[发明专利]一种磷石膏作为原料生产用于PP材料的复合填料及其制备方法

说明书

本发明涉及PP材料用填料技术领域，尤其是一种磷石膏作为原料生产用于PP材料的复合填料及其制备方法，通过将磷石膏进行干混球磨、加水球磨、碳化结晶、改性离心、加入纳米二氧化硅和加入石蜡后的炒制研磨，使得磷石膏中的杂质脱除难度较大，并且不需要在温度为350℃以上操作，降低了能耗，而且还使得磷石膏的成分介于半水硫酸钙、III型硬石膏、II型硬石膏之间，使得磷石膏的成分得到丰富，并且在这种丰富的石膏种类下，体现出磷石膏具有特殊的流变性和可塑性，以及其疏水性，使得其加入PP、PE、PVC等等聚合物材料生产中后，能够有效的改善其强度和柔韧性，提高其品质。

技术领域

本发明涉及PP材料用填料技术领域，尤其是一种磷石膏作为原料生产用于PP材料的复合填料及其制备方法。

背景技术

目前，我国堆存的磷石膏总量已经达到了2.5亿吨以上，而且每年新增的磷石膏量也超过了5000万吨，大量的磷石膏堆放，不仅占用了土地资源，造成环境污染，而且还使得磷石膏中的有用资源得到综合利用，使得资源遭受损失。鉴于此，有研究者将磷石膏进行处理，将其作为聚丙烯等聚合物材料生产过程中的填料，使得磷石膏的应用范围得到了拓展，增加了磷石膏的综合利用率。

但是，磷石膏是磷化工产业中排放出来的固体废弃物，其成分比较复杂，含有大量的杂质成分和结晶水，进而导致将磷石膏作为聚丙烯材料生产过程中的填料，不仅会使得挤塑成型过程中，由于温度过高，导致磷石膏中的结晶水的稳定性发生变化，形成蒸气，导致挤塑的聚丙烯材料出现气泡，影响了聚丙烯材料的品质；而且还使得磷石膏中的杂质成分被添加入聚丙烯材料中，导致获得的聚丙烯的品质较低，尤其是聚丙烯的塑化程度以及强度、柔韧性等性能遭受影响。于是，又有研究者将磷石膏中的结晶水和杂质进行脱除后，再将其应用与聚丙烯材料等聚合物材料的生产领域，进而降低磷石膏中杂质与结晶水对聚丙烯等聚合物材料的品质影响；其采取的工艺将磷石膏在高温环境下进行煅烧研磨处理，使得结晶水倍除去的同时，通过研磨降低杂质的含量；该工艺不仅能耗较大，成本较高，并且对于磷石膏中的结晶水和杂质的脱除难度较大，使得聚丙烯材料生产的成本较大；并且获得的磷石膏由于被研磨和煅烧，使得其亲水性较强，极易与空气中的水分结合，再次形成结晶水，并且获得的磷石膏填料的分散性和密度均较高，进而影响磷石膏作为填料后影响聚丙烯等聚合物材料的品质，造成聚丙烯材料生产的成本较高。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种磷石膏作为原料生产用于PP材料的复合填料及其制备方法。

具体是通过以下技术方案得以实现的：

本发明的目的之一是提供一种磷石膏作为原料生产用于PP材料的复合填料制备方法，将磷石膏、CTBA和乙醇按照比例球磨混合，并向其中加入水继续球磨，导入超重力反应器中，添加晶型控制剂，再向其中通入含有二氧化碳的气体反应30-50min，其中二氧化碳通入量为磷石膏重量的10-30％，得到浆液；并调整浆液浓度为65-75％，再将加入改性剂，离心分离后，将离心液返回浆液的调浓处理步骤，将离心渣与纳米二氧化硅混合后，置于温度为150-200℃的炒锅中炒制处理40-70min，再将其置于研磨机中研磨，过120目筛，并控制筛底料在过325目筛的筛余量为≤15％；再向其中加入石蜡，置于温度为180-200℃的锅炉中炒制20-30min，再将其研磨处理10-20min，即可。

所述的磷石膏、CTBA和乙醇的质量比为4-6∶1∶8-12。

所述的水，其加入量为磷石膏质量的1-3倍。

所述的加水继续球磨，其时间为20-40min。

所述的晶型控制剂为硅酸钠或硅酸钙，其添加量为磷石膏质量的0.1-0.3％。

所述的含有二氧化碳的气体，其二氧化碳的体积浓度为15-30％。

所述的改性剂为钛白粉、硬脂酸钙、硅烷偶联剂中的两种或者三种以任意比混合，占浆液总质量的1-4％。