[发明专利]一种用粉煤灰制备塑料改性剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，尤其涉及的是一种用粉煤灰制备塑料改性剂的方法。

背景技术

国家“十二五”发展规划将节能减排作为产业发展的首要问题，同时将树脂基复合材料作为新材料的发展重点之一。而据资料表明，目前我国每年工业燃煤产生2-4亿吨粉煤灰，利用率低且主要以低端利用为主，给环境问题带来了巨大的考验，成为急待解决的问题。

粉煤灰的主要成分是CaO、SiO₂、Al₂O₃等金属氧化物，经一定的化学方法分离处理后，可获得CaSiO₃和Al(OH)₃，用于制备塑料改性剂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术在利用粉煤灰中存在的不足，提供了一种用粉煤灰制备塑料改性剂的方法。

本发明的技术方案如下：

一种用粉煤灰制备塑料改性剂的方法，其步骤如下：

（1）烧结酸溶

将粉煤灰于400-600℃下焙烧20-40min；取出后逐渐加入85%wt浓H₂SO₄，并对体系pH进行监控，待体系pH趋于恒定为1-3后，加水并搅拌均匀，然后静置，待出现分层后经过滤获得滤渣和滤液；

（2）滤渣制备CaSiO₃沉淀

在（1）产生的滤渣中缓慢加入浓度为10-30%wt的NaOH浓溶液进行碱溶，待pH稳定为6-8，取其清液，缓慢加入Ca(OH)₂清液，产生CaSiO₃沉淀，待生成沉淀速度明显降低后停止加入Ca(OH)₂清液；

（3）用CaSiO₃沉淀制备CaSiO₃塑料改性剂

将（2）中的溶液过滤，得到CaSiO₃沉淀，然后向其中加入硅烷偶联剂KH-550、硬脂酸和液体石蜡，经充分搅拌均匀后在110℃下干燥；然后研磨，得到粉末状CaSiO₃塑料改性剂；

（4）滤液制备Al(OH)₃沉淀

在（1）产生的滤液中缓慢加入浓度为3-5%wt的NaOH稀溶液，使溶液pH值达到11以上，除去沉淀的Fe(OH)₃后加入稀H2SO4调节pH为7-8，此时溶液出现白色Al(OH)₃絮状沉淀；

（5）用Al(OH)₃沉淀制备Al(OH)₃塑料改性剂

将（4）中的溶液过滤，得到Al(OH)₃沉淀，然后向其中依次加入硅烷偶联剂KH-550、硬脂酸、聚四氟乙烯、和丙三醇，经充分搅拌均匀后在110℃下干燥，然后研磨，得到粉末状Al(OH)₃塑料改性剂。

所述的方法，步骤（1）中，粉煤灰和加入水的质量比为1:2-3。

所述的方法，步骤（3）中，按质量比计算，CaSiO₃沉淀100份、硅烷偶联剂KH-5500.5-1份、硬脂酸0.5-1份、液体石蜡3-5份。

所述的方法，步骤（5）中，按质量比计算，Al(OH)₃沉淀100份、硅烷偶联剂KH-5500.5-1份、硬脂酸0.5-1份、聚四氟乙烯0.3-0.5份、丙三醇5-10份。

本发明用粉煤灰制备塑料改性剂，相对于粉煤灰应用于公路铺设、砌块生产、水泥生产等领域，粉煤灰的利用具有高的附加值；本发明的主要原材料粉煤灰、浓硫酸等源自煤炭燃烧后的废渣和废气，原料广、开发成本低廉；本发明制得的CaSiO₃和Al(OH)₃平均粒径小、可直接用于塑料改性；CaSiO₃塑料改性剂可有效提高塑料材料的强度、耐磨性和耐热性；Al(OH)₃塑料改性剂能有效提高塑料材料的强度、耐磨性、耐热性和阻燃性。而且本发明可以同时获得CaSiO₃和Al(OH)₃两种塑料改性助剂。

附图说明

图1为粉煤灰制备塑料改性剂的工艺流程图。

图2为CaSiO₃塑料改性剂；其中a为CaSiO₃塑料改性剂的电镜照片；b为CaSiO₃塑料改性剂的粒度分布。