CN105331011A - 一种pvc生产用填料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及PVC生产用填料技术领域，尤其是一种PVC生产用填料及其制备方法，通过将磷石膏、钛白粉、碳酸钙粉末、硬脂酸钙、纳米二氧化硅、石蜡配比设计，使磷石膏白度、润滑效果、流变性得到了改善；再结合碳酸钙粉末加入，使得可塑性增强；在纳米二氧化硅加入下，使得硅成分与杂质氟成分以及重金属成分作用，降低了杂质含量，结合纳米二氧化硅的稳定作用，使得填料具有一定的稳定功效；再结合石蜡加入，使得磷石膏不会与外界水分接触形成结合水，确保了填料的品质，使得填料具有外部润滑和内部润滑作用，并在硬脂酸钙作用下，使填料兼具润滑和稳定的功效，降低了PVC生产过程中的复合稳定剂、润滑剂的加入量，降低了PVC生产成本。

Description

一种PVC生产用填料及其制备方法

技术领域

本发明涉及PVC生产用填料技术领域，尤其是一种PVC生产用填料及其制备方法。

背景技术

PVC材料是一种适用范围较广的一种塑料，其在生产过程中需要添加填料来达到降低成本，减轻PVC容重的目的。传统的PVC材料生产用填料为钙粉，并且钙粉主要是采用碳酸钙粉体；由于碳酸钙粉体的密度较大，使得制备的PVC产品的容重较大。基于此，PVC生产厂商在进行PVC生产过程中，不仅要考虑PVC生产的成本问题，而且还要考虑PVC产品的容重问题；于是，大量的技术文献公开了对碳酸钙粉体进行改性处理后作为填料的方案，但是，这些技术文献对碳酸钙粉体改性的技术方案较为复杂，周期较长，成本较高，使得PVC生产过程中的成本和容重改善成为了相互矛盾的问题。

基于此，有研究者大胆将碳酸钙粉体作为填料的方案采用磷石膏来替代，使得磷石膏这种工业固体废弃物得到了综合利用，也解决了大量磷石膏堆存的问题，提高了磷石膏的综合利用率；但是，磷石膏中的杂质含量较高，结晶水含量较多，使得在PVC材料挤塑过程，由于温度高于80℃，使得磷石膏的结晶水稳定性遭受破坏，在PVC生产过程中形成起泡，降低了PVC产品的品质，并且，由于其杂质含量较高，导致获得的PVC产品的白度较差，甚至还会降低PVC产品的强度和柔韧性，降低了PVC材料的品质。因此，在使用磷石膏作为PVC生产用填料时，需要对磷石膏进行改性处理。如专利号为201310380778将磷石膏用作聚氯乙烯生产过程的填料的方法是将磷石膏经过筛分、煅烧、研磨等步骤，使得磷石膏中的杂质和结晶水得到排除；但是，该工艺制备的磷石膏中的采用的高温煅烧，使得磷石膏中的成分主要为I型硬石膏，使得其可塑性、流变性较差，使得其加入到PVC生产过程中后，其影响PVC材料的强度和柔韧性；除此之外，上述的磷石膏作为PVC生产过程中作为填料时，其功能较为单一，使得在PVC生产过程中，还需要添加大量的复合稳定剂、润滑剂等等添加成分，使得PVC产品的生产成本增加，并且还使得复合稳定剂、润滑剂等添加剂的加入，使得其容重又大幅度的增加，提高了PVC密度。

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PVC生产用填料及其制备方法。

具体是通过以下技术方案得以实现的：

一种PVC生产用填料，其原料成分以重量份计为磷石膏20-30份、钛白粉1-3份、碳酸钙粉末3-7份、硬脂酸钙1-7份、纳米二氧化硅0.1-0.3份、石蜡0.1-0.5份。

所述的原料成分以重量份计为磷石膏23-28份、钛白粉1.5-2.5份、碳酸钙粉末4-6份、硬脂酸钙3-5份、纳米二氧化硅0.15-0.25份、石蜡0.2-0.4份。

所述的原料成分以重量份计为磷石膏25份、钛白粉2份、碳酸钙粉末5份、硬脂酸钙4份、纳米二氧化硅0.2份、石蜡0.3份。

所述的钛白粉，其颗粒度为100-200目。

所述的碳酸钙粉末，其颗粒度为300-500目。

所述的纳米二氧化硅，其颗粒度为400-600nm。

所述的石蜡为液态石蜡。

所述的PVC生产用填料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将磷石膏与碳酸钙粉末混合后，将其置于炒锅内，并在边搅拌边加热下，控制温度在150-200℃炒制处理60-70min，再将其置于研磨机中研磨，并过120目筛，控制筛底料在过325目筛的筛余量为≤11％，得到初物料；

