CN110804210A - 一种钢铁冶金尘泥制备橡塑复合改性添加剂的工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于属于氧化锌技术领域，尤其是一种活性氧化锌的制备方法，本发明公开的一种活性氧化锌的制备方法，工艺方法方法简单，原料来源广泛，成本低，制备的反应过程操作简单易行，原料廉价易得，反应效率较高且重复性较好，采用包覆微胶囊的方法制备活性氧化锌，具有普通氧化锌所无法比较的特殊性和用途，可用于紫外光遮蔽材料、抗菌剂、荧光材料、光催化材料等的制备。

Description

一种钢铁冶金尘泥制备橡塑复合改性添加剂的工艺方法

技术领域

本发明属于氧化锌技术领域，尤其是一种钢铁冶金尘泥制备橡塑复合改性添加剂的工艺方法。

背景技术

氧化锌是锌的一种氧化物。难溶于水，可溶于酸和强碱。氧化锌是一种常用的化学添加剂，广泛地应用于塑料、硅酸盐制品、合成橡胶、润滑油、油漆涂料、药膏、粘合剂、食品、电池、阻燃剂等产品的制作中。氧化锌的能带隙和激子束缚能较大，透明度高，有优异的常温发光性能，在半导体领域的液晶显示器、薄膜晶体管、发光二极管等产品中均有应用。此外，微颗粒的氧化锌作为一种纳米材料也开始在相关领域发挥作用。

活性氧化锌是一种多功能性的新型无机材料，近年来在催化、光学、磁学、力学等方面展现出许多特殊功能，使其在陶瓷、化工、电子、光学、生物、医药等许多领域有重要的应用价值，具有普通氧化锌所无法比较的特殊性和用途。

氧化锌作为硫化体系必用的助剂，其填充量较高，一般为5份左右，由于氧化锌比重大，填充量大，其对胶料密度的影响非常大。而动态使用的制品如轮胎等，重量越大，其生热、滚动阻力就愈大，对制品使用寿命和能源消耗都不利，尤其是现代社会，人们对产品安全性和环保都提出了很高的要求。本领域技术人员亟待开发出一种活性氧化锌的制备方法，降低生产成本，以满足更大的市场需求和更高的性能要求。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种钢铁冶金尘泥制备橡塑复合改性添加剂的工艺方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种活性氧化锌的的制备方法，具体方法如下：

（1）以重量份数计，将100~110份高炉瓦斯泥、0.5~0.9份的十二烷基苯磺酸钠用300份水调成稀乳液，与质量分数为12~13的盐酸溶液77~86份一起投入耐腐蚀反应釜搅拌反应0.5h，得到含氯化锌的混合水溶液，经过滤得到滤饼杂质和澄清的氯化锌溶液，所得的氯化锌溶液中加入12~14份氢氧化锌和8~11份氯化钙，搅拌均匀分散，滤去沉淀物，得澄清滤液，将所得的澄清滤液送入蒸发器里，加热到100℃蒸发使液体溶液成为氯化锌饱和溶液，然后将氯化锌饱和溶液排出并进入冷凝器结晶， 析出氯化锌晶体；所得氯化锌晶体经风干、粉碎、得预处理次氯化锌；

（2）将步骤（1）得到的预处理次氯化锌、碳酸钠和食盐、虫白胶,称取分装，再分别进行预处理，在150~180℃烘10~14h进行混合均匀处理,再将三份原料投入行星磨机中进行球磨处理，再在500~600℃下热处理1~2h，然后在然后在超声波清洗器中将其分散，接着在水循环真空泵中对半成品进行反复抽滤,可溶杂质随蒸馏水进入抽滤瓶中除去，最后把抽滤后的样品放入烘箱内烘干，得到白色乳粉；

