CN104448492A - 用于塑化行业的改性赤泥填充料和专用料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于塑化行业的改性赤泥填充母料和改性赤泥专用料，属于化工技术领域；由以下质量百分数的原料制成：赤泥：80-90％、载体树脂：5-15％、助剂：3-10％、表面改性剂：0.5-2％。本发明不用做前期的脱碱处理，可以不需要过分烘干，不需要研磨过筛，赤泥用量大；由于在配方中加大了赤泥用量，因此成本降低；制得的产品性能更加优良，尤其是增加了阻燃和耐候等其他特性。

Description

用于塑化行业的改性赤泥填充料和专用料
技术领域
本发明涉及一种用于塑化行业的改性赤泥填充料和专用料，属于化工技术领域。
背景技术
赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生1.0～2.0吨赤泥。中国作为世界第4大氧化铝生产国，每年排放的赤泥高达数百万吨。大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面积的堆场堆放，占用了大量土地，也对环境造成了严重的污染。全世界每年产生的赤泥约7000万吨，我国每年产生的赤泥为3000万吨以上。大量的赤泥的产生已经对人类的生产、生活造成多方面的直接和间接的影响，所以最大限度的减少赤泥的产量和危害，实现多渠道、大数量的资源化已迫在眉睫。
目前现有的技术，对赤泥重新利用的也非常多，例如将赤泥用做建筑材料的生产，在地板砖、内墙砖等领域的回收利用，但是在这些领域还面临了这样一个问题，在建筑材料领域仍然是一个高耗能低产值的行业；
同时也赤泥和塑料联合应用的，但是配方并不完善，或者是说赤泥的运用量不足，只能达到质量百分数的60-65％，例如专利号为：200910143767.9，它的最大用量就是赤泥为65％，然而众所周知，赤泥的产量是非常大的，目前大部分产量均得不到良好的运用；
即使专利申请201010606051.0中提到的赤泥的质量百分含量最高也只是达到70％；但是同时它还要求去除碱性，加入了原味脱碱剂，无形中增大了成本和工艺复杂性，并且制得的产品性能并不优良。
发明内容
根据现有技术不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于塑化行业的改性赤泥，和国内已知的专利相比，赤泥用量大，无需除去碱性物质，无需烘干或微烘干，从而节约了能源，降低了成本；和市场上现有填充母料相比，不会消耗已知的矿产资源，比如碳酸钙、滑石粉等，却能大量消耗堆放污染的铝厂废弃物，利国、利民、消除污染，符合国家产业政策
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种用于塑化行业的改性赤泥填充料，由以下质量百分数的原料制成：
赤泥：80-90％
载体树脂：5-15％
助剂：3-10％
表面改性剂：0.5-2％。
本材料可以前期不做脱碱处理，因为载体树脂并不惧怕碱性，所以赤泥中的碱性并不影响其他材料的性能；本材料可以大量用来作为管材、片材、塑编、无纺布和塑料型材的填充材料，通过载体树脂、助剂和表面改性剂的加入，使得赤泥能够呈现塑料特性，因此能够以此来充当管材和片材等的填充材料，这样既增加了赤泥的用量，和以矿物粉体为原料的填充料相比，并不影响管材和片材等的产品性能。
一种用于塑化行业的改性赤泥专用料，由以下质量百分数的原料制成：
赤泥：30-50％
载体树脂：40-65％
助剂：3-10％
表面改性剂：0.5-2％。
本材料可以前期不做脱碱处理，因为载体树脂并不惧怕碱性，所以赤泥中的碱性并不影响其他材料的性能；本材料可以大量用来作为管材、片材和防渗透薄膜的专用料，通过增大载体树脂的用量，使得赤泥也增大了塑料特性，因此可以不必添加其他材料，即可直接制备产品；通过上述配方的配比，赋予了赤泥更多的塑料性质，并且成本降低，和碳酸钙相比，本发明所制备的塑化行业的改性赤泥制得的产品人性更强，同时因为其他助剂和赤泥本身的特点，使得产品还具备抗老化性，同时还具备一定的阻燃性能。
所述的赤泥粒度为风选200-3000目。
所述的赤泥无需烘干处理，以降低生产成本。
所述的载体树脂为PE、PP、PVC、mLLDPE、POE、APP、ABS、PS、PA和EVA中的一种或几种。
所述的表面改性剂为铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂或铝钛复合偶联剂。
