[发明专利]一种利用磷石膏制备PVC、PLA混合树脂填充剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用磷石膏制备PVC、PLA混合树脂填充剂的方法，是以磷石膏为原料制取PVC、PLA混合树脂填充剂的方法。

背景技术

据相关统计数据显示，目前，我国每年新增磷石膏排放量达5000万吨，大量的磷石膏堆放，不仅占用土地资源，给企业增加巨大经济负担，而且还会对环境造成一定污染，给我国的国民经济建设及生态环境造成巨大的压力。因此，加快磷石膏的综合利用技术创新力度，实现变废为宝、变害为利，已成为我国经济建设中一项重要的技术经济政策，也是可持续发展面临的迫切需要解决的问题。根据《国务院关于印发循环经济发展战略及近期行动计划的通知》(国发[2013]5号)的文件精神，磷石膏、粉煤灰等工业固体废弃物的综合利用列入了资源化重点工程建设之一，已成为中国发展循环经济，建设资源节约型、环境友好型社会的重要任务之一。

目前磷石膏在制备水泥缓凝剂、石膏建材等建筑领域有广泛的应用。但在PVC、PLA混合树脂制造领域，磷石膏的利用少之又少，极大的限制了磷石膏的回收利用，因此需要提供一种创新技术解决上述问题，以拓宽磷石膏的应用范围。

发明内容

针对现有磷石膏应用的局限性，本发明的目的在于提供一种利用磷石膏制备PVC、PLA混合树脂填充剂的方法，以扩大磷石膏应用范围。

本发明采用如下技术方案：一种利用磷石膏制备PVC、PLA混合树脂填充剂的方法，所述方法包括以下步骤：

1)经过除杂处理的磷石膏与碳酸钠反应制得碳酸钙；

2)步骤1)所得的碳酸钙和糖渣、豆渣在乳酸菌作用下厌氧发酵制得乳酸；

3)将步骤2)所得的乳酸进行聚合反应制得聚乳酸。

4)步骤2)所得的乳酸、硬脂酸在保护气体作用下进行酯化反应，反应生成的硬脂酸乳酰酸和步骤1)所得的碳酸钙进行中和反应制得硬脂酰乳酸钙填充剂。

优选的是：所述1)中所述磷石膏杂质重量百分含量小于5％。

优选的是：步骤2)中所述糖渣为甘蔗提糖后的副产物，以质量分数计，糖渣含糖量为35～42％，所述豆渣是生产豆奶或豆腐过程中的副产品，以质量分数计，豆渣含10～20％蛋白质。

优选的是：步骤2)中所述碳酸钙、糖渣、豆渣重量比为0.3:2:1～0.5:3:2。

优选的是：步骤2)中所述厌氧发酵的温度为35～40℃，厌氧发酵时间为24～48小时。

优选的是：步骤3)中所述乳酸与硬脂酸按2:1～3:1摩尔比添加。

优选的是：步骤3)中所述碳酸钙与乳酸两物质的摩尔比为1:2～1:3。

优选的是：步骤3)中所述保护气体为氮气。

本发明提供的利用磷石膏制备PVC、PLA混合树脂填充剂的方法具有以下特点：

1、本发明所制得的硬脂酰乳酸钙可作为表面活性剂应用于PVC、PLA混合树脂生产。硬脂酰乳酸钙具有亲水极性和疏水非极性两种基团。硬脂酰乳酸钙通过分子中的亲水基团定向吸附在着色剂、增量剂等无机填充剂的极性分子表面，它的疏水基团则定向吸附在PVC、PLA分子层表面，提高了各填充剂在PVC、PLA基料中的分散性和润湿性，从而改善了各种填充剂与PVC、PLA之间的亲和力，使制备出的PVC、PLA混合树脂性能更加稳定，外观、色泽更加饱满。

2、本发明磷石膏的主要成分为硫酸钙，利用反应方程式：

Na₂CO₃+CaSO₄＝Na₂SO₄+CaCO₃

使之转化为碳酸钙，然后进一步制备出硬脂酰乳酸钙，将所得的硬脂酰乳酸钙作为PVC、PLA填充剂之一，解决了磷石膏对环境的污染问题，减少企业为之而付出的处理费用，具有十分明显的经济实用性。

3、糖渣是甘蔗提糖后的副产物，含有水分，残糖、纤维、氨基酸等有机物质，豆渣是生产豆奶或豆腐过程中的副产品，含有水分、蛋白质、脂肪、碳水化合物(纤维素、多糖等)等有机质，这两种物质均适合腐败微生物的生长，极易造成资源的浪费以及环境的污染。本发明利用糖渣、豆渣制备乳酸，解决了糖渣、豆渣对环境的污染问题，降低了农产品加工业处理废弃物的成本并使之资源化，使企业由投入型环保转变为效益型环保。

4、本发明的中间产品如碳酸钙、乳酸钙均可作为PVC、PLA填充剂进行利用，所述乳酸可由乳酸和碳酸钙反应制得。大大提高各中间产物的利用率，减少新生物质的处理步骤。