[發(fā)明專利]一種納米碳酸鈣包覆粉煤灰超細粉的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210004778.0
• 申請日: 2012-01-09
• 公開（公告）號: CN102532955A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設計）人: 高峰
• 申請（專利權）人: 淮南市藍彩環(huán)保科技有限公司
• 主分類號: C09C1/40
• 分類號: C09C1/40;C09C3/04;C09C3/06;C09C3/10;C09C3/12;C09C3/08
• 代理公司: 北京雙收知識產(chǎn)權代理有限公司 11241
• 代理人: 王菊珍;王菲

技術領域

本發(fā)明涉及化工填料技術領域，尤其是涉及一種改性粉煤灰的制備方法。

背景技術

粉煤灰是由燃煤電廠產(chǎn)生的細小粉塵所形成的固體廢棄物，數(shù)量大，處理不當會造成污染，其中的有害物質(zhì)還會對人體和生物造成危害，而且還要占用大量土地。粉煤灰的化學成分以SiO₂、Al₂O₃為主，由于其具有物理活性和化學活性(潛在的火山灰活性)，可以資源化開發(fā)利用。粉煤灰作為一種資源，具有很高的使用價值，為某些建筑材料和制品所不可缺少。我國煤炭資源十分豐富，在相當長的時期內(nèi)燃煤發(fā)電還將作為我國的主要能源，粉煤灰產(chǎn)量將會持續(xù)地大幅度增加。因此，大力開展粉煤灰資源的綜合利用是我國經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的必然要求。經(jīng)篩選純化后的粉煤灰，90％以上為球形顆粒，分散性與流動性好、空心、密度小、作填料時沒有引發(fā)內(nèi)應力的缺陷，特別適合作聚合物的填料。但由于其表面光滑，與聚合物基體的相容性較差，從而使粉煤灰與基體的界面有可能成為復合材料的薄弱環(huán)節(jié)，粉煤灰本身存在的固有缺陷制約了其在聚合物中的應用，不能滿足粉煤灰作為橡塑填料的技術要求，填充量也受到了很大的限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所解決的技術問題是提供一種以廢棄的粉煤灰為原料，通過對其表面進行腐蝕和化學改性、處理，得到改性產(chǎn)品，其能夠替代碳酸鈣充填在橡膠或塑料制品中，具有補強性能好，耐老化，耐腐蝕，與聚合物基體的相容性好等技術效果。

本發(fā)明采用的技術方案是：

一種納米碳酸鈣包覆粉煤灰超細粉的制備方法，包括以下步驟：

(1)篩選粉煤灰，除去鐵珠、碳粒；將篩選后的粉煤灰超細粉碎至微米級別，加入飽和石灰水浸泡活化至少24小時，過濾干燥得到活化粉煤灰超細粉；

步驟(1)中超細粉碎的粉煤灰細度優(yōu)選是：32μm篩余物≤8％；粉煤灰的活化是利用了粉煤灰的火山灰性質(zhì)，它來源于煤粉在高溫燃燒后收縮成球狀液珠后迅速冷卻而形成的玻璃體中可溶性的SiO₂，Al₂O₃，活性SiO₂，Al₂O₃，用飽和石灰水處理后能生成水化硅酸鈣(C-S-H)和水化鋁酸鈣(C-A-H)，從而使粉煤灰表面的活性點(表面羥基)增加，達到活化的效果。

(2)再將納米碳酸鈣的氧化聚乙烯乳液霧化噴涂在活化粉煤灰超細粉的表面，進行包覆處理；其中納米碳酸鈣的氧化聚乙烯乳液中含納米碳酸鈣30-40重量％，霧化噴涂量為500～900ml/kg粉煤灰，噴霧包覆處理時間為5～10min，反應溫度為110℃；

步驟(2)中的納米碳酸鈣，可以采用市售，也可以使用時自制。納米碳酸鈣的氧化聚乙烯乳液是將氧化聚乙烯乳液和納米碳酸鈣按一定比例混合攪拌均勻后，在膠體磨中均質(zhì)分散制得。

(3)噴霧包覆后的粉煤灰在沸騰床中造粒50～70min，出料；

(4)步驟(3)放出的料中再加入硬酯酸的無水乙醇溶液，加入量為硬酯酸占粉煤灰重量的0.6～1.2％，在高速攪拌機中攪拌反應，溫度70～90℃，反應25～30min；

(5)步驟(4)反應完畢后，再噴霧加入已分散好的偶聯(lián)劑，加入量為偶聯(lián)劑占粉煤灰重量的0.3～1％，在捏合攪拌機中反應25～30min，溫度70～90℃。

步驟(5)的作用是對粉煤灰進行接枝疏水性處理：利用包覆在粉煤灰表面的納米碳酸鈣的活性(表面羥基)和偶聯(lián)劑中的烷氧基(RO-)反應，并以化學鍵連接在微珠表面形成一層偶聯(lián)劑單分子層，另一部分含有長鏈基團可與有機分子親和纏繞，使微珠表面由親水性向親油性轉變。

上述制備方法，其中步驟(5)所述偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑或硅烷偶聯(lián)劑中的一種。優(yōu)選硅烷偶聯(lián)劑。當使用硅烷偶聯(lián)劑液體時，直接霧化使用即可；當使用鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑等時，將其均勻分散在有機溶劑中制成分散液霧化加入即可。