所述的助剂为聚乙烯蜡、石蜡、白油、硬脂酸锌或硬脂酸钙中的一种或几种。
其制备方法包括如下步骤：
1)由于赤泥的原生粒径并不大，所以，将自然晒干的赤泥简单粉碎、风选，根据密度分级为200～3000目，可根据需要；
2)将风选后的赤泥根据实际需要进行表面改性，并同其他原料充分混合均匀后，加热熔融，然后根据各种材料不同挤出造粒，其中熔融温度为110～250℃。
本发明的有益效果是：
1、不用做前期的脱碱处理，无需研磨，只要自然晾晒干燥，对水分含量要求不高，赤泥用量大；
2、赤泥属于废弃物再利用，加工成本低，在塑料里的使用量较高，因此产品成本降低；
3、制得的产品性能优良，尤其是在不增加成本的情况下，增加了其他特性。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
用于塑化行业的改性赤泥填充料，由以下质量百分数的原料制成：
赤泥：80％
载体树脂：15％
助剂：4.5％
表面改性剂：0.5％。
所述的赤泥风选分级至800目。
所述的载体树脂为PE。
所述的表面改性剂为铝酸酯偶联剂。
所述的助剂为聚乙烯腊。
1)将赤泥粉碎、风选分级至800目；
2)将经过风选后的赤泥及其各个原料混合均匀后，加热熔融，然后根据各种材料不同挤出待用，其中螺杆加工温度为110～250℃。
制得产品经压片后，拉伸强度为8.5MPa，断裂伸长率为30％，直角撕裂强度8N/mm加工性能和热稳定性能好。
本材料可以大量用来作为管材、片材、塑编、无纺布和型材的填充材料，通过载体树脂、助剂和表面改性剂的加入，使得赤泥能够呈现塑料特性，因此能够以此来充当管材和片材等的填充材料，这样既增加了赤泥的用量，同时并不影响管材和片材等的产品性能。
实施例2
用于塑化行业的改性赤泥专用料，由以下质量百分数的原料制成：
赤泥：30％
载体树脂：65％
助剂：3％
表面改性剂：2％。
所述的赤泥风选分级至1500目。
所述的载体树脂为PE。
所述的表面改性剂为铝钛复合偶联剂。
所述的助剂为硬脂酸锌。
1)将赤泥粉碎、风选分级至1500目；
2)将过筛后的赤泥及其各个原料混合均匀后，加热熔融，然后根据各种材料不同挤出代用，其中熔融温度为120～210℃。
制得产品经压片后测试的拉伸强度为20.5MPa，断裂伸长率为80％，直角撕裂强度15N/mm加工性能和热稳定性能好。
本材料可以前期不做脱碱处理，因为载体树脂并不惧怕碱性，所以赤泥中的碱性并不影响其他材料的性能；本材料可以大量用来作为管材、片材和防渗透薄膜的专用料，通过增大载体树脂的用量，使得赤泥也增大了塑料特性，因此可以不必添加其他材料，即可直接制备产品；通过上述配方的配比，赋予了赤泥更多的塑料性质，并且成本降低，和碳酸钙等矿物质粉体生产的专用料相比，本发明所制备的塑化行业的改性赤泥专用料制得的产品韧性更强，同时因为其他助剂和赤泥本身的特点，使得产品还具备的抗老化性，同时还具备一定的阻燃性能。
实施例3
用于塑化行业的改性赤泥填充料，由以下质量百分数的原料制成：
赤泥：90％
载体树脂：5％
助剂：4.5％
表面改性剂：0.5％。
所述的赤泥风选分级至2500目。
所述的载体树脂为APP和EVA按照质量比1:1配得。
所述的表面改性剂为钛酸酯偶联剂。
所述的助剂为聚乙烯腊和硬脂酸锌按照质量比1:1配得。
1)将赤泥粉碎、风选分级至2500目；
2)将过筛后的赤泥及其各个原料混合均匀后，加热熔融，然后根据各种材料不同挤出代用，其中熔融温度为140～195℃。
制的产品后，以30％比例添加至HDPE防渗膜中，制得厚度为3mm土工薄膜，其物理指标为拉伸强度(纵向)≥17MPa，(横向)≥25MPa；断裂伸长率(纵向)≥450％，横向≥550％；直角撕裂强度≥80N/mm。
本材料可以大量用来作为管材、片材、塑编、无纺布和型材的填充材料，通过载体树脂、助剂和表面改性剂的加入，使得赤泥能够呈现塑料特性，因此能够以此来充当管材和片材等的填充材料，这样既增加了赤泥的用量，同时并不影响管材和片材等的产品性能。
实施例4
用于塑化行业的改性赤泥专用料，由以下质量百分数的原料制成：
赤泥：50％
载体树脂：40％
助剂：9.5％
表面改性剂：0.5％。
所述的赤泥风选分级至1250目。
所述的载体树脂为LLDPE和LDPE1：1混合。
所述的表面改性剂为铝钛复合偶联剂。
所述的助剂为聚乙烯腊和硬脂酸2:1混合。
1)将赤泥粉碎、风选分级至1250目