(2)将硬脂酸钙、纳米二氧化硅与初物料混合后，并将其搅拌混合均有后，再将其置于炒锅中，并采取边搅拌边加热的方式，将温度调整为150-160℃炒制10-20min，再调整温度为170-180℃炒制5-10min，再调整温度为180-200℃炒制处理1-3min，再将其置于研磨机中研磨，并过200-300目筛，控制筛底料在过325目筛的筛余量为≤5％；得到半成品物料；

(3)将钛白粉加入与半成品物料混合后，将其自然陈化处理1-3天，再将其置于研磨机中研磨，并过300-500目的筛，控制筛底料在过580目筛的筛余量为≤30％；

(4)将石蜡加入步骤(3)获得物料中，并将其搅拌均匀后，采用温度为180-200℃炒制3-7min，再将其研磨处理至800-1000目的粉末，即可获得成品填料。

与现有技术相比，本发明的技术效果体现在：

通过将磷石膏、钛白粉、碳酸钙粉末、硬脂酸钙、纳米二氧化硅、石蜡进行配比设计后，使得磷石膏在钛白粉的作用，增加了白度，并且提高了润滑效果，改善了磷石膏的流变性；在结合碳酸钙粉末的加入，使得磷石膏的可塑性得到了增强；并在纳米二氧化硅的加入下，使得硅成分与磷石膏中的杂质氟成分以及其他重金属成分作用，降低了杂质的含量，并且结合纳米二氧化硅的稳定作用，使得制备的填料具有一定的稳定功效；再结合石蜡的加入，使得获得的磷石膏不会与外界水分接触形成结合水，确保了获得的填料的品质，而且使得填料具有外部润滑和内部润滑作用，并且在硬脂酸钙的作用下，使得填料兼具润滑和稳定的功效，降低了PVC生产过程中的复合稳定剂、润滑剂等的加入量，降低了PVC生产成本。

本发明尤其是在结合原料的配比设计以及制备工艺步骤的炒制研磨以及原料加入顺序的限制，使得磷石膏先与碳酸钙粉末作用，改善其可塑性后，再将其炒制处理，使得其形成多种类型的磷石膏成分的复合体；再结合研磨过筛处理过程，使得杂质成分和结晶水得到有效的除去；在结合硬脂酸钙、纳米二氧化硅的加入，使得磷石膏中的杂质成分与纳米二氧化硅作用，降低了杂质含量，并且在硬脂酸钙和纳米二氧化硅的作用，增加了磷石膏的流变性，再结合炒制的温度控制，使得磷石膏的半水硫酸钙、III型硬石膏、II型硬石膏的成分含量得到控制，使得各种类型的磷石膏成分发生作用，改善磷石膏填料的可塑性和流变性，提高了磷石膏孔隙率，降低密度；再结合钛白粉加入，并在一定温度下作用，使得磷石膏的白度和润滑效果以及稳定性得到改善，使得磷石膏填料为具有多重功效的填料；再进一步的结合石蜡的加入，避免磷石膏与外界水分或者空气的接触导致的吸水改性作用，进而确保了磷石膏品质稳定，而且还增强了磷石膏填料的内部和外部润滑作用，降低了PVC产品生产的成本。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。

实施例1

一种PVC生产用填料，其原料成分以重量计为磷石膏20kg、钛白粉1kg、碳酸钙粉末3kg、硬脂酸钙1kg、纳米二氧化硅0.1kg、固体石蜡0.1kg。

所述的纳米二氧化硅，其颗粒度为400nm。

所述的PVC生产用填料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将磷石膏与碳酸钙粉末混合后，将其置于炒锅内，并在边搅拌边加热下，控制温度在150℃炒制处理60min，再将其置于研磨机中研磨，并过120目筛，控制筛底料在过325目筛的筛余量为≤11％，得到初物料；

(2)将硬脂酸钙、纳米二氧化硅与初物料混合后，并将其搅拌混合均有后，再将其置于炒锅中，并采取边搅拌边加热的方式，将温度调整为150℃炒制10min，再调整温度为170℃炒制5min，再调整温度为180℃炒制处理1min，再将其置于研磨机中研磨，并过200目筛，控制筛底料在过325目筛的筛余量为≤5％；得到半成品物料；

