CN103172952B - 一种适用于挤出成型的粉煤灰-树脂复合材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于挤出成型的粉煤灰-树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：粉煤灰的表面改性；粉煤灰-树脂复合材料的配制；粉煤灰-树脂复合材料的挤出成型：其工艺条件设置为：三段式螺杆温度分别为165℃、185℃、180℃，喷嘴温度为180℃，螺杆转速每分钟10～15转，采用水冷却后得到样品。本发明采用粒度为200目的粉煤灰，经表面改性后，与聚氯乙烯(PVC)、低密度聚乙烯(LDPE)等树脂和氯化聚乙烯(CPE)、乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、磷酸三苯酯、硬脂酸钙等助剂进行复合，形成可以用于挤出成型的粉煤灰-树脂复合材料。

Description

一种适用于挤出成型的粉煤灰-树脂复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及建材技术，尤其涉及的是一种适用于挤出成型的粉煤灰-树脂复合材料的制备方法。
背景技术
粉煤灰组分中含有大量的SiO2和Al2O3，具有较高的工业再利用价值。汉中锌业有限责任公司生产中产生的粉煤灰细灰粒度为200目以上的占90％，表面改性后能与树脂形成很好的界面结合，可用于粉煤灰-树脂复合材料的开发。粉煤灰-树脂复合材料可用于门窗框、建筑物装饰、墙体隔音保温层等领域，不仅能够为企业带来经济效益，还能保护生态环境产生社会效益。
现有粉煤灰利用技术主要集中在建筑、农业、化工、污水处理等领域，大多数应用的技术含量不高，而有一些技术含量较高的技术，由于应用成本高、工艺流程复杂而不能被广泛的推广应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种适用于挤出成型的粉煤灰-树脂复合材料的制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种适用于挤出成型的粉煤灰-树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：粉煤灰的表面改性：取100份200目粉煤灰备用，然后将2～3份硅烷偶联剂KH-560或者钛酸酯偶联剂用1～2份水和6～10份无水乙醇稀释后，均匀滴加到粉煤灰中，待粉煤灰被充分浸渍后置于60～80℃的干燥箱中充分干燥备用；
粉煤灰-树脂复合材料的配制：在混合器中加入30～35份PVC、5～7份DBP、0.8份氧化锌、3～5份硬脂酸钙或者硬脂酸或者硬脂酸钡或者PF蜡后搅拌均匀，然后依次加入30～35份LDPE、10～15份磷酸三苯酯、5～10份EVA或ACR、5份CPE以及3～5份颜料，然后分两次加入100份经表面改性后的粉煤灰，充分搅拌后备用；
粉煤灰-树脂复合材料的挤出成型：其工艺条件设置为：三段式螺杆温度分别为165℃、185℃、180℃，喷嘴温度为180℃，螺杆转速每分钟10～15转，采用水冷却后得到样品。
本发明采用粒度为200目的粉煤灰，经表面改性后，与聚氯乙烯(PVC)、低密度聚乙烯(LDPE)等树脂和氯化聚乙烯(CPE)、乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、磷酸三苯酯、硬脂酸钙等助剂进行复合，形成可以用于挤出成型的粉煤灰-树脂复合材料。该复合材料具有耐候性好、阻燃性好、易着色、生产成本低等特点，可应用于塑钢门窗、建筑物装饰、街道地面铺设等领域。
另外，该复合材料采用与树脂相同的挤出成型工艺，工艺条件要求不高，适合于挤塑产品生产企业的技术拓展应用。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
1.材料、试剂和设备
1)用到的材料、试剂如下：
粉煤灰，细灰，汉中锌业股份有限公司；
无水乙醇，化学纯，西安三浦精细化工厂；
硅烷偶联剂KH-550，分析纯，上海耀华化工厂；