2)将过筛后的赤泥及其各个原料混合均匀后，加热熔融，然后根据各种材料不同挤出造粒待用，其中熔融温度为135～185℃。
制得产品100％用于铝塑板夹心层。弯曲强度≥108Mpa；弯曲弹性模量≥2.12×104Mpa；贯穿阻力≥9.1kN；剪切强度≥29.6Mpa。
本材料可以前期不做脱碱处理，因为载体树脂并不惧怕碱性，所以赤泥中的碱性并不影响其他材料的性能；本材料可以大量用来作为管材、片材和防渗透薄膜的专用料，通过增大载体树脂的用量，使得赤泥也增大了塑料特性，因此可以不必添加其他材料，即可直接制备产品；通过上述配方的配比，赋予了赤泥更多的塑料性质，并且成本降低，和碳酸钙等矿物质粉体生产的专用料相比，本发明所制备的塑化行业的改性赤泥专用料制得的产品韧性更强，同时因为其他助剂和赤泥本身的特点，使得产品还具备的抗老化性，同时还具备一定的阻燃性能。
实施例5
用于塑化行业的改性赤泥填充料，由以下质量百分数的原料制成：
赤泥：85％
载体树脂：10％
助剂：4％
表面改性剂：1％。
所述的赤泥风选分级至2000目。
所述的赤泥经烘干处理，含水量≤1％。
所述的载体树脂为PE、PP和PVC按照质量1:1:1混合制备。
所述的表面改性剂为铝钛复合偶联剂。
所述的助剂为硬脂酸钙。
1)将赤泥粉碎、风选分级至2000目；
2)将过筛后的赤泥及其各个原料混合均匀后，加热熔融，然后根据各种材料不同挤出代用，其中熔融温度为140～150℃。
制得产品的拉伸强度为10.5MPa，断裂伸长率为30％，加工性能和热稳定性能好。
本材料可以大量用来作为管材、片材、塑编、无纺布和型材的填充材料，通过载体树脂、助剂和表面改性剂的加入，使得赤泥能够呈现塑料特性，因此能够以此来充当管材和片材等的填充材料，这样既增加了赤泥的用量，同时并不影响管材和片材等的产品性能。
实施例6
用于塑化行业的改性赤泥专用料，由以下质量百分数的原料制成：
赤泥：40％
载体树脂：50％
助剂：9％
表面改性剂：1％。
所述的赤泥风选分级至1500目。
所述的载体树脂为LLDPE。
所述的表面改性剂为铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝钛复合偶联剂。
所述的表面改性剂为铝钛复合偶联剂。
所述的助剂为聚乙烯树脂。
1)将赤泥粉碎、风选分级至1500目；
2)将过筛后的赤泥及其各个原料混合均匀后，加热熔融，然后根据各种材料不同挤出造粒待用，其中熔融温度为140～190℃。
制得产品100％用于地埋通讯管，摩擦系数：≤0.33；维卡软化温度℃：≥88；
落锤冲击：≥93；扁平实验：无破裂；环刚度(kn/m2)：≥8；纵向回缩率(％)：≤5
本材料可以前期不做脱碱处理，因为载体树脂并不惧怕碱性，所以赤泥中的碱性并不影响其他材料的性能；本材料可以大量用来作为管材、片材和反渗透薄膜的专用料，通过增大载体树脂的用量，使得赤泥也增大了塑料特性，因此可以不必添加其他材料，即可直接制备产品；通过上述配方的配比，赋予了赤泥更多的塑料性质，并且成本降低，和碳酸钙等矿物质粉体生产的专用料相比，本发明所制备的塑化行业的改性赤泥专用料制得的产品韧性更强，同时因为其他助剂和赤泥本身的特点，使得产品还具备的抗老化性，同时还具备一定的阻燃性能。

Claims (6)

1.一种用于塑化行业的改性赤泥填充料，其特征在于由以下质量百分数的原料制成：
赤泥：80-90％
载体树脂：5-15％
助剂：3-10％
表面改性剂：0.5-2％。
2.一种用于塑化行业的改性赤泥专用料，其特征在于由以下质量百分数的原料制成：
赤泥：30-50％
载体树脂：40-65％
助剂：3-10％
表面改性剂：0.5-2％。
3.根据权利要求1或2所述的用于塑化行业的改性赤泥，其特征在于所述的赤泥粒度为风选200-3000目。
4.根据权利要求1或2所述的用于塑化行业的改性赤泥，其特征在于所述的载体树脂为PE、PP、PVC、MLLDPE、POE、APP、ABS、PS、PA和EVA中的一种或几种。
5.根据权利要求1或2所述的用于塑化行业的改性赤泥，其特征在于所述的表面改性剂为铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂或铝钛复合偶联剂中的一种或几种。
6.根据权利要求1或2所述的用于塑化行业的改性赤泥，其特征在于所述的助剂为助剂为聚乙烯蜡、石蜡、白油、硬脂酸锌和硬脂酸钙中的一种或几种。
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