(3)将钛白粉加入与半成品物料混合后，将其自然陈化处理1天，再将其置于研磨机中研磨，并过300目的筛，控制筛底料在过580目筛的筛余量为≤30％；

(4)将石蜡加入步骤(3)获得物料中，并将其搅拌均匀后，采用温度为180℃炒制3min，再将其研磨处理至800目的粉末，即可获得成品填料。

实施例2

一种PVC生产用填料，其原料成分以重量计为磷石膏30kg、钛白粉3kg、碳酸钙粉末7kg、硬脂酸钙7kg、纳米二氧化硅0.3kg、固体石蜡0.5kg。

所述的钛白粉，其颗粒度为100目。

所述的碳酸钙粉末，其颗粒度为300目。

所述的纳米二氧化硅，其颗粒度为600nm。

所述的PVC生产用填料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将磷石膏与碳酸钙粉末混合后，将其置于炒锅内，并在边搅拌边加热下，控制温度在200℃炒制处理70min，再将其置于研磨机中研磨，并过120目筛，控制筛底料在过325目筛的筛余量为≤11％，得到初物料；

(2)将硬脂酸钙、纳米二氧化硅与初物料混合后，并将其搅拌混合均有后，再将其置于炒锅中，并采取边搅拌边加热的方式，将温度调整为160℃炒制20min，再调整温度为180℃炒制10min，再调整温度为200℃炒制处理3min，再将其置于研磨机中研磨，并过300目筛，控制筛底料在过325目筛的筛余量为≤5％；得到半成品物料；

(3)将钛白粉加入与半成品物料混合后，将其自然陈化处理3天，再将其置于研磨机中研磨，并过500目的筛，控制筛底料在过580目筛的筛余量为≤30％；

(4)将石蜡加入步骤(3)获得物料中，并将其搅拌均匀后，采用温度为200℃炒制7min，再将其研磨处理至1000目的粉末，即可获得成品填料。

实施例3

一种PVC生产用填料，其原料成分以重量计为磷石膏25kg、钛白粉2kg、碳酸钙粉末5kg、硬脂酸钙4kg、纳米二氧化硅0.2kg、石蜡0.3kg。

所述的钛白粉，其颗粒度为200目。

所述的碳酸钙粉末，其颗粒度为500目。

所述的纳米二氧化硅，其颗粒度为500nm。

所述的石蜡为液态石蜡。

所述的PVC生产用填料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将磷石膏与碳酸钙粉末混合后，将其置于炒锅内，并在边搅拌边加热下，控制温度在170℃炒制处理65min，再将其置于研磨机中研磨，并过120目筛，控制筛底料在过325目筛的筛余量为≤11％，得到初物料；

(2)将硬脂酸钙、纳米二氧化硅与初物料混合后，并将其搅拌混合均有后，再将其置于炒锅中，并采取边搅拌边加热的方式，将温度调整为155℃炒制15min，再调整温度为175℃炒制8min，再调整温度为190℃炒制处理2min，再将其置于研磨机中研磨，并过250目筛，控制筛底料在过325目筛的筛余量为≤5％；得到半成品物料；

(3)将钛白粉加入与半成品物料混合后，将其自然陈化处理2天，再将其置于研磨机中研磨，并过400目的筛，控制筛底料在过580目筛的筛余量为≤30％；

(4)将石蜡加入步骤(3)获得物料中，并将其搅拌均匀后，采用温度为190℃炒制5min，再将其研磨处理至900目的粉末，即可获得成品填料。

实施例4

一种PVC生产用填料，其原料成分以重量计为磷石膏23kg、钛白粉1.5kg、碳酸钙粉末4kg、硬脂酸钙3kg、纳米二氧化硅0.15kg、石蜡0.2kg。

所述的钛白粉，其颗粒度为150目。

所述的碳酸钙粉末，其颗粒度为400目。

所述的纳米二氧化硅，其颗粒度为500nm。

所述的石蜡为液态石蜡。

所述的PVC生产用填料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将磷石膏与碳酸钙粉末混合后，将其置于炒锅内，并在边搅拌边加热下，控制温度在150℃炒制处理70min，再将其置于研磨机中研磨，并过120目筛，控制筛底料在过325目筛的筛余量为≤11％，得到初物料；

(2)将硬脂酸钙、纳米二氧化硅与初物料混合后，并将其搅拌混合均有后，再将其置于炒锅中，并采取边搅拌边加热的方式，将温度调整为150℃炒制20min，再调整温度为170℃炒制10min，再调整温度为180℃炒制处理3min，再将其置于研磨机中研磨，并过200目筛，控制筛底料在过325目筛的筛余量为≤5％；得到半成品物料；

