CN108102256A - 一种适于挤出成型的pvc组合料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适于挤出成型的PVC组合料及制备方法，包括改性废矿粉制备、改性废矿粉预混料制备和PVC组合料制备。改性废矿粉由开采花岗岩所产生的尾渣、大理石加工所产生的废料和冶炼过程产生的燃煤粉煤灰构成的混合废矿渣经研磨、过筛和偶联活化处理而成；改性废矿粉预混料由改性废矿粉分别与硬脂酸和石蜡混合制得；PVC组合料由改性废矿粉预混料与PVC树脂、复合稳定剂、增韧剂和CPE在加热条件混合而成。该组合料适用于挤出成型，其PVC塑化均匀、且不易分解，废矿粉与PVC相容性好，无粉尘问题，次品率低；且成型制品强度高、韧性好，具有良好的耐水阻燃性。可替代木塑复合材料广泛应用在建筑、家装领域。

Description

一种适于挤出成型的PVC组合料及制备方法
技术领域
本发明属于塑料配方领域，特别涉及一种适于挤出成型的PVC组合料及 制备方法。
背景技术
根据工信部规[2016]225号文件要求，以高值化、规模化、集约化利用为重 点，围绕尾矿、废石、煤矸石、粉煤灰、冶炼渣、冶金尘泥、赤泥、工业副产 石膏、化工废渣等工业固体废物，推广一批先进适用技术装备，推进深度资源 化利用，是未来五年实现工业绿色发展的重要途径。地处秦巴地区的陕西省汉 中市而言，具有丰富的矿产资源，冶炼企业很多，在矿产开发与冶炼、石材加 工过程中会产生大量的尾渣、废料和粉煤灰等，主要成份为SiO2和Al2O3，可 作为填料直接填充改性聚合物(PVC树脂)。但所选废物为无机材料，而PVC树 脂为有机材料，为了提高二者的相容性，必须对废物进行表面偶联活化处理， 虽然可提高PVC的力学性能，降低产品的生产成本，还可减少矿渣对生态环境 的破坏和人类健康的伤害。但是二者在成型加工过程中，流动性差，高温PVC 易分解，而且成型制品的韧性差。同时，PVC挤出成型过程中存在严重的粉尘 问题。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种适于挤出 成型的PVC组合料及制备方法，解决矿产开发与冶炼、石材加工过程中产生的 尾渣、废料和粉煤灰等回收利用问题，降低这些废物对环境的污染和对人体健 康的伤害。此外，改善PVC塑化问题和粉尘问题，提高成型制品的力学性能， 还赋予制品功能性，增加产品的附加值。
本发明是通过下述技术方案来实现的。
一种适于挤出成型的PVC组合料及制备方法，包括下述步骤：
1)改性废矿粉制备
1a)将开采花岗岩所产生的尾渣经磁铁粉生产线提取磁铁粉后，经干燥、 破碎、研磨和过筛处理得废矿粉a；将大理石加工所产生的废料经研磨和过 筛处理得废矿粉b；将冶炼过程产生的燃煤粉灰经研磨和过筛处理得废矿粉 c；
1b)将废矿粉a、废矿粉b和废矿粉c按照任意比例低速混合得废矿粉d， 再按照质量比为56.5～68.5％将废矿粉d与1.5～3.5％的铝酸酯偶联剂于一定 温度条件下，搅拌混合，冷却，得改性废矿粉；
2)改性废矿粉预混料制备
将步骤1b)所得改性废矿粉中分别加入0-1％的硬脂酸和1-2％的石蜡， 混合，升温，强力机械搅拌，冷却，得改性废矿粉预混料；
3)PVC组合料制备
将步骤2)所得改性废矿粉预混料分别与20-25％的PVC树脂粉、3-6％ 的复合稳定剂、1-3％的增韧剂和1-3％的氯化聚乙烯(CPE)混合，升温， 强力机械搅拌，冷却，得PVC组合料。
所述步骤1a)中，研磨细度为300-400目。
所述步骤1b)中，在70-90℃条件下，500-1000转/min搅拌混合 30-60min，冷却至30-40℃得改性废矿粉。
所述步骤2)中，升温至90-100℃，强力机械搅拌1-2h，冷却至30-40℃， 得改性废矿粉预混料。
所述步骤3)中，升温至130℃-135℃，强力机械搅拌1-2h，冷却至30-40℃，得PVC组合料。
所述铝酸酯偶联剂为二硬脂酰氧异丙基铝酸酯。
所述PVC树脂粉为五型PVC树脂，平均聚合度为1010～1050，经干 燥处理，含水率降至0.1％以下。
