一種塑料用改性煤灰的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及粉煤灰改性領(lǐng)域，尤其一種塑料用改性煤灰及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國是世界產(chǎn)煤量最大的國家，也是煤消耗量最大的國家，每年產(chǎn)生數(shù)量巨大的 煤灰，占用大量的土地，加重環(huán)境日益惡化。煤灰的主要成份是二氧化硅、三氧化二鋁、三氧 化二鐵等物質(zhì)，并吸附有部分游離水或化學(xué)結(jié)合水，能夠進(jìn)行資源化利用?，F(xiàn)在煤灰主要用 于建筑材料制備，如加氣磚、輕質(zhì)墻體材料、煤灰磚、水泥等附加價(jià)值低，技術(shù)水平含量低的 領(lǐng)域。煤灰也有報(bào)道逐漸用于高分子材料填充領(lǐng)域，但由于煤灰密度大，表面羥基多親水性 強(qiáng)，造成在材料中易沉降、分層，相容性差等缺點(diǎn)，用量不多。我國有豐富的煤炭資源，在較 長時(shí)間內(nèi)利用煤炭發(fā)電仍然是一種主要獲取能源的一種方式。因此，在減少煤灰環(huán)境污染 的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)煤灰的高質(zhì)、高附加值利用，替代高耗能的白炭黑、碳酸鈣、陶土、滑石粉等填 充劑是我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的必然要求，改性煤灰也應(yīng)運(yùn)而生。
[0003] 采用未改性粉煤灰直接填充塑料材料，在降低成本的同時(shí)犧牲了塑料本身的力學(xué) 性，而現(xiàn)有的改性煤灰并沒有專門針對塑料而做出相應(yīng)的改性，使用時(shí)煤灰或改性煤灰與 塑料粘結(jié)度不夠，導(dǎo)致塑料性能降低。
[0004] 中國專利文獻(xiàn)"用工業(yè)固廢制備高填充聚氯乙烯或聚烯烴復(fù)合材料的方法(授權(quán) 號CN103319762 B)"和"一種添加大宗工業(yè)固廢制備輕質(zhì)通用塑料復(fù)合材料的方法（公開 號CN104356505A)"公開了處理粉煤灰的方法：采用200-800°C烘培0. 5-5小時(shí)，用硅烷偶 聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑預(yù)處理，然后與增塑劑、樹脂、發(fā)泡劑等經(jīng)螺桿造?；蜃?塑。"一種資源節(jié)約型灰塑發(fā)泡高分子復(fù)合材料及其制備方法(公開號CN102617950)"在 高速混合機(jī)中用偶聯(lián)劑處理煤灰，再加入發(fā)泡劑等助劑高速共混，直接放料。"一種利用 復(fù)配偶聯(lián)劑對粉煤灰漂珠進(jìn)行表面改性的方法及應(yīng)用（授權(quán)號CN102850825B)"采用多種 偶聯(lián)劑進(jìn)行復(fù)配的處理方法：將粉煤灰在350-450°C下燒結(jié)48h，再先后用稀酸、稀堿攪拌 1. 5-2. 5h，用去離子水沖洗至中性，最后用復(fù)配偶聯(lián)劑處理。"改性粉煤灰微珠橡塑填料的 制備方法(授權(quán)公開號CN101348578B)"采用30-47%的氫氟酸腐蝕處理2天，用氫氧化鈉、 氫氧化鈣、水處理，再用二氧化碳調(diào)整PH至中性，最后用偶聯(lián)劑處理。以上方法存在如下缺 陷：偶聯(lián)劑成本高，預(yù)處理工藝復(fù)雜，時(shí)間長、效率低；特別是采用高腐蝕性酸和堿對設(shè)備 要求非常高，也對人身體健康產(chǎn)生極大的危害；煤灰改性不均勻，影響復(fù)合材料加工和材料 物理性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對上述問題提出了一種塑料用改性煤灰及其制備方法，針對性的對煤灰 進(jìn)行改性，能夠有效保障了塑料加入改性煤灰后的性能。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為，一種塑料用改性煤灰采用復(fù)合 改性劑對煤灰進(jìn)行改性，所述復(fù)合改性劑為酚醛樹脂水溶液、樹脂水乳液的混合。
[0007] 所述復(fù)合改性劑的用量按重量比計(jì)為煤灰：復(fù)合改性劑=100 :10~50。
