一種以磷石膏為原料制作pvc材料的填料的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及磷石膏應用領域，具體涉及一種以磷石膏為原料制作PVC材料的填料的方法。
【背景技術】
[0002]磷石膏是磷肥工業的固體廢渣，目前，據相關統計數據顯示，我國堆存的磷石膏總量已達到2.5億噸以上，而且每年新增的磷石膏排放量也超過5000萬噸，磷石膏的高速增長和大量堆積，不僅占用土地資源和造成環境壓力，也增加了企業的經濟負擔，和我國的國民經濟建設壓力。因此，加快磷石膏的綜合利用技術創新力度，實現變廢為寶、變害為利，已成為我國經濟建設中一項重要的技術經濟政策，也是可持續發展面臨的迫切需要解決的問題。根據《國務院關于印發循環經濟發展戰略及近期行動計劃的通知》(國發
[2013]5號)的文件精神，磷石膏、粉煤灰等工業固體廢棄物的綜合利用列入了資源化重點工程建設之一，已成為中國發展循環經濟，建設資源節約型、環境友好型社會的重要任務之一。
[0003]目前，磷石膏的利用主要有以下幾個方面:①作水泥緩凝劑;②制硫酸鹽;③作石膏建材;④作土壤改良劑等，但其利用率僅為2%_3%，資源化利用效率較低。由于磷石膏晶體形貌呈片狀，應用于聚氯乙烯軟質型材填料中有利于改善聚氯乙烯軟質型材的耐熱性、抗沖擊強度、熱導率和絕緣性等。
[0004]在現有技術中，磷石膏具有典型的片狀填料的特征，作為填料在塑料中的作用主要是增量降低成本，還可以用來提高符合體系的彈性模量、沖擊強度和彎曲強度等，但是磷石膏作為一種新型的填料在塑料中的應用特別是在聚氯乙烯材料中的應用主要存在無機填料的極性與高聚物的極性相差很大，容易造成二者相容性不好，從而對填充物的加工性能和制品的施用性能帶來不良影響，并且直接將磷石膏用作聚氯乙烯材料的填料，其加工工藝復雜，成本高，反而增加了磷石膏的綜合利用成本。
【發明內容】
[0005]本發明為解決上述問題，提供一種低成本、易操作的以磷石膏為原料制作PVC材料的填料的方法。
[0006]具體通過以下方案得以實現:
[0007]—種以磷石膏為原料制作PVC材料的填料的方法，包括以下步驟:
[0008](I)將磷石膏經恒溫煅燒處理，得β型半水石膏;選取30-45 %的半水石膏經二次煅燒處理后，得到硬石膏;將β型半水石膏與硬石膏進行混合后，得混料；
[0009](2)將混料與硬脂酸鹽按質量比為100:(2.5-4)進行高溫混合后，經振動處理ΙΟ-? 5min， 獲得改性填料。
[0010]所述恒溫煅燒的溫度為150-200°c。
[0011 ]所述恒溫煅燒的溫度為180_200°C。
[0012]所述二次煅燒采用升溫煅燒。
[0013]所述升溫煅燒的速率為3_5°C/min。
[0014]所述高溫混合，其溫度為500-600°C，混合時間為10-20min。
[0015]所述振動處理，其振動頻率為800-1000HZ。
[0016]所述改性填料用作PVC塑料的生產填料。
[0017]本發明的有益效果
[0018]通過本發明方案，采用β型半水石膏與硬石膏按適量配比混料，并通過加入硬脂酸鹽進行混合反應，使得改性填料的機械強度、化學性質穩定得以改善，并且緩解了磷石膏與高分子聚合物的相容性問題，再配合機械振動，使得物料結構中水得以再脫除，而又不破壞其晶體性能及結構。由于本發明工藝簡單，無特殊設備要求，依次其成本大幅降低，且制品的性能得到改善，進而提高了磷石膏綜合利用率。通過對本發明的改性填料進行接觸角和活化指數實驗，與未處理磷石膏前，活化指數和接觸角均正大說明:水在改性填料表面的接觸角變大和填料潤濕性變差，疏水性增大，改性效果佳，并且活化指數達90 %以上，說明最多有10%的磷石膏表面為親水性，進而提高了與疏水性的PVC樹脂相容問題，有助于提高PVC材料的強度。
[0019]本發明的填料不僅可用于PVC材料的加工過程中，還可用于ΡΜΜΑ、ΡΕ等塑料材料的加工過程中。
【具體實施方式】
[0020]下面結合具體的實施方式來對本發明的技術方案做進一步的限定，但要求保護的范圍不僅局限于所作的描述。
[0021]實施例1
[0022]—種以磷石膏為原料制作PVC材料的填料的方法，包括以下步驟:
[0023](I)將1kg磷石膏在恒溫160°C下煅燒處理，得β型半水石膏；選取3kgi3型半水石膏，在升溫速率為4.5°C/min的條件下繼續煅燒處理后，得到硬石膏;將半水石膏與硬石膏進行混合后，得混料；
