[發(fā)明專利]一種固硫灰替代CaCO3填充聚烯烴樹脂的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210495270.5
• 申請日: 2012-11-29
• 公開（公告）號: CN102942726A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張平;姚妮娜;鄭蓉;盧忠遠(yuǎn);宋麗賢;康明;宋開平
• 申請（專利權(quán)）人: 西南科技大學(xué);四川金和新型建材有限公司
• 主分類號: C08L23/00
• 分類號: C08L23/00;C08L23/12;C08L23/06;C08L23/08;C08K13/06;C08K9/06;C08K9/04;C08K3/30;B29C43/58
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種改性固硫灰替代CaCO₃填充聚烯烴樹脂的方法，屬于無機(jī)-有機(jī)復(fù)合材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

循環(huán)流化床燃煤灰渣是循環(huán)流化床鍋爐中含硫煤與石灰石等固硫劑在溫度850℃～900℃燃燒固硫產(chǎn)生的固體廢棄物，其包括煙道收集的固硫灰和爐底排出的固硫渣。隨著循環(huán)流化床鍋爐大型化和在發(fā)電技術(shù)方面的迅速發(fā)展，循環(huán)流化床灰渣的排放量大幅度增加，每年排放的固硫灰渣已達(dá)約1.5億萬噸(其中固硫灰的排放量明顯大于固硫灰渣)。而現(xiàn)階段對固硫灰渣的利用很少，大量的固硫灰渣只是簡單堆放，隨意排放，不僅占用大量土地資源，而且污染生態(tài)環(huán)境，甚者，危害人體健康。要在國內(nèi)大規(guī)模推廣循環(huán)流化床燃燒技術(shù)，就必須首先解決固硫灰渣的綜合利用問題。

諸多學(xué)者普遍關(guān)注固硫灰作為建筑材料資源的研究，主要應(yīng)用途徑有水泥混合料、混凝土摻合料和膨脹劑等，如中國專利CN101863678A、CN101367635A、CN101913786A、CN101544015A和CN101913790A。但是這些研究也存在局限性，對固硫灰的利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足日益增多的固硫灰大量堆積問題，為了避免固硫灰造成二次污染，亟待探索固硫灰在其他體系中的應(yīng)用。

固硫灰和粉煤灰同屬礦物廢渣，具有相似的化學(xué)成分；目前已有大量研究表明，改性粉煤灰作為聚合物填料，較未改性粉煤灰具有更優(yōu)異的填充效果，并可改善聚合物的加工性能；CaCO₃作為常見聚合物填充劑，可降低聚合物制品成本，并起到了增強(qiáng)和增韌等效果；利用固硫灰，尤其是改性固硫灰替代CaCO₃填充聚烯烴，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益，也為固硫灰應(yīng)用提供新的途徑。

發(fā)明內(nèi)容

1.固硫灰的改性：

將最大粒徑≤25μm的干燥固硫灰高速混合攪拌，利用其自磨擦預(yù)熱至40-60℃后，分批灑入經(jīng)稀釋后活性含量為固硫灰總量0.5～6％的硬脂酸、鈦酸酯偶聯(lián)劑或硅烷偶聯(lián)劑，再在60～120℃下繼續(xù)高速攪拌2～8min，干燥，得到改性固硫灰。

2.改性固硫灰填充料在聚烯烴中的應(yīng)用：

增塑劑、抗氧劑、增韌劑、潤滑劑、改性固硫灰和聚烯烴樹脂的比值以質(zhì)量份數(shù)計算為：

聚烯烴樹脂????100.0份

增塑劑????????10.0～30.0份

抗氧劑????????1.0～3.0份

增韌劑????????10.0～30.0份

潤滑劑????????2.0～6.0份

改性固硫灰????5.0～40.0份

將增塑劑、抗氧劑和聚烯烴樹脂熔融混合，再將增韌劑、潤滑劑和改性固硫灰加入繼續(xù)熔融共混；所述熔融共混溫度為165～220℃，混煉時間為10～30min；采用模壓成型，得到成型樣品；所述模壓成型的溫度為165～200℃，壓力為8～12MPa，保壓時間為6～10min。

具體實施方式

實施例一

硬脂酸改性固硫灰替代CaCO₃在聚丙烯/高密聚乙烯/乙烯-乙酸乙烯(PP/HDPE/EVA)中的應(yīng)用。

1.硬脂酸改性固硫灰：

將最大粒徑為8μm的干燥固硫灰高速混合攪拌，利用其自磨擦預(yù)熱至40℃后，分批灑入經(jīng)稀釋后活性含量為固硫灰總量3％的硬脂酸，再在70℃下繼續(xù)高速攪拌5min，干燥，得到硬脂酸改性固硫灰(S改性固硫灰)。

2.S改性固硫灰在聚烯烴中的應(yīng)用：

PP、HDPE、EVA、抗氧劑1010和S改性固硫灰與PP的比值是：

PP?????????????100.0份

HDPE???????????10.0份

抗氧劑1010?????1.0份

EVA????????????20.0份

液體石蠟???????2.0份

S改性固硫灰????15.0/20.0/30.0份

將HDPE、抗氧劑1010和PP熔融混合，再將EVA、液體石蠟和S改性固硫灰加入繼續(xù)熔融共混；所述熔融共混溫度為190℃；混煉時間為20min；采用模壓成型，制備標(biāo)準(zhǔn)試樣；所述模壓成型的溫度為180℃，壓力為10MPa，保壓時間為8min；所述試樣按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1040-1992和GB/T9341-2000制的，其機(jī)械性能參見表1。

實施例二

硅烷偶聯(lián)劑改性固硫灰替代CaCO₃在聚丙烯/高密聚乙烯/乙烯-乙酸乙烯(PP/HDPE/EVA)中的應(yīng)用。