（3）将步骤（2）得到的白色乳粉、甘油、环氧大豆油和抗氧化剂称取并混合，加热至相互溶解形成油相液，在高速剪切的条件下，向油相中滴加油相液总重量5.5~6.7%的碱液，滴加完毕后，低速搅拌继续进行皂化，高速剪切的速率为3000~10000rpm，添加碱液总重量24.5~26.1%的蓖麻油酸钙并搅拌形成悬浮乳液，悬浮乳液中加入碱液，加热至55~60℃搅拌0.5~1h，得活性分散液，加酸调pH值至7~8，然后趁热进行流化床喷雾造粒，形成表面由淀粉粒包覆的微胶囊粒子，50~60℃干燥1~2h后即得到所述的活性氧化锌。

作为发明进一步的方案：所述步骤（2）球磨处理为在球料质量比为10:1,球磨机转速1000~1200rpm，球磨时间为2~4h。

作为发明进一步的方案：所述的抗氧化剂为亚磷酸二异辛基酯、维生素E、防老剂MBZ或硼酸三辛酯的其中一种。

作为发明进一步的方案：所述步骤（2）的称取分装的预处理次氯化锌、碳酸钠和食盐、虫白胶的质量比为10∶10~15∶30~50∶3。

作为发明进一步的方案：所述步骤（3）的称取分装的白色乳粉、甘油、环氧大豆油和抗氧化剂的质量比为10∶10~15∶30~50∶0.3。

作为发明进一步的方案：所述步骤（3）的碱液为10~20％质量浓度的氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液。

本发明的有益效果：

本发明公开的活性氧化锌的制备方法，提高高炉瓦斯泥中锌的回收利用率，对氧化锌进行包被处理，增加氧化锌的颗粒表面，以提高氧化锌本身作用效果。同时，它凭借着更大的比表面，较低剂量即可达到普通高剂量氧化锌的应用效果，具有滚动性好，分散性优良的特点，它粒径小，结构轻而疏松，氮吸附比表面积大，分布均匀，接触面积大，进行界面反应机遇较大，在橡塑工业中用作紫外线的稳定剂，能使聚合物的耐大气性得到较好的改善。具有设备简单,操作方便,工艺易控,所得产品质量高,晶粒细小且均匀等许多优点。所得的氯化锌溶液中加入氢氧化锌和氯化钙，使溶液中的氯化物、硫酸锌及硫化锌转换为氢氧化物、硫酸钙及硫化钙而沉淀，环氧大豆油等的引入提高活性氧化性的稳定性和其分散性，微胶囊改性使活性氧化锌有更高的比表面积。机械法制备氧化锌有更高的纯度，在饲料、涂料领域可以满足高性能的氧化锌的使用需求。

相比现有技术本发明具有如下优点：

本发明公开的制备方法直播得的活性氧化锌，比表面积大、活性高,并且较普通氧化锌价格便宜，经过机械法合成氧化锌、甘油、环氧大豆油等制备活性氧化锌，然后热解制取由于高炉瓦斯泥身的特点含锌、含碳高，通过将锌大多数从高炉瓦斯泥中分离出去，节约和保护环境，浪费能源少，活性化方法简单易行，有利于保护环境。

具体实施方式

下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。

实施例1

一种活性氧化锌的的制备方法，具体方法如下：

（1）以重量份数计，将100份高炉瓦斯泥、和0.5份的十二烷基苯磺酸钠用300份水调成稀乳液，与质量分数为12的盐酸溶液86份一起投入耐腐蚀反应釜搅拌反应0.5h，得到含氯化锌的混合水溶液，经过滤得到滤饼杂质和澄清的氯化锌溶液，所得的氯化锌溶液中加入12份氢氧化锌和8份氯化钙，搅拌均匀分散，滤去沉淀物，得澄清滤液，将所得的澄清滤液送入蒸发器里，加热到100℃蒸发使液体溶液成为氯化锌饱和溶液，然后将氯化锌饱和溶液排出并进入冷凝器结晶，析出氯化锌晶体；所得氯化锌晶体经风干、粉碎、得预处理次氯化锌；

（2）将步骤（1）得到的预处理次氯化锌、碳酸钠和食盐、虫白胶,称取分装，再分别进行预处理，在150℃烘10h进行混合均匀处理,再将三份原料投入行星磨机中进行球磨处理，再在500℃下热处理1h，然后在然后在超声波清洗器中将其分散，接着在水循环真空泵中对半成品进行反复抽滤,可溶杂质随蒸馏水进入抽滤瓶中除去，最后把抽滤后的样品放入烘箱内烘干，得到白色乳粉；

（3）将步骤（2）得到的白色乳粉、甘油、环氧大豆油和抗氧化剂称取并混合，加热至相互溶解形成油相液，在高速剪切的条件下，向油相中滴加油相液总重量5.5%的碱液，滴加完毕后，低速搅拌继续进行皂化，高速剪切的速率为3000rpm，添加碱液总重量24.5%的蓖麻油酸钙并搅拌形成悬浮乳液，悬浮乳液中加入碱液，加热至55℃搅拌0.5h，得活性分散液，加酸调pH值至7，然后趁热进行流化床喷雾造粒，形成表面由淀粉粒包覆的微胶囊粒子，50℃干燥2h后即得到所述的活性氧化锌。

进一步的，所述步骤（2）球磨处理为在球料质量比为10:1,球磨机转速1000rpm，球磨时间为2h。

进一步的，所述的抗氧化剂为防老剂MBZ。

进一步的，所述步骤（2）的称取分装的预处理次氯化锌、碳酸钠和食盐、虫白胶的质量比为10∶10∶30∶3。

进一步的，所述步骤（3）的称取分装的白色乳粉、甘油、环氧大豆油和抗氧化剂的质量比为10∶10∶30∶0.3。

进一步的，所述步骤（3）的碱液为10％质量浓度的氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液。

实施例2

一种活性氧化锌的的制备方法，具体方法如下：

（1）以重量份数计，将110份高炉瓦斯泥、0.9份的十二烷基苯磺酸钠用300份水调成稀乳液，与质量分数为13的盐酸溶液86份一起投入耐腐蚀反应釜搅拌反应0.5h，得到含氯化锌的混合水溶液，经过滤得到滤饼杂质和澄清的氯化锌溶液，所得的氯化锌溶液中加入14份氢氧化锌和11份氯化钙，搅拌均匀分散，滤去沉淀物，得澄清滤液，将所得的澄清滤液送入蒸发器里，加热到100℃蒸发使液体溶液成为氯化锌饱和溶液，然后将氯化锌饱和溶液排出并进入冷凝器结晶， 析出氯化锌晶体；所得氯化锌晶体经风干、粉碎、得预处理次氯化锌；

（2）将步骤（1）得到的预处理次氯化锌、碳酸钠和食盐、虫白胶,称取分装，再分别进行预处理，在180℃烘14h进行混合均匀处理,再将三份原料投入行星磨机中进行球磨处理，再在600℃下热处理2h，然后在然后在超声波清洗器中将其分散，接着在水循环真空泵中对半成品进行反复抽滤,可溶杂质随蒸馏水进入抽滤瓶中除去，最后把抽滤后的样品放入烘箱内烘干，得到白色乳粉；

（3）将步骤（2）得到的白色乳粉、甘油、环氧大豆油和抗氧化剂称取并混合，加热至相互溶解形成油相液，在高速剪切的条件下，向油相中滴加油相液总重量6.7%的碱液，滴加完毕后，低速搅拌继续进行皂化，高速剪切的速率为10000rpm，添加碱液总重量26.1%的蓖麻油酸钙并搅拌形成悬浮乳液，悬浮乳液中加入碱液，加热60℃搅拌1h，得活性分散液，加酸调pH值至8，然后趁热进行流化床喷雾造粒，形成表面由淀粉粒包覆的微胶囊粒子，60℃干燥2h后即得到所述的活性氧化锌。

进一步的，所述步骤（2）球磨处理为在球料质量比为10:1,球磨机转速1200rpm，球磨时间为4h。

进一步的，所述的抗氧化剂为亚磷酸二异辛基酯。

进一步的，所述步骤（2）的称取分装的预处理次氯化锌、碳酸钠和食盐、虫白胶的质量比为10∶15∶50∶3。

进一步的，所述步骤（3）的称取分装的白色乳粉、甘油、环氧大豆油和抗氧化剂的质量比为10∶15∶50∶0.3。

进一步的，所述步骤（3）的碱液为20％质量浓度的氢氧化钠的水溶液。

表1 实施例和对比例的活性氧化锌的性能测试对比结果

注：GB/T19589-2004氧化锌和HG/T2572活性氧化锌进行检测。

Claims (6)

1.一种活性氧化锌的的制备方法，其特征在于，具体方法如下：

（1）以重量份数计，将100~110份高炉瓦斯泥、0.5~0.9份的十二烷基苯磺酸钠用300份水调成稀乳液，与质量分数为12~13的盐酸溶液77~86份一起投入耐腐蚀反应釜搅拌反应0.5h，得到含氯化锌的混合水溶液，经过滤得到滤饼杂质和澄清的氯化锌溶液，所得的氯化锌溶液中加入12~14份氢氧化锌和8~11份氯化钙，搅拌均匀分散，滤去沉淀物，得澄清滤液，将所得的澄清滤液送入蒸发器里，加热到100℃蒸发使液体溶液成为氯化锌饱和溶液，然后将氯化锌饱和溶液排出并进入冷凝器结晶， 析出氯化锌晶体；所得氯化锌晶体经风干、粉碎、得预处理次氯化锌；

将步骤（1）得到的预处理次氯化锌、碳酸钠和食盐、虫白胶,称取分装，再分别进行预处理，在150~180℃烘10~14h进行混合均匀处理,再将三份原料投入行星磨机中进行球磨处理，再在500~600℃下热处理1~2h，然后在然后在超声波清洗器中将其分散，接着在水循环真空泵中对半成品进行反复抽滤,可溶杂质随蒸馏水进入抽滤瓶中除去，最后把抽滤后的样品放入烘箱内烘干，得到白色乳粉；

将步骤（2）得到的白色乳粉、甘油、环氧大豆油和抗氧化剂称取并混合，加热至相互溶解形成油相液，在高速剪切的条件下，向油相中滴加油相液总重量5.5~6.7%的碱液，滴加完毕后，低速搅拌继续进行皂化，高速剪切的速率为3000~10000rpm，添加碱液总重量24.5~26.1%的蓖麻油酸钙并搅拌形成悬浮乳液，悬浮乳液中加入碱液，加热至55~60℃搅拌0.5~1h，得活性分散液，加酸调pH值至7~8，然后趁热进行流化床喷雾造粒，形成表面由淀粉粒包覆的微胶囊粒子，50~60℃干燥1~2h后即得到所述的活性氧化锌。

2.根据权利要求1所述的活性氧化锌的的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）球磨处理为在球料质量比为10:1,球磨机转速1000~1200rpm，球磨时间为2~4h。

3.根据权利要求1所述的活性氧化锌的的制备方法，其特征在于，所述的抗氧化剂为亚磷酸二异辛基酯、维生素E、防老剂MBZ或硼酸三辛酯的其中一种。

4.根据权利要求1所述的活性氧化锌的的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）的称取分装的预处理次氯化锌、碳酸钠和食盐、虫白胶的质量比为10∶10~15∶30~50∶3。

5.根据权利要求1所述的活性氧化锌的的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）的称取分装的白色乳粉、甘油、环氧大豆油和抗氧化剂的质量比为10∶10~15∶30~50∶0.3。

6.根据权利要求1所述的活性氧化锌的的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）的碱液为10~20％质量浓度的氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液。