CN102372272A

CN102372272A - 塑料薄膜开口剂用二氧化硅的制备方法

Info

Publication number: CN102372272A
Application number: CN201110233694XA
Authority: CN
Inventors: 郑典模; 郭勇辉; 陈优霞
Original assignee: WANZAI HUIMING CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: WANZAI HUIMING CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2011-08-15
Filing date: 2011-08-15
Publication date: 2012-03-14

Abstract

本发明就是要提供一种塑料薄膜开口剂用二氧化硅的制备方法，将谷壳灰置于无机强碱溶液中反应，生成偏硅酸盐溶液；将偏硅酸盐溶液和无机强酸进行凝胶化反应,形成SiO₂凝胶，将SiO₂凝胶经老化，水洗涤，干燥并粉碎，得到产品；所述的偏硅酸盐溶液和无机强酸进行凝胶化反应过程中加入占谷壳灰质量比0.2-0.5%的阳离子表面活性剂，所述阳离子表面活性剂是季铵盐型或胺盐型阳离子表面活性剂。其制备工艺简单，操作条件温和，以谷壳灰为原料，物质消耗低，资源消耗少，作塑料薄膜开口剂好，生产制造成本低，符合节能减排发展要求。

Description

塑料薄膜开口剂用二氧化硅的制备方法

技术领域：本发明涉及一种二氧化硅生产方法,特别是塑料薄膜开口剂用二氧化硅的制备方法。

背景技术：所有的塑料薄膜生产过程均需要开口剂以防薄膜粘连；目前塑料薄膜开口剂主要有以下几种：第一种为滑石粉、硅藻土、磷酸氢钙等，其缺点为开口性能较差，且影响塑料薄膜的光学等物理化学性能。第二种为油酸酰胺、齐酸酚胺及EBS衍生物等，其缺点为有机开口剂析出物在薄膜表面，影响薄膜的印刷性、热封性及颜色，也影响其作为食品包装材料的安全性。现第三种为合成纳米级二氧化硅，目前得到最广泛的应用，但其比表面积大，吸油值高，生产工艺复杂，生产成本高。

中国专利号为200810301887.2《塑料薄膜开口剂用沉淀白炭黑的制备方法》其是以固体硅酸钠和稀硫酸为原料进行制备。

当前塑料薄膜开口剂用二氧化硅以石英粉为原料生产水玻璃，再和酸沉淀反应，经压滤、洗涤，干燥得到产品，石英的二氧化硅是结晶状分子结构，硬度高，制备过程中要实现晶型的转变。以上均是以矿物质为原料进行生产。

我国是一个农业大国，而江西省又是一个农业大省，尤以种植水稻为主，稻谷的生产又会产生大量谷壳，经检测在谷壳中含有16-20%的二氧化硅，35-45%的粗纤维，2.0%左右的木质素，16-22%的多缩戊糖等；稻谷壳作为燃料来源被广泛应用来燃烧发电等；而在燃烧发电过程中，生成谷壳灰经检测其二氧化硅含量达90%以上，如不加以利用会对生态环境造成一定污染。

中国专利申请号为CN200510011378.2的《以稻壳灰为原料常压干燥制备二氧化硅气凝胶的方法》中，稻壳灰经无机强碱水溶液浸取，无机强酸中和碱性溶液生成二氧化硅水溶胶，向溶胶中加入有机硅化合物进行处理，再经老化，水洗干燥即为产品；但是其制备出的产品是二氧化硅气凝胶产品，其不适合作塑料薄膜开口剂；同时其生产过程中需添加有机硅化合物，如正硅酸酯等,生产的产品性能受到影响因而不利于作塑料薄膜开口剂用。

发明内容：本发明就是要提供一种塑料薄膜开口剂用二氧化硅的制备方法，其制备工艺简单，操作条件温和，以谷壳灰为原料，物质消耗低，资源消耗少，作塑料薄膜开口剂好，生产制造成本低，符合节能减排发展要求。

本发明一种塑料薄膜开口剂用二氧化硅的制备方法，是以谷壳灰为原料，将谷壳灰置于无机强碱溶液中反应，生成偏硅酸盐溶液；将偏硅酸盐溶液和无机强酸进行凝胶化反应,形成SiO₂凝胶，将SiO₂凝胶经老化，水洗涤，干燥并粉碎，得到产品；所述的偏硅酸盐溶液和无机强酸进行凝胶化反应过程中加入占谷壳灰质量比0.2-0.5%的阳离子表面活性剂，所述阳离子表面活性剂是季铵盐型或胺盐型阳离子表面活性剂。

本发明所述季铵盐型或胺盐型阳离子表面活性剂是十六烷基二甲基氯化铵、十二烷基二甲基氧化铵或三乙醇胺等。

本发明所述凝胶化反应优选控制偏硅酸盐溶液浓度为0.4-1.0 mol/L；所述无机强酸为硫酸或盐酸其浓度为0.6-0.9 mol/L。

所述谷壳灰置于无机强碱溶液中反应时控制溶液中SiO₂和无机强碱溶液的摩尔比为2-3；于常压下反应1.0-3.0小时，所述无机强碱是氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化钙。

