[发明专利]基于粉煤灰改性酚醛树脂的酚醛模塑粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及粉煤灰废物利用、以及模塑粉技术领域，尤其涉及基于粉煤灰改性酚醛树脂的酚醛模塑粉及其制备方法。

背景技术

电木粉广泛用于制作各种电讯器材和电木制品，如插头、开关、电话机、仪表盒，一般机器按钮、零件等。在日用工业中可作各种用具，用于制造瓶盖、钮扣等日常生活用品。电木粉是由酚醛树脂中添加各种填料而制得的。酚醛树脂的硬、脆、高温残留物低等缺点阻碍了它在高性能复合材料中的应用。因此，有必要选择一种填充剂来改善其性能，同时降低电木粉的成本。

目前．我国燃煤电厂每年排放粉煤灰工业废渣约亿吨，除部分用于建材行业，如砌砖、低牌号水泥、铺路材料等外，还有不少堆放于储灰场，或者排入江河湖海之中，既侵占农田，又污染环境。为此进一步开发粉煤灰的综合利用，变废为宝，是当前一项迫在眉睫的任务。

目前，粉煤灰综合利用技术在不断进步，途径不断优化。有企业先后利用粉煤灰开发出了新型墙体材料、混凝土和砂浆掺合料，还广泛应用于水泥生产、筑路、回填等，其中，用作砂浆和混凝土中掺合料替代水泥用的粉煤灰利用效率最高、对节能减排贡献最大。中国专利CN1315300，CN1306031A提出了一种利用粉煤灰与聚乙烯复合制备PVC替代塑料的方法，中国专利CN1315243提出了利用粉煤灰制备水井盖的方法。

    采用碳酸钙填充酚醛树脂可以提高酚醛树脂的性能，但需要花费较大成本。而粉煤灰乃是废物，成本很低。利用粉煤灰作为填料同时加入少量的偶联剂等对酚醛树脂进行改性处理，制备电木粉替代产品可以达到降低酚醛塑料成本的目的，同时还可以改善酚醛塑料的各种机械和力学性能，也为粉煤灰的综合利用开辟了一条新路，做到废物利用，保护了环境，具有较好的环境经济效益。制得的产品酚醛模塑粉，可以作为电木粉的替代材料，大大节约了购买电木粉的成本，同时可以改善电木粉的各项性能指标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于粉煤灰改性酚醛树脂的酚醛模塑粉及其制备方法。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于粉煤灰改性酚醛树脂的酚醛模塑粉，所述模塑粉按被处理过的粉煤灰与酚醛树脂的比例为40：60；所述被处理过的粉煤灰的化学组分质量百分比为：SiO₂ 50%-60%，Al₂O₃ 25%-30%，固定碳含量 1%-4%，其余为少量的Fe₂O₃、CaO、MgO，粉煤灰粒度小于200目，外加偶联剂，所述偶联剂加入量为粉煤灰质量的2.0%-4.0%。

所述模塑粉再外加丁腈橡胶，所述丁腈橡胶加入量为粉煤灰和酚醛树脂混合物质量的6%-14%。

所述模塑粉再外加木粉，所述木粉加入量为粉煤灰和酚醛树脂混合物质量的15%-20%。

所述偶联剂为偶联剂KH550。

一种基于粉煤灰改性酚醛树脂的酚醛模塑粉制备方法，所述模塑粉按被处理过的粉煤灰与酚醛树脂的比例为40：60；

所述被处理过的粉煤灰的化学组分质量百分比为：SiO₂ 50%-60%，Al₂O₃ 25%-30%，固定碳含量 1%-4%，其余为少量的Fe₂O₃、CaO、MgO，粉煤灰被球磨至粒度小于200目，外加偶联剂，所述偶联剂加入量为粉煤灰质量的2.0%-4.0%，对粉煤灰进行处理，所述偶联剂为偶联剂KH550；

再外加丁腈橡胶和木粉，所述丁腈橡胶加入量为粉煤灰和酚醛树脂混合物质量的6%-14%，所述木粉加入量为粉煤灰和酚醛树脂混合物质量的15%-20%；

将上述物质混合后在热炼机上进行对辊热炼，冷却粉碎后通过筛分，80目以下的即为所述酚醛模塑粉产品。

本发明中的粉煤灰经过偶联剂的处理过程，偶联剂能联结有机物和无机物，粉煤灰中含有部分煤的大分子有机物，在热炼的过程中，煤的大分子会与酚醛树脂发生反应生成牢固的化学键，另外，偶联剂的处理也使粉煤灰中的惰性分子（如Al₂O₃, SiO₂等）有效的均匀分散开来，提高了粉煤灰与树脂基体的界面结合力，从而有利于提高酚醛模塑粉的综合力学性能和加工性能。

为了增强制得酚醛模塑粉产品的韧性，丁腈橡胶被加入；为了增加材料的绝缘性，还加入了木粉。