[发明专利]一种辐射制备硅烷衍生物改性无水硫酸钙的方法

说明书

技术领域

本发明属非金属材料领域。是以工业废渣二水硫酸钙（石膏）为基材，制备高性能复合型材前驱粉体原料的方法。用该原料制备的型材、板材具有极佳的物理性能和性价比。

背景技术

由于环境压力和循环经济的双重驱动，使工业废渣石膏如：脱硫石膏、氟石膏、磷石膏等的深层次加工和高档化利用被广泛关注。目前国内使用沸腾炉加球磨机生产的β型半水石膏存在两大缺陷：1成型工艺拌合水参量大使石膏结晶体密度不足，表现出成品强度低、吸水率高，制约了应用层次与应用范围。2这种β型半水石膏结晶时很难与骨料、筋料等改善物理性能的填料形成黏合或握裹，物理性能也就难以提高，更局限了应用层次及范围。本发明方法加工的无水硫酸钙克服了上述石膏的缺陷，使石膏应用层次提高，应用范围拓宽。成型工艺拌合水参量低与α型半水石膏相当，且能通过高分子过度体与填料形成很好的强度，部分物理指标如：抗压强度、抗折强度、抗冲击力等与高分子材料相当，甚至超过。该工艺可实现流水线生产，很容易实现自动化与智能化，实现微尘或无尘工业。

发明内容

本发明是以工业废渣二水硫酸钙（石膏）为基材，制备高性能复合型材前驱粉体原料的方法。用该原料制备的型材、板材具有极佳的物理性能和性价比。该粉体原料用以下工艺：1加温，2冷却加入改性剂、3搅拌升温、4出料。4个步骤实现。

步骤1加温：以远、近红外辐射或微波辐射方式加温，优选近红外辐射。使用单方向近红外辐射加温时原料在光投射方向垂直厚度不超过3cm。加温温度为 300℃到350℃优选温度300℃，当被辐射加温体底部温度达到要求后持续加温5-10秒。

步骤2及步骤3使用高速混料机实现优选带有冷、热夹套的高速混料机。

步骤2冷却加入改性剂：首先开启高速混料机的冷却循环、开启中速搅拌，加入完成步骤1的热料，开始降温当物料温度低于80℃到90℃优选85℃时加入改性剂，改性剂是一端为可水解基团一端为带有有机官能团的有机链的硅烷衍生物，加入量为质量百分比0.1%到0.8％优选0.5%。改性剂全部加入后关闭冷却，开启高速搅拌进入步骤3。

步骤3搅拌升温：升温可以采用夹套升温或是粉体摩擦升温，优选摩擦升温。升温温度110℃到160℃当达到温度后须继续搅拌8-10分钟让反应充分完成。

步骤2及步骤3物料整体搅拌的时间和方式影响成品比表面积，应根据成品需求灵活应用。

步骤4出料：为避免改性剂过度反应，老化或分解，步骤3完成后要快速放料，出料并冷却，快速降温到50℃以下装袋，熟化48小时后出厂。

实例

玛纳斯电厂脱硫石膏自然环境堆放30天，取上述原料1kg以厚度3cm铺装在不锈钢金属盒中，用马弗炉换装近红外光波管辐射加温，温度稳定在300℃加温10分钟，取出倒入5升高速混料机，开启中速搅拌，当物料温度85℃时缓慢滴入一端为可水解基团一端为带有有机官能团的有机链的硅烷衍生物丙烯基异氧基硅烷5g。开启高速搅拌摩擦升温到110℃，继续搅拌10分钟出料，快速冷却降温到50℃以下，熟化48小时得到稳定的辐射制备硅烷衍生物改性无水硫酸钙样品。

以上实例只是本发明的一个具体方案，并不代表发明全部内容。本发明权利见《权利要求书》。