所述复合稳定剂为pvc钙锌复合稳定剂。
所述增韧剂为ACR或EVA一种或两种的混合物。
相应地，本发明方法制备的适于挤出成型的PVC组合料，包括下述质量 份数的原料：
按本发明制备PVC组合料适用于挤出成型。在挤出成型过程中，PVC 塑化均匀、且不易分解，废矿粉与PVC相容性好，无粉尘问题，次品率低， 且成型制品强度高、其静曲强度达18.7-19.2MPa、弹性模量大于7300MPa； 韧性好，其抗冲击达4.6-5mm；具有良好的耐水阻燃性，其耐水泡1-3月无 翘曲变形、无霉变现象，阻燃等级为V-0级。可替代木塑复合材料广泛应用 在建筑、家装领域。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不作为对本发明做任 何限制的依据。
本发明的适于挤出成型的PVC组合料及制备方法，包括下述步骤：
1)改性废矿粉制备
1a)将开采花岗岩所产生的尾渣经磁铁粉生产线提取磁铁粉后，经干燥、 破碎、研磨和过筛处理得废矿粉a；将大理石加工所产生的废料经研磨和过 筛处理得废矿粉b；将冶炼过程产生的燃煤粉灰经研磨和过筛处理得废矿粉 c；研磨细度为300-400目；
1b)将废矿粉a、废矿粉b和废矿粉c按照任意比例低速混合得废矿粉d， 再按照质量比为56.5～68.5％的废矿粉d与1.5～3.5％的铝酸酯偶联剂(为二 硬脂酰氧异丙基铝酸酯)于70-90℃条件下，500-1000转/min搅拌混合 30-60min，冷却至30-40℃得改性废矿粉；
2)改性废矿粉预混料制备
将步骤1b)所得改性废矿粉中分别加入0-1％的硬脂酸和1-2％的石蜡， 混合，升温至90-100℃，强力机械搅拌1-2h，冷却至30-40℃，得改性废 矿粉预混料；
3)PVC组合料制备
将步骤2)所得改性废矿粉预混料分别与20-25％的PVC树脂粉、3-6％ 的复合稳定剂(为pvc钙锌复合稳定剂)、1-3％的增韧剂(为ACR或EVA) 和1-3％的氯化聚乙烯(CPE)混合，升温至130℃-135℃，强力机械搅拌 1-2h，冷却至30-40℃，得PVC组合料。
其中，PVC树脂粉为五型PVC树脂，平均聚合度为1010～1050，经干 燥处理，含水率降至0.1％以下。
下面给出具体实施例来进一步说明本发明。
实施例1
按照以下原料配制PVC组合料：
具体实施步骤：
1)将废矿粉a、废矿粉b和废矿粉c研磨细度为300目；按照1:1:1比 例低速混合得56.5份废矿粉d，再与3.5份铝酸酯偶联剂二硬脂酰氧异丙基 铝酸酯，于80℃条件下，800转/min搅拌混合30min，冷却至40℃，停止 搅拌得改性废矿粉。
2)将改性废矿粉分别与1份硬脂酸、2份石蜡混合，升温至100℃，强 力机械搅拌1h，冷却至40℃，停止搅拌得改性废矿粉预混料。
3)将改性废矿粉预混料分别与25份PVC树脂粉、6份pvc钙锌复合稳 定剂、3份EVA增韧剂和3份CPE混合，升温至130℃，强力机械搅拌1h， 冷却至40℃，停止搅拌得PVC组合料。
实施例2
按照以下原料配制PVC组合料：
具体实施步骤：
1)将废矿粉a、废矿粉b和废矿粉c研磨细度为300目；按照1:1:1比 例低速混合得58.5份废矿粉d，再与1.5份铝酸酯偶联剂，于80℃条件下， 800转/min搅拌混合30min，冷却至40℃，停止搅拌得改性废矿粉。
2)将改性废矿粉分别与1份石蜡混合，升温至100℃，强力机械搅拌 1h，冷却至40℃，停止搅拌得改性废矿粉预混料。
3)将改性废矿粉预混料分别与20份PVC树脂粉、3份pvc钙锌复合稳 定剂、3份ACR增韧剂和3份CPE混合，升温至130℃，强力机械搅拌1h， 冷却至40℃，停止搅拌得PVC组合料。
实施例3
按照以下原料配制PVC组合料：
具体实施步骤：
1)将废矿粉a、废矿粉b和废矿粉c研磨细度为300目；按照1:1:1比 例低速混合得67.5份废矿粉d，再与2.5份铝酸酯偶联剂，于80℃条件下， 800转/min搅拌混合30min，冷却至40℃，停止搅拌得改性废矿粉。
