[发明专利]一种高聚物密度调节剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及再生资源综合利用技术领域，特别涉及一种高聚物密度调节剂及其制备方法，以粉煤灰为原料，采用碱性改性剂和酸性改性剂先后对粉煤灰改性，再用偶联剂活化。

背景技术

近年来，随着石油化工原料和各种树脂原料的紧缺，使得各类以石油为原料的聚合物制品的成本显著提高。我国经济持续30年的快速增长，造就了市场对高分子聚合物产品的旺盛需求。从2010年起，中东以及签订了自由贸易协定的东南亚的聚烯烃产品进入我国市场，使得国内企业没有了成本优势，我国通用聚烯烃产品市场开始进入竞争白热化状态，产能过剩的压力已经常态化。

在塑料材料或制品的生产成本中，原辅材料的费用占整个生产成本的70％以上，在大多数情况下，原辅材料的费用直接关系到企业利润的有无或高低，因此导致生产成本高低的直接原因成为填充改性技术的发展动力；另一方面，随着塑料材料或制品应用领域不断扩大，对材料的力学性能以及电、光、热、磁、阻燃等各方面的性能提出越来越多、越来越高的要求，填充改性已成为塑料加工企业开发新产品、降低成本、提高性能、技术进步和持续快速发展的重要推动力量，目前市场上多数生产厂家使用CaCO₃、滑石粉等廉价填料填充于塑料制品。

但实际生产应用中，其虽然能在一定程度上降低了生产成本，但填充后的塑料制品的加工性能差、抗冲击韧性低、易脆裂等缺点暴露无疑，限制了其应用的领域。为了提高塑料制品的性能，拓展塑料的应用领域，许多研究人员采用弹性体或刚性粒子来改善冲击强度，但往往力学性能会随之呈现不同程度的降低，加工流动性会更加恶化，最终未能达到理想效果。

在国外，从70年代初开始从粉煤灰中提取空心微球作为塑料制品的填充剂，并在多种材料中得到成功的应用；70年代末美国科研人员开始成功地用磨细或分选的粉煤灰作为聚丙烯塑料的填充剂，并取得良好的效果。

粉煤灰是发电厂等热工企业燃煤发电后由电除尘器收集的灰色粉末，粒径为1~500μm，主要由SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO及残余炭组成。

我国现在每年要产出近3.75亿吨粉煤灰，由于技术等原因，目前粉煤灰仍局限于部分水泥生产和制砖、填垫路基等初级利用，综合利用总量不足，没有实现深层次的加工利用。目前我国粉煤灰堆存量达14亿吨（填埋在地下的还有50亿吨），每年新增2亿吨左右，在对其排放处理的过程中需占用大面积的土地，建设大面积的储灰场，投入大量的资金，在排放的过程中需大量的水源，所需要建造大型贮灰场存放，这不仅占用大量土地资源，而且带来严重的环境污染，已成为我国燃煤电力和钢铁行业可持续装展的一大公害。

目前我国粉煤灰的利用尚处在初期阶段，利用率和利用水平都有待于发展，因为大部分燃煤发电厂的粉煤灰都是以不规则形状和球形两种形态存在，一般球形颗粒占50%以上，且粉煤灰表面封闭、光滑致密、比表面积小，且又缺乏活化集团，若不经过改性、直接加入对塑料无补强作用，必须进行改性才能提高其对塑料的补强作用。如专利CN101824168是将硬脂酸偶联剂直接活化粉煤灰，加到塑料生产过程中，容易造成分布不均匀，补强效果不理想的弊端。专利CN101948126采用高温微波活化粉煤灰，能耗高，微波装置不易工业化操作。

发明内容

针对现有粉煤灰作为塑料改性剂利用率和利用水平严重不足的上述缺陷和问题，本发明实施例的目的是提供一种高聚物密度调节剂及其制备方法，通过分别采用酸碱改性剂对粉煤灰进行披覆，再用偶联剂交联使粉煤灰的亲脂性高，容易与聚氯乙烯等高聚物相容配合，由此制得的高聚物如塑料、橡胶制品具有更高的稳定性。

为了达到上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种高聚物密度调节剂，由粉煤灰，碱性改性剂，酸性改性剂及偶联剂构成，其特征在于，粉煤灰为200目以上的球形颗粒，重量比重为94%～98.6%，碱性改性剂所占重量比重为1%～2％，酸性改性剂所占重量比重为0.1～2％，偶联剂所占重量比重为0.5～2%。

作为上述技术方案的优选，所述粉煤灰为500目以上的球形颗粒。

作为上述技术方案的优选，所述碱性改性剂为纯度99%的三乙醇胺液体。

作为上述技术方案的优选，所述酸性改性剂为粉状硬脂酸或纯度99%的十二烷基苯磺酸液体。

作为上述技术方案的优选，所述偶联剂为粉状硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂。