀布料， 布料至模具高度的 50 60mm 后， 在真空度 -0.10 -0.08MPa 下， 调节振动装置的激振电机转速为 2800 5000r/min， 真空 振动成型压机的压具对模具内物料的压制力为 1.0 2.0MPa， 压制 10 15min 后， 模具内 的物料已被压制成型， 压制成型的物料厚度为 45 55mm ； 再向模具中已成型的物料上布料 50 60mm， 重复上述压制步骤， 直至物料成型厚度达到要求即为成型产品 ； 或者一次将物 料布满整个模具， 一次压制成型 ； 所述碾轮或碾盘模具根据所适配轮碾机准备相。
30、应大小的 说 明 书 CN 103396041 A 8 5/7 页 9 模具 ； （5） 将上步成型后的碾轮、 碾盘放置 15 24 小时后脱模， 然后送入温度为 80 110 的烘房中固化 7 10 天后即得。 0015 本发明中所述碾轮、 碾盘模具可根据所适配的轮碾机型号事先准备相应大小的模 具， 使用时只需要将制作好的人造高纯石英石碾轮和碾盘装在相应的轮碾机上， 即可使用。 0016 本发明中将不同目数的高纯石英砂、 高纯超细硅微粉分别用硅烷偶联剂处理备 用 ； 分开改性是因为砂和粉的粒度不同， 比表面积不同， 一起改性效果不好 ； 为节约时间， 也可将20200目高纯石英砂一起改性， 。
31、200300目高纯石英砂、 高纯超细硅微粉分别改 性。 0017 本发明中所用气相法白炭黑为纳米级白炭黑， 加入有机硅氧烷分散剂处理是为了 使白炭黑不团聚 ； 本发明中将经改性的气相法白炭黑加入不饱和聚酯中是为了对不饱和聚 酯树脂改性， 以增加不饱和聚酯的强度， 同时可以增强成品人造石英石的强度和密实度。 0018 本发明是采用 20 200 目之间的高纯石英砂作为人造石英石的骨料， 采用 200 300 目之间的高纯石英砂、 高纯超细硅微粉填充骨料间的间隙， 增强产品的密实度和强度， 采用不饱和聚酯树脂胶作为粘接剂， 也可以填充石英砂粉所不能填充的更小空隙 ； 并且在 生产过程中将高纯石英砂。
32、、 高纯超细硅微粉用硅烷偶联剂处理， 使其能与树脂胶很好的结 合在一起 ； 本发明中所使用的气相法白炭黑是一种纳米白炭黑， 将其用有机硅氧烷分散剂 处理， 是为了是白炭黑不团聚， 将改性后的白炭黑加入不饱和聚酯树脂胶中是为了增强其 强度 ； 用过氧化甲乙酮或过氧化环己酮做引发剂， 异辛酸钴或环烷酸钴做促进剂， 引发和促 进不饱和聚酯树脂胶固化， 同时， 在工艺上， 由于碾轮和碾盘都比较厚 （300 700mm） ， 一次 压制成型的话物料厚度较大， 压实难度大， 且压制成型的质量难以保证， 本发明使用真空振 动成型压机对混合料抽真空， 并采用高频振动压制和分层压制， 使物料内部的气泡和水分 可。
33、以很好的脱除， 从而获得致密性极佳、 质地坚硬的人造高纯石英石碾轮和碾盘。 0019 本发明中所使用高纯超细硅微粉和气相法白炭黑具有比表面积大、 活性高、 吸油 值大的特点， 采用偶联剂和分散剂处理不仅可以使石英砂粉之间的间隙充分填充， 还可以 使石英砂和不饱和聚酯树脂胶及石英砂粉之间形成牢固的化学键， 增强产品的硬度， 尤其 是气相法白炭黑表面的羟基多， 在配料中添加后还对树脂起到一个改性增强的作用， 对增 强成品石英石的强度和密实度也起到很大的作用。 0020 用本发明的人造高纯石英石碾轮和碾盘替换原有石英砂轮碾机的碾轮及碾盘， 同 时将碾轮和碾盘周围的筛网采用木质框塑料筛网， 围裙采用本。
34、发明所述原料的高纯人造石 英石板材做内衬， 这样轮碾机在运转制砂过程中被磨损掉的人造高纯石英石成分不会影响 石英砂的纯度， 而磨损后的有机树脂胶密度小于 1， 可在后续漂洗过程中除去。另外在整个 制砂过程中的筛分、 磁选、 重力分选均采用非金属材质的设备及管道 ： 如聚丙烯、 聚乙烯、 聚 氯乙烯、 玻璃钢、 尼龙等非金属材料制成的圆筒分级筛， 脱水池或真空带式过滤机、 离心机， 这样， 由于整个制砂过程中未带入铁质污染及石质污染， 从而避免了目前用酸洗的办法来 提高石英砂的纯度而给环境带来的负面影响。 0021 本发明所用的原料都是市售工业原料， 便于采购和组织生产， 且制备方法简单， 采 。
35、用本发明的人造高纯石英石制作的碾轮及碾盘来替换普通轮碾机采用的花岗岩碾轮及碾 盘， 解决了困扰石英砂和陶瓷行业几十年至今未彻底解决的问题石英砂生产过程中存在 说 明 书 CN 103396041 A 9 6/7 页 10 石质污染及铁质污染的问题， 且本发明的碾轮和碾盘磨损到一定程度后可切割、 抛光成各 种尺寸的人造高纯石英石板材出售， 降低了磨矿的成本。本发明不仅适用于生产高纯石英 砂， 还适用于各种莫氏硬度小于 7 的钾 （钠） 长石、 方解石、 萤石等其他非金属矿粉的湿法制 备。 具体实施方式 0022 实施例 1 本实施例中碾轮和碾盘由下述重量份的原料组成 ： 20 60 目高纯石英砂。
36、 23， 60 100 目高纯石英砂 20， 100 200 目高纯石英砂 20， 200 300 目高纯石英砂 20， 高纯超 细硅微粉 7， 不饱和聚酯树脂 7.4， 气相法白炭黑 ： 树脂用量的 5%， 氨丙基三乙氧基硅 烷 （KH550） 偶联剂 ： 高纯石英砂和高纯超细硅微粉用量的 0.3%， 十甲基环五硅氧烷分散剂 （Z-6173） ： 白炭黑用量的 0.2%， 过氧化甲乙酮 ： 树脂用量的 2%， 异辛酸钴 ： 树脂用量的 0.5%。 0023 制备时， 先根据所要制备的碾轮和碾盘的重量， 按照上述组分设计要求， 计算出所 需各原料的用量， 根据计算， 各原料用量比计算值上浮 1。
37、0 20% 然后按照下述步骤制备 ： （1） 原料的预处理 ： A、 准确称取不同目数的高纯石英砂、 高纯超细硅微粉分别用硅烷偶联剂处理备用 ； 其 中20200目高纯石英砂一起改性， 200300目高纯石英砂一起改性， 高纯超细硅微粉单 独改性 ； B、 准确称取气相法白炭黑， 加入有机硅氧烷分散剂在改性设备中进行包裹处理备用 ； 本实施例中所用气相法白炭黑为纳米级白炭黑， 用分散剂处理是为了使白炭黑不团聚 ； C、 准确称取不饱和聚酯树脂， 加入步骤 B 处理好的气相法白炭黑， 进行改性处理 ； 本实 施例中用白炭黑改性不饱和聚酯树脂可以增强成品石英石的强度和密实度 ； （2） 将上述处理。
38、后的不同目数的高纯石英砂、 高纯超细硅微粉， 加入非铁质材料的搅拌 机中混合均匀 ； （3） 将上述经改性处理的不饱和聚酯树脂、 引发剂、 促进剂送入混料缸中混合均匀后加 至步骤 （2） 的搅拌机中与步骤 （2） 制得的物料混合搅拌 20 30 分钟 ； （4） 将碾轮或碾盘模具放置在真空振动成型压机的真空装置中， 将步骤 （3） 混合好的 物料送入布料器中给碾轮或碾盘模具中往复均匀布料， 布料至模具高度的5060mm后， 开 启真空泵， 使真空装置内的真空度为 -0.10 -0.08MPa， 调节振动装置的激振电机转速为 28005000r/min， 真空振动成型压机的压具对模具内物料的压制。
39、力为1.02.0MPa， 压制 10 15min 后， 模具内的物料已被压制成型， 压制成型的物料厚度为 45 55mm ； 再向模具 中已成型的物料上布料 50 60mm， 重复上述压制步骤， 直至物料成型厚度达到要求即为成 型产品 ； 所述碾轮、 碾盘模具需事先根据所适配的石英砂轮碾机准备好。 0024 （5）将上步成型后的碾轮、 碾盘放置 15-24 小时后脱模， 然后送入温度为 80 110的烘房中固化 7 10 天后即得。 0025 实施例 2 本实施例中碾轮和碾盘由下述重量份的原料组成 ： 2060目高纯石英砂18， 60100 目高纯石英砂 22， 100 200 目高纯石英砂 。
40、25， 200 300 目高纯石英砂 20， 高纯超细硅 微粉 8， 不饱和聚酯树脂 10， 气相法白炭黑 ： 树脂用量的 3%， 缩水甘油醚氧丙基三甲氧 说 明 书 CN 103396041 A 10 7/7 页 11 基硅烷 （KH560） 偶联剂 ： 高纯石英砂和高纯超细硅微粉用量的 0.4%， 芳烷基改性聚甲基烷 基硅氧烷 （BYK-323） 分散剂 ： 白炭黑用量的0.2%， 过氧化环己酮 ： 树脂用量的1%， 环烷酸钴 ： 树脂用量的 0.025%。 0026 制备方法同实施例 1。 0027 实施例 3 本实施例中碾轮和碾盘由下述重量份的原料组成 ： 2060目高纯石英砂25， 。
41、60100 目高纯石英砂 18， 100 200 目高纯石英砂 20， 200 300 目高纯石英砂 23， 高纯超细硅 微粉 6， 不饱和聚酯树脂 7， 气相法白炭黑 ： 树脂用量的 5%， - 甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧 基硅烷 （KH570） 偶联剂 ： 高纯石英砂和高纯超细硅微粉用量的 0.5%， 芳烷基改性聚甲基烷 基硅氧烷 （BYK-323） 分散剂 ： 白炭黑用量的 0.3%， 过氧化环己酮 ： 树脂用量的 1.5%， 异辛酸 锰 ： 树脂用量的 0.1%。 0028 制备方法同实施例 1。 0029 实施例 4 本实施例中碾轮和碾盘由下述重量份的原料组成 ： 2060目高纯石英砂。
42、15， 60100 目高纯石英砂30， 100200目高纯石英砂30， 200300目高纯石英砂15， 高纯超细硅微 粉 10， 不饱和聚酯树脂 15， 气相法白炭黑 ： 树脂用量的 4%， N-（- 氨乙基） - 氨丙基三 甲 （乙） 氧基硅烷 （KH792） 偶联剂 ： 高纯石英砂和高纯超细硅微粉用量的 0.4%， 聚醚改性硅 氧烷 （BYK-345） 分散剂 ： 白炭黑用量的0.25%， 过氧化环己酮 ： 树脂用量的2%， 异辛酸钾和异 辛酸锰 ： 树脂用量的 1%。 0030 制备方法同实施例 1。 0031 实施例 5 本实施例中碾轮和碾盘由下述重量份的原料组成 ： 2060目高纯石英砂30， 60100 目高纯石英砂15， 100200目高纯石英砂15， 200300目高纯石英砂30， 高纯超细硅微 粉 5， 不饱和聚酯树脂 8， 气相法白炭黑 ： 树脂用量的 3.5%， N-（氨乙基） - 氨丙基甲 基二甲氧基硅烷 （DL602） 偶联剂 ： 高纯石英砂和高纯超细硅微粉用量的 0.45%， 聚醚改性聚 有机硅氧烷 （S-417） 分散剂 ： 白炭黑用量的0.23%， 过氧化甲乙酮 ： 树脂用量的1.4%， 环烷酸 锰和异辛酸钙 ： 树脂用量的 0.3%。 0032 制备方法同实施例 1。 说 明 书 CN 103396041 A 11 。