(3)将钛白粉加入与半成品物料混合后，将其自然陈化处理3天，再将其置于研磨机中研磨，并过300目的筛，控制筛底料在过580目筛的筛余量为≤30％；

(4)将石蜡加入步骤(3)获得物料中，并将其搅拌均匀后，采用温度为180℃炒制7min，再将其研磨处理至800目的粉末，即可获得成品填料。

实施例5

一种PVC生产用填料，其原料成分以重量计为磷石膏28kg、钛白粉2.5kg、碳酸钙粉末6kg、硬脂酸钙5kg、纳米二氧化硅0.25kg、石蜡0.4kg。

所述的钛白粉，其颗粒度为100目。

所述的碳酸钙粉末，其颗粒度为500目。

所述的纳米二氧化硅，其颗粒度为400nm。

所述的石蜡为液态石蜡。

所述的PVC生产用填料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将磷石膏与碳酸钙粉末混合后，将其置于炒锅内，并在边搅拌边加热下，控制温度在200℃炒制处理60min，再将其置于研磨机中研磨，并过120目筛，控制筛底料在过325目筛的筛余量为≤11％，得到初物料；

(2)将硬脂酸钙、纳米二氧化硅与初物料混合后，并将其搅拌混合均有后，再将其置于炒锅中，并采取边搅拌边加热的方式，将温度调整为160℃炒制10min，再调整温度为180℃炒制5min，再调整温度为200℃炒制处理1min，再将其置于研磨机中研磨，并过300目筛，控制筛底料在过325目筛的筛余量为≤5％；得到半成品物料；

(3)将钛白粉加入与半成品物料混合后，将其自然陈化处理1天，再将其置于研磨机中研磨，并过500目的筛，控制筛底料在过580目筛的筛余量为≤30％；

(4)将石蜡加入步骤(3)获得物料中，并将其搅拌均匀后，采用温度为180℃炒制7min，再将其研磨处理至800目的粉末，即可获得成品填料。

Claims (8)

1.一种PVC生产用填料，其特征在于，其原料成分以重量份计为磷石膏20-30份、钛白粉1-3份、碳酸钙粉末3-7份、硬脂酸钙1-7份、纳米二氧化硅0.1-0.3份、石蜡0.1-0.5份。

2.如权利要求1所述的PVC生产用填料，其特征在于，所述的原料成分以重量份计为磷石膏23-28份、钛白粉1.5-2.5份、碳酸钙粉末4-6份、硬脂酸钙3-5份、纳米二氧化硅0.15-0.25份、石蜡0.2-0.4份。

3.如权利要求1所述的PVC生产用填料，其特征在于，所述的原料成分以重量份计为磷石膏25份、钛白粉2份、碳酸钙粉末5份、硬脂酸钙4份、纳米二氧化硅0.2份、石蜡0.3份。

4.如权利要求1或2或3所述的PVC生产用填料，其特征在于，所述的钛白粉，其颗粒度为100-200目。

5.如权利要求1或2或3所述的PVC生产用填料，其特征在于，所述的碳酸钙粉末，其颗粒度为300-500目。

6.如权利要求1或2或3所述的PVC生产用填料，其特征在于，所述的纳米二氧化硅，其颗粒度为400-600nm。

7.如权利要求1或2或3所述的PVC生产用填料，其特征在于，所述的石蜡为液态石蜡。

8.如权利要求1-7任一项所述的PVC生产用填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将磷石膏与碳酸钙粉末混合后，将其置于炒锅内，并在边搅拌边加热下，控制温度在150-200℃炒制处理60-70min，再将其置于研磨机中研磨，并过120目筛，控制筛底料在过325目筛的筛余量为≤11％，得到初物料；

(2)将硬脂酸钙、纳米二氧化硅与初物料混合后，并将其搅拌混合均有后，再将其置于炒锅中，并采取边搅拌边加热的方式，将温度调整为150-160℃炒制10-20min，再调整温度为170-180℃炒制5-10min，再调整温度为180-200℃炒制处理1-3min，再将其置于研磨机中研磨，并过200-300目筛，控制筛底料在过325目筛的筛余量为≤5％；得到半成品物料；

(3)将钛白粉加入与半成品物料混合后，将其自然陈化处理1-3天，再将其置于研磨机中研磨，并过300-500目的筛，控制筛底料在过580目筛的筛余量为≤30％；

(4)将石蜡加入步骤(3)获得物料中，并将其搅拌均匀后，采用温度为180-200℃炒制3-7min，再将其研磨处理至800-1000目的粉末，即可获得成品填料。