[發明專利]一種高固廢填充的輻射縮聚蜜胺樹脂材料及制備方法

在審

• 申請號: 201910453368.6
• 申請日: 2019-05-28
• 公開（公告）號: CN110066139A
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 劉海順;王錦文;程亞軍;歐陽川;羅志明
• 申請（專利權）人: 四川益好優科環保科技有限公司
• 主分類號: C04B26/12
• 分類號: C04B26/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種高固廢填充的輻射縮聚密胺樹脂材料及制備方法，由1%?4%密胺樹脂及99%－96%的無機物填充料組成。材料防水、不燃具有15MPa以上的抗折強度、2GPa?5GPa的彈性模量，可以連續擠出生產。有效利用工業固廢。產品具有成本和環保優勢。

技術領域

一種高固廢填充的輻射縮聚密胺樹脂材料及制備方法，由1%-4%密胺樹脂及99%－96%的無機物填充料組成。材料防水、不燃具有15MPa以上的抗折強度、2GPa-5GPa 的彈性模量，可以連續擠出生產。有效利用工業固廢。產品具有成本和環保優勢。

背景技術

加大無機填料比例提高強度和彈性模量、降低生產成本是塑料領域的熱點技術。例如PVC行業以碳酸鈣、粉煤灰為填料增加強度降低成本經過對配方、填料表面改性、工藝改進和設備改進填充料的添加量不斷提高到80％以上。但伴隨而來的塑化困難，設備快速磨損以及添加劑毒性等諸多問題，同時強度和彈性模量也偏離需求區間，逐漸失去應用價值。因此在高分子行業無機填料超過90%的非常罕見。密胺樹脂具有優異的強度、耐水、耐候、不燃性能，能被苯酚、醇等改性制備出優異的膠體、泡沫等材料。粉體密胺樹脂與纖維素纖維及少量無機填料可壓制成精美的用品。但無機填充大于90%卻依然保持良好強度的還未曾見到。工業固廢中有很多都有水化活性，在水中溶解并且再結晶的材料但在高分子材料領域都被忽視，或是沒有被利用，究其原因在熱塑性材料塑化成型過程中很難引入水的成份，熱固性塑料雖然可以引入水成份但酸性的縮聚反應條件與多數水化反應所需的弱堿性條件很難協調而且固化劑、調節劑等成份嚴重影響無機材料的水化反應，而且不可控，很難做到縮聚反應與水化反應同步。為了達到15MPa以上強度和2GPa-5GPa彈性模量需要填料形成完整的水化結晶體與穿插的完整的密胺樹脂縮聚體形成理想的三維結構，而這種不同步導致填料水化結晶被樹脂體阻斷或縮聚被結晶體阻斷，無法形成完整的結構。這種不同步制造的麻煩和對強度的破壞是致命的，因此傳統方法無法得到這種結構完整的體系，在實驗中往往都是失敗。

發明內容

以可控輻射功率的輻射設備，實現無固化劑密胺樹脂縮聚反應可控，并能夠跟隨填料的水化反應形成同步，從而得到水化結晶體與穿插完整的密胺樹脂縮聚體形成理想的三維結構是本技術方案的核心。

研究了氫氧化鈣溶液作調整劑的密胺樹脂合成，研究了100秒到100毫秒周期的方波、三角波、雙輻射管正弦波控制的輻射功率輸出。研究了2450MHz、900MHZ微波及780nm－3um波長的近紅外光波都能得到理想的三維結構。研究了鋼廠水渣、爐渣、粉煤灰、煤矸石、脫硫灰、電石渣、固廢石膏、硅灰的水化反應和部分組合物的水化同步反應，確定了15W/Kg－1.5KW/Kg的輻射功率定義域。研究了密胺樹脂對上述填料水化的影響及對整體材料物理指標影響，確定了密胺樹脂總量占比在1%－4%能得到物理指標和經濟指標都較為理想的材料。研究了輻射前對胚體的基本要求：它必須是分散良好均質的原料混合體，總體水量應符合填料水化反應需求，且胚體平整度、光潔度、外形必須符合要求，選擇了平行雙螺桿擠出機完成混合塑化，螺桿長徑比在32：1以上，并且有兩個以上塑化段，得到了理想的混合料，經?？跀D出得到了符合基本要求的胚體。照射前原料是分散均勻的水、密胺樹脂、無機填料，經輻射、脫水、熟化后得到了填料水化反應完整，結晶良好且搭接正常的填料水化反應體與縮聚完整，搭接正常的密胺樹脂交叉形成的三維結構。實現了無機填料90%以上并保留熱固性塑料才有的15Mp以上抗折強度和2GPa-5GPa彈性模量的高固廢填充的密胺樹脂縮聚材料。由于脲醛樹脂、酚醛樹脂有類似的反應機理但考慮尿醛樹脂的可逆性及酚醛樹脂的昂貴價格在此不做深入闡述。