[发明专利]硅钙渣和硅钙渣基橡胶填料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种硅钙渣，该硅钙渣的主要成分为Si和Ca，还含有少量的Al，以硅钙渣的总重量为基准，Si、Ca、Al元素分别以SiO2、CaO、Al2O3计，SiO2的含量为35‑40重量％，CaO的含量为35‑40重量％，Al2O3的含量为1‑6重量％，Ca/Si+Al的摩尔比为0.7‑0.9。还公开了硅钙渣的制备方法及其制备的硅钙渣，以及硅钙渣基橡胶填料及其制备方法以及其制备的硅钙渣基橡胶填料。本发明的硅钙渣基橡胶填料，具有与白炭黑相当的补强效果，能够使制备的橡胶制品具有较高的断裂力、断裂拉伸强度、扯裂伸长率等；且制备工艺简单，来源广泛，价格低廉，能够显著降低橡胶制品的制作成本。

技术领域

本发明涉及一种从工业残渣制备的硅钙渣，具体地，涉及从含铝矿物或废渣的碱法提铝残渣制备的硅钙渣，以及以此为基础生产的硅钙渣基橡胶填料，以及硅钙渣和硅钙渣基橡胶填料的制备方法。

背景技术

橡胶制备过程中，需要加入多种填料以增强橡胶的性能。其中一种最重要的填料是白炭黑，它可以增强橡胶制品的补强性能，即提高橡胶的断裂力、断裂拉伸强度、扯裂伸长率等，使橡胶制品具有实用价值。但白炭黑的价格偏高，增加了橡胶的制备成本。因此，需要寻找能替代白炭黑的价格低廉的橡胶填料。

粉煤灰是火电厂燃煤的必然产物，是中国最大的单一工业固体废弃物。粉煤灰提铝主要有酸法和碱法两大类，通过酸或碱等特定条件下活化分解粉煤灰，使硅铝得以分离。粉煤灰提铝后的提铝残渣价格低廉、来源广泛，如果能够合理加以利用，变废为宝，可极大提高粉煤灰提铝的附加值。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的具有补强性能的橡胶填料，以替代成本高昂的白炭黑。本发明以含铝矿物或废渣的碱法提铝残渣，例如粉煤灰碱法提铝残渣作为原料，制备出了硅钙渣，并以此制备出硅钙渣基橡胶填料。

一方面，本发明提供了一种硅钙渣，该硅钙渣的主要成分为Si和Ca，还含有少量的Al，以硅钙渣的总重量为基准，Si、Ca、Al元素分别以SiO2、CaO、Al2O3计，SiO2的含量为35-40重量％，CaO的含量为35-40重量％，Al2O3的含量为1-6重量％，Ca/Si+Al的摩尔比为0.7-0.9。

第二方面，本发明提供了一种硅钙渣基橡胶填料，该填料的主要成分为粒径为600-1500目的硅钙渣，所述硅钙渣的主要成分为Si和Ca，还含有少量的Al，以硅钙渣的总重量为基准，Si、Ca、Al元素分别以SiO2、CaO、Al2O3计，SiO2的含量为35-40重量％，CaO的含量为35-40重量％，Al2O3的含量为1-6重量％，Ca/Si+Al的摩尔比为0.7-0.9。

第三方面，本发明提供了一种硅钙渣的制备方法，所述方法包括：将含铝矿物或废渣的碱法提铝残渣在碱液中进行脱碱处理，其中，含铝矿物或废渣优选为粉煤灰，所述碱液为碳酸钠、工业烧碱、工业重碱、氢氧化钙和石灰中的至少一种的溶液，优选为氢氧化钠溶液。

第四方面，本发明提供了如上所述的方法制备的硅钙渣。