2)将改性废矿粉分别与0.5份硬脂酸、1.5份石蜡混合，升温至100℃， 强力机械搅拌1h，冷却至40℃，停止搅拌得改性废矿粉预混料。
3)将改性废矿粉预混料分别与21.5份PVC树脂粉、3.5份pvc钙锌复 合稳定剂、1.5份EVA增韧剂和1.5份CPE混合，升温至130℃，强力机械 搅拌1h，冷却至40℃，停止搅拌得PVC组合料。
制备PVC组合料适用于挤出成型，在挤出成型过程中，除PVC塑化均匀、 不易分解，其成型制品强度高，其静曲强度18.7-19.2MPa、弹性模量大于 7300MPa；韧性好，其抗冲击达4.6-5mm；具有良好的耐水阻燃性，其耐水泡 1-3月无翘曲变形、无霉变现象，阻燃等级为V-0级。因此，该PVC组合料为 一种加工性能良好的适用于挤出成型的PVC组合料。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领 域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一 些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种适于挤出成型的PVC组合料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
1)改性废矿粉制备
1a)将开采花岗岩所产生的尾渣经磁铁粉生产线提取磁铁粉后，经干燥、破碎、研磨和过筛处理得废矿粉a；将大理石加工所产生的废料经研磨和过筛处理得废矿粉b；将冶炼过程产生的燃煤粉灰经研磨和过筛处理得废矿粉c；
1b)将废矿粉a、废矿粉b和废矿粉c按照任意比例低速混合得废矿粉d，再按照质量比为56.5～68.5％的废矿粉d与1.5～3.5％的铝酸酯偶联剂于一定温度条件下，搅拌混合，冷却，得改性废矿粉；
2)改性废矿粉预混料制备
将步骤1b)所得改性废矿粉中分别加入0-1％的硬脂酸和1-2％的石蜡，混合，升温，强力机械搅拌，冷却，得改性废矿粉预混料；
3)PVC组合料制备
将步骤2)所得改性废矿粉预混料分别与20-25％的PVC树脂粉、3-6％的复合稳定剂、1-3％的增韧剂和1-3％的氯化聚乙烯混合，升温，强力机械搅拌，冷却，得PVC组合料。
2.根据权利要求1所述一种适于挤出成型的PVC组合料的制备方法，其特征在于，所述步骤1a)中，研磨细度为300-400目。
3.根据权利要求1所述一种适于挤出成型的PVC组合料的制备方法，其特征在于，所述步骤1b)中，在70-90℃条件下，500-1000转/min搅拌混合30-60min，冷却至30-40℃得改性废矿粉。
4.根据权利要求1所述一种适于挤出成型的PVC组合料的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，升温至90-100℃，强力机械搅拌1-2h，冷却至30-40℃，得改性废矿粉预混料。
5.根据权利要求1所述一种适于挤出成型的PVC组合料的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，升温至130℃-135℃，强力机械搅拌1-2h，冷却至30-40℃，得PVC组合料。
6.根据权利要求1所述一种适于挤出成型的PVC组合料的制备方法，其特征在于，所述铝酸酯偶联剂为二硬脂酰氧异丙基铝酸酯。
7.根据权利要求1所述一种适于挤出成型的PVC组合料的制备方法，其特征在于，所述PVC树脂粉为五型PVC树脂，平均聚合度为1010～1050，经干燥处理，含水率降至0.1％以下。
8.根据权利要求1所述一种适于挤出成型的PVC组合料的制备方法，其特征在于，所述复合稳定剂为pvc钙锌复合稳定剂。
9.根据权利要求1所述一种适于挤出成型的PVC组合料的制备方法，其特征在于，所述增韧剂为ACR或EVA一种或两种的混合物。
10.一种权利要求1-9任一项所述方法制备的适于挤出成型的PVC组合料，其特征在于，包括下述质量比的原料：
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