[0024](2)在溫度為500°C下，將混料與0.3kg硬脂酸鈉混合18min后，再經頻率為800Hz的振動處理I Omin，獲得改性填料。
[0025]對該改性填料接觸角進行測定，接觸角為105°，活化指數為92%。
[0026]實施例2
[0027]—種以磷石膏為原料制作PVC材料的填料的方法，包括以下步驟:
[0028](I)將1kg磷石膏在恒溫200°C下煅燒處理，得β型半水石膏;選取4.5kgi3型半水石膏，在升溫速率為5°C/min的條件下繼續煅燒處理后，得到硬石膏;將半水石膏與硬石膏進行混合后，得混料；
[0029](2)在溫度為550°C下，將混料與0.25kg硬脂酸鈣混合15min后，再經頻率為1000Hz的振動處理12min，獲得改性填料。
[0030]對該改性填料接觸角進行測定，接觸角為108°，活化指數為89%。
[0031]實施例3
[0032]—種以磷石膏為原料制作PVC材料的填料的方法，包括以下步驟:
[0033](I)將1kg磷石膏在恒溫150°C下煅燒處理，得β型半水石膏；選取4kgi3型半水石膏，在升溫速率為3.5°C/min的條件下繼續煅燒處理后，得到硬石膏;將半水石膏與硬石膏進行混合后，得混料；
[0034](2)在溫度為600°C下，將混料與0.35kg硬脂酸鹽混合15min后，再經頻率為880Hz的振動處理14min，獲得改性填料。
[0035]對該改性填料接觸角進行測定，接觸角為110°，活化指數為92%。
[0036]實施例4
[0037]—種以磷石膏為原料制作PVC材料的填料的方法，包括以下步驟:
[0038](I)將1kg磷石膏在恒溫180°C下煅燒處理，得β型半水石膏；選取4kgi3型半水石膏，在升溫速率為3°C/min的條件下繼續煅燒處理后，得到硬石膏;將半水石膏與硬石膏進行混合后，得混料；
[0039](2)在溫度為580°C下，將混料與0.4kg硬脂酸鈉混合20min后，經頻率為900Hz的振動處理15min，獲得改性填料。
[0040]對該改性填料接觸角進行測定，接觸角為100°，活化指數為95%。
【主權項】
1.一種以磷石膏為原料制作PVC材料的填料的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將磷石膏經恒溫煅燒處理，得β型半水石膏;選取30-45%的半水石膏經二次煅燒處理后，得到硬石膏;將β型半水石膏與硬石膏進行混合后，得混料； (2)將混料與硬脂酸鹽按質量比為100:(2.5-4)進行高溫混合后，經振動處理ΙΟ-? 5min， 獲得改性填料。2.如權利要求1所述的以磷石膏為原料制作PV C材料的填料的方法，其特征在于，所述恒溫煅燒的溫度為150-200°C。3.如權利要求1或2所述的以磷石膏為原料制作PVC材料的填料的方法，其特征在于，所述恒溫煅燒的溫度為180-200°C。4.如權利要求1所述的以磷石膏為原料制作PV C材料的填料的方法，其特征在于，所述二次煅燒采用升溫煅燒。5.如權利要求1所述的以磷石膏為原料制作PV C材料的填料的方法，其特征在于，所述升溫煅燒的速率為3_5°C/min。6.如權利要求1所述的以磷石膏為原料制作PV C材料的填料的方法，其特征在于，所述高溫混合，其溫度為500-600°C，混合時間為10_20min。7.如權利要求1所述的以磷石膏為原料制作PV C材料的填料的方法，其特征在于，所述振動處理，其振動頻率為800-1 OOOHz。8.如權利要求1所述的以磷石膏為原料制作PV C材料的填料的方法，其特征在于，所述改性填料用作PVC塑料的生產填料。
【專利摘要】本發明涉及磷石膏應用領域，具體涉及一種以磷石膏為原料制作PVC材料的填料的方法，本發明采用β型半水石膏與硬石膏按適量配比混料，并加入硬脂酸鹽進行高溫混合反應，再配合機械振動，使得改性填料的機械強度、化學性質穩定得以改善，并且緩解了磷石膏與高分子聚合物的相容性問題，由于本發明工藝簡單，無特殊設備要求，因此其成本大幅降低，且制品的性能得到改善，進而提高了磷石膏綜合利用率。
【IPC分類】C08L27/06, C09C3/04, C08K9/04, C09C1/02, C09C3/08, C08K3/30
【公開號】CN105482504
【申請號】CN201510846775
【發明人】楊永彬, 楊步雷, 向前勇, 王偉, 李澤鋼
【申請人】貴州開磷集團股份有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年11月29日