[发明专利]大宗固体废弃物高填充低比重复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及发泡复合材料技术领域，也涉及到固体废弃物高值化回收利用领域，具体地说是涉及大宗固体废弃物高填充低比重复合材料及其制备方法。

    背景技术

大宗固体废弃物是指年产生量在1,000万吨以上、对环境和安全影响较大的固体废弃物，主要包括：尾矿、煤矸石、粉煤灰、冶炼渣、工业副产石膏、赤泥、电石渣和稻麦秸秆等。“十二五”期间”，随着我国工业化和城镇化进程加快，对电力、煤炭等资源的需求越来越大，大宗固体废物的产生量将逐年增加。目前，大宗固体废弃物污染（堆放压力和释放出的一些有毒元素对水源、大气污染）已成为一个新的主要污染源。如何实现这些废弃物的资源化、高值化是确保社会健康、可持续发展的有力保障。

无论从设备还是粉体改性方面国内外都已开展了大量研究工作，目前已能实现一些无机粉体尤其是碳酸钙粉体在聚合物中的高填充（CN 102085736 A， CN 1597763A， CN 102585486 A）并能保持聚合物良好的性能。如发明专利CN 101845172 A中提到在聚丙烯中填充60%的碳酸钙粉体，仍能保持塑料原有优异性能（断裂伸长率223%，拉伸强度22.53MPa等）。另外，也有少量涉及大宗固体废弃物高填充的专利报道，如专利CN 102372880提到一种粉煤灰高填充聚氯乙烯塑料地板。组成配方中主要包括聚氯乙烯树脂100-120份，粉煤灰400-500份，二甲基二巯基乙酸异辛酯锡8-10份，邻苯二甲酸二辛酯25-30份，硅烷偶联剂4-5份。该地板耐磨性和尺寸稳定性好，达到国家塑料地板标准。

通常，大宗固体废弃物较纯高分子材料有更大的比重，其高填充常会导致复合体系具有较高分子基体更大的比重，而且其比重随着填充量的增多而单调增大，而重量的增加直接导致使用过程中能耗特别是电能的增大，因此，如何解决大宗固体废弃物高填充的同时保持体系较低的重量成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的正是基于上述不足，在拓展大宗固体废弃物资源化利用的同时确保较低的比重而提供的一种大宗固体废弃物高填充低比重复合材料及其制备方法。所得复合材料可广泛用于水果、蛋品、礼品等包装的防碎、减震等领域。

采用的技术方案是：

    一种大宗固体废弃物高填充低比重复合材料及其制备方法。其组成及各组成的重量百分比如下：

    大宗固体废弃物超细粉体（已经表面改性剂处理） 50-85份

环境友好型聚合物                                 14-48份

热稳定剂                                          0.4-0.6份

发泡剂                                            0.2-0.8份

干燥剂                                            0.2-0.8份

所得复合材料的比重为0.35-0.85 g/cm³。

上述的大宗固体废弃物超细粉体为尾矿、煤矸石、粉煤灰、冶炼渣、工业副产石膏、赤泥、脱硫石膏和稻麦秸秆中的一种，其粉体粒径为1000-4000目。

上述的大宗固体废弃物超细粉体在填充到聚合物之前需要经过表面处理，处理剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种。偶联剂用量为超细粉体重量的0.5-1%。

上述的硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570、KH792、DL602、DL171等中的一种；钛酸酯偶联剂为TMC-101、TMC-102、TMC-105、TMC-201、TMC-311、TMC-311w、TMC-TTS、TMC-114、TMC-2、TMC-27中的一种；铝酸酯偶联剂为SG-Al821、DL-411、DL-411AF、DL-411D、DL-411DF中的一种。

上述的环境友好型聚合物为聚乙烯类如高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯中的一种；或芳香族聚酯类如聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种。

上述的热稳定剂为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、四（2,4-二-叔丁基苯）4,4’亚联苯基-二亚磷酸酯、2,6-二叔丁基对甲酚、2-叔丁基-4,6-二甲基苯酚、3,3,3,5,5,5－六叔丁基－a,a,a－(1,3,5－三甲基苯－2,4,6－三基)三－p－甲酚等一种。