本发明偏硅酸盐经过滤除杂后再与无机强酸硫酸或盐酸反应。

本发明采用上述工艺以谷壳经充分燃烧后的谷壳灰为原料，由于谷壳灰中二氧化硅含量高，其结构是无定型水合型，具有较好的活性，因此其制备出的SiO₂塑料薄膜开口剂具有疏松多孔，蜂窝状非晶型结构，硬度低，产品的分散性好。薄膜摩擦指数低，开口性能好，透明度高。

本发明生产工艺流程如下：

谷壳灰+无机强碱→反应→偏硅酸盐→过滤→十无机强酸→凝胶化反应→调整老化→水洗涤过滤→干燥→粉碎→产品。

本发明方法生产过程中涉及的主要化学反应：无机强酸分别采用HCl和H₂SO₄，

nSiO₂+2NaOH→Na₂.nSiO₂+H₂O Na₂O.nSiO₂+H₂SO₄+(m-1)H₂O→Na₂SO₄+nSiO₂.mH₂O。

利用本发明方法生产的SiO₂作塑料薄膜开口剂各项物化指标和国内外同类型产品性能比较见表1。

项目	本发明产品	国外INEOS产品	国内同类产品
				邻苯二甲酸二丁酯吸油值(ml.g^-1)	1.62	1.43	1.78
1000℃灼烧(重量%)	5.76	6.08	9.82
				视密度(g/ml)	0.38	0.35	0.584
pH值	7.6	7.0	7.0
				比表面积(m²/g)	124	165	98
平均粒径(um)	6.64	6.40	4.97
				粒径分布(um)	0.55-11.5	0.63-10.3	0.32-13.5
二氧化硅含量(%)	92.86	92.50	90.12

附图说明：

图1本发明产品二氧化硅塑料薄膜开口剂的X射线衍射图；

图2本发明产品二氧化硅塑料薄膜开口剂粒度分布图。

具体实施方式：下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1：

本发明是以谷壳灰为原料，将谷壳灰置于无机强碱溶液中反应，即取氢氧化钠固体72kg溶于2600kg水中，谷壳灰300kg常压反应1.5小时, 得反应液偏硅酸盐溶液；将反应液过滤后加入0.6 kg表面活性剂十六烷基二甲基氯化铵，然后和2600升浓度为0.7 mol/L的硫酸进行反应制得沉淀物，将该沉淀物经现有技术调整老化、水洗涤过滤、干燥、粉碎，最终获得二氧化硅薄膜开口剂产品272kg。

实施例2：除下面说明外其余和例1相同；

取谷壳灰300kg，氢氧化钠72kg溶于2800kg水中，常压反应2小时；反应液偏硅酸盐溶液过滤后加入1.1 kg三乙醇胺，然后和2280升浓度为0.8 mol/L的硫酸反应，反应沉淀物经调整老化、水洗涤过滤、干燥、粉碎，最终获得二氧化硅薄膜开口剂产品269kg。

Claims

1.一种塑料薄膜开口剂用二氧化硅的制备方法，是以谷壳灰为原料，将谷壳灰置于无机强碱溶液中反应，生成偏硅酸盐溶液；将偏硅酸盐溶液和无机强酸进行凝胶化反应,形成SiO₂凝胶，将SiO₂凝胶经老化，水洗涤，干燥并粉碎，得到产品，其特征是所述的偏硅酸盐溶液和无机强酸进行凝胶化反应过程中加入占谷壳灰质量比0.2-0.5%的阳离子表面活性剂，所述阳离子表面活性剂是季铵盐型或胺盐型阳离子表面活性剂。

2. 依据权利要求1所述的塑料薄膜开口剂用二氧化硅的制备方法，其特征是所述季铵盐型或胺盐型阳离子表面活性剂是十六烷基二甲基氯化铵、十二烷基二甲基氧化铵或三乙醇胺等。

3.依据权利要求1所述的塑料薄膜开口剂用二氧化硅的制备方法，其特征是凝胶化反应控制偏硅酸盐溶液浓度为0.4-1.0 mol/L；所述无机强酸为硫酸或盐酸其浓度为0.6-0.9 mol/L。

4.依据权利要求1所述的塑料薄膜开口剂用二氧化硅的制备方法，其特征是所述谷壳灰置于无机强碱溶液中反应时控制溶液中SiO₂和无机强碱溶液的摩尔比为2-3；于常压下反应1.0-3.0小时，所述无机强碱是氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化钙。

5.依据权利要求1所述的塑料薄膜开口剂用二氧化硅的制备方法，其特征是偏硅酸盐经过滤除杂后再与无机强酸硫酸或盐酸反应。