聚氯乙烯(PVC粉料)，S-700，天津聚合物材料有限公司；
领苯二甲酸二丁酯(DBP)，化学纯，西安化学药品有限公司；
氧化锌，化学纯，上海化学试剂制品厂；
硬脂酸钙，化学纯，上海化学试剂制品厂；
低密度聚乙烯(LDPE)，LD150，燕山石油化工有限公司；
磷酸三苯酯，分析纯，天津市致远化学试剂有限公司；
乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)，VA900，韩国现代；
氯化聚乙烯(CPE)，H135，临淄颐祥化工有限公司。
2)用到的检测设备主要有：
振动筛，8411，上虞市道墟杰达仪器厂
干燥箱，DHG，上海精宏实验仪器设备有限公司；
电子天平，VALOR3000，上海亚津有限公司；
混合器，实验型，莱州隆和化工机械有限公司：
挤出机，THJ-36A，南京诚盟机械有限公司。
2、可挤出成型的粉煤灰-树脂复合材料的制备方法
粉煤灰的筛选及表面改性：将粉煤灰过筛后，用200目粉煤灰为粉煤灰-树脂复合材料的原材料。取100份粉煤灰备用，然后将2～3份硅烷偶联剂KH-560(或者钛酸酯偶联剂)用1～2份水和6～10份无水乙醇稀释后，均匀滴加到粉煤灰中，待粉煤灰被充分浸渍后置于60～80℃的干燥箱中充分干燥备用。硅烷偶联剂以Si元素为核心，与其相连的三个基团-OR(烷氧基)可以水解形成-OH(羟基)，一个基团为有机基团-R，与粉煤灰结合后可以形成“粉煤灰-O-Si-R”的结构，从而是粉煤灰的表面转变为有机表面。
粉煤灰-树脂复合材料的配制：在混合器中加入30～35份PVC(树脂基体，粉煤灰粘合剂，提高树脂阻燃性)、5～7份DBP(增塑剂，提高PVC树脂的流动性)、约0.8份氧化锌(与硬脂酸钙协同起到PVC热稳定作用)、3～5份硬脂酸钙(与氧化锌协同起到PVC热稳定作用)后搅拌均匀，然后依次加入30～35份LDPE(基体树脂，粉煤灰粘合剂，提高树脂可塑性)、10～15份磷酸三苯酯(阻燃剂，提高树脂阻燃性)、5～10份EVA(树脂改性剂，提高熔融混合体系的流动性)、约5份CPE(相容剂，提高PVC树脂和LDPE树脂的相容性)以及3～5份颜料(着色剂，为产品着色)，然后分两次加入100份经表面改性后的粉煤灰(填料，提高产品的强度和刚性、耐热性，降低产品成本，废弃物利用)，充分搅拌后备用。
粉煤灰-树脂复合材料的挤出成型工艺：采用挤出成型工艺，其工艺条件设置为：三段式螺杆温度分别为165℃、185℃、180℃，喷嘴温度为180℃，螺杆转速每分钟10～15转，采用水冷却后得到样品。测试样条经注塑机同等工艺条件下注塑成型获得。
粉煤灰-树脂复合材料具有耐候性好、阻燃性好、易着色、生产成本低等特点，阻燃性达到FV-0级，拉伸强度≥20MPa，冲击强度≥40KJ/m2，可应用于塑钢门窗、建筑物装饰、街道地面铺设等领域。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (1)

1.一种适用于挤出成型的粉煤灰-树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：粉煤灰的表面改性：取100份200目粉煤灰备用，然后将2～3份硅烷偶联剂KH-560或者钛酸酯偶联剂用1～2份水和6～10份无水乙醇稀释后，均匀滴加到粉煤灰中，待粉煤灰被充分浸渍后置于60～80℃的干燥箱中充分干燥备用；
粉煤灰-树脂复合材料的配制：在混合器中加入30～35份PVC、5～7份DBP、0.8份氧化锌、3～5份硬脂酸钙或者硬脂酸或者硬脂酸钡或者PE蜡后搅拌均匀，然后依次加入30～35份LDPE、10～15份磷酸三苯酯、5～10份EVA或ACR、5份CPE以及3～5份颜料，然后分两次加入100份经表面改性后的粉煤灰，充分搅拌后备用；
粉煤灰-树脂复合材料的挤出成型：其工艺条件设置为：三段式螺杆温度分别为165℃、185℃、180℃，喷嘴温度为180℃，螺杆转速每分钟10～15转，采用水冷却后得到样品。
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