[0008]所述的復(fù)合改性劑中原料按重量份計(jì)為酚醛樹脂水溶液：樹脂水乳液=25~100 : 100〇
[0009] 所述的樹脂水乳液為氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物水乳液，氯乙烯-丙烯酸酯共聚 物水乳液、氯乙烯-醋酸乙烯酯-馬來酸酐共聚物水乳液、聚氨酯水性乳液中的一種或多 種。
[0010] 所述的酚醛樹脂采用苯酚、甲醛為原料，以氫氧化鈉，氫氧化鉀，氫氧化鋇等為催 化劑合成得到。
[0011] 所述的樹脂水性乳液是以0P-10,十二烷基苯磺酸鈉，十二烷基硫酸鈉，聚氧乙烯 醚為表面活性劑形成微乳狀乳液，再加樹脂單體和引發(fā)劑聚合得到。
[0012] 所述的酚醛樹脂水溶液重量百分比為30%~60%。
[0013]所述的樹脂水乳液重量百分比為10%~50%。
[0014] 一種塑料用改性煤灰的制備方法，包括以下步驟： a復(fù)合改性劑配制：按重量份選取酚醛樹脂水溶液：樹脂水乳液=25~100 :100,充分 混合得到復(fù)合改性劑； b常溫捏合：將煤灰與復(fù)合改性劑按重量比為100:10~50加入捏合裝置，在常溫下攪 拌、捏合5~15min ; c升溫捏合：對捏合裝置內(nèi)經(jīng)過常溫捏合的物質(zhì)進(jìn)行升溫，繼續(xù)攪拌捏合，升溫至 120~150 °C，繼續(xù)活化和干燥混合物體系； d保溫捏合：在120~150°C下持續(xù)攪拌捏合15~30min ; e冷卻：在120~150°C下持續(xù)攪拌捏合15~30min后，冷卻到室溫，得到產(chǎn)品。
[0015] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1. 煤灰采用水溶性酚醛樹脂、水溶性共聚物作為改性處理劑，成本低，避免采用昂貴的 偶聯(lián)劑； 2. 不含有毒有害的有機(jī)溶劑，以及腐蝕性極強(qiáng)的強(qiáng)酸強(qiáng)堿，原料間的輸送可采用密封 管道，改善工作環(huán)境，減少環(huán)境污染； 3. 采用較高濃度的樹脂溶液和用量，以及采用捏合機(jī)進(jìn)行捏合再干燥反應(yīng)的方法，使 得混合更加均勻，表面涂覆更佳，樹脂與煤灰的接觸更牢固，產(chǎn)品性能穩(wěn)定、良好； 4. 工藝簡單，生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)效率高。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 為進(jìn)一步闡述本發(fā)明所達(dá)到的預(yù)定目的與技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合實(shí)施例，對 本發(fā)明的具體實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0017] 實(shí)施例1:一種塑料用改性煤灰，按重量份計(jì)選取采用以苯酚、甲醛為原料，以氫 氧化鈉，氫氧化鉀，氫氧化鋇等為催化劑合成得到酚醛樹脂制作重量百分比為45%的酚醛 樹脂水溶液：重量百分比為30%為氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物水乳液=65:100混合而制成 復(fù)合改性劑，再與煤灰按重量比計(jì)為，煤灰：復(fù)合改性劑=100:30的用量對煤灰進(jìn)行改性得 到塑料用改性煤灰，所述的氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物水乳液為以0P-10,十二烷基苯磺酸 鈉，十二烷基硫酸鈉，聚氧乙烯醚為表面活性劑形成微乳狀乳液，再加樹脂單體和引發(fā)劑聚 合得到。
[0018] -種制備上述塑料用改性煤灰的方法包括以下步驟： a復(fù)合改性劑配制：重量份計(jì)選取采用以苯酚、甲醛為原料，以氫氧化鈉，氫氧化鉀，氫 氧化鋇等為催化劑合成得到酚醛樹脂制作重量百分比為45%的酚醛樹脂水溶液與重量百 分比為30%為氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物水乳液按重量比=65:100混合而制成復(fù)合改性 劑； b常溫捏合：將煤灰與復(fù)合