[发明专利]一种以磷石膏为原料制作PVC材料的填料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及磷石膏应用领域，具体涉及一种以磷石膏为原料制作PVC材料的 填料的方法。

背景技术

磷石膏是磷肥工业的固体废渣，目前，据相关统计数据显示，我国堆存的磷 石膏总量已达到2.5亿吨以上，而且每年新增的磷石膏排放量也超过5000万吨，磷 石膏的高速增长和大量堆积，不仅占用土地资源和造成环境压力，也增加了企业 的经济负担，和我国的国民经济建设压力。因此，加快磷石膏的综合利用技术创 新力度，实现变废为宝、变害为利，已成为我国经济建设中一项重要的技术经济 政策，也是可持续发展面临的迫切需要解决的问题。根据《国务院关于印发循环 经济发展战略及近期行动计划的通知》(国发[2013]5号)的文件精神，磷石膏、 粉煤灰等工业固体废弃物的综合利用列入了资源化重点工程建设之一，已成为中 国发展循环经济，建设资源节约型、环境友好型社会的重要任务之一。

目前，磷石膏的利用主要有以下几个方面：①作水泥缓凝剂；②制硫酸盐； ③作石膏建材；④作土壤改良剂等，但其利用率仅为2％-3％，资源化利用效率较 低。由于磷石膏晶体形貌呈片状，应用于聚氯乙烯软质型材填料中有利于改善聚 氯乙烯软质型材的耐热性、抗冲击强度、热导率和绝缘性等。

在现有技术中，磷石膏具有典型的片状填料的特征，作为填料在塑料中的作 用主要是增量降低成本，还可以用来提高符合体系的弹性模量、冲击强度和弯曲 强度等，但是磷石膏作为一种新型的填料在塑料中的应用特别是在聚氯乙烯材料 中的应用主要存在无机填料的极性与高聚物的极性相差很大，容易造成二者相容 性不好，从而对填充物的加工性能和制品的施用性能带来不良影响，并且直接将 磷石膏用作聚氯乙烯材料的填料，其加工工艺复杂，成本高，反而增加了磷石膏 的综合利用成本。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供一种低成本、易操作的以磷石膏为原料制作 PVC材料的填料的方法。

具体通过以下方案得以实现：

一种以磷石膏为原料制作PVC材料的填料的方法，包括以下步骤：

(1)将磷石膏经恒温煅烧处理，得β型半水石膏；选取30-45％的半水石膏 经二次煅烧处理后，得到硬石膏；将β型半水石膏与硬石膏进行混合后，得混料；

(2)将混料与硬脂酸盐按质量比为100：(2.5-4)进行高温混合后，经振动 处理10-15min，获得改性填料。

所述恒温煅烧的温度为150-200℃。

所述恒温煅烧的温度为180-200℃。

所述二次煅烧采用升温煅烧。

所述升温煅烧的速率为3-5℃/min。

所述高温混合，其温度为500-600℃，混合时间为10-20min。

所述振动处理，其振动频率为800-1000Hz。

所述改性填料用作PVC塑料的生产填料。

本发明的有益效果

通过本发明方案，采用β型半水石膏与硬石膏按适量配比混料，并通过加入 硬脂酸盐进行混合反应，使得改性填料的机械强度、化学性质稳定得以改善，并 且缓解了磷石膏与高分子聚合物的相容性问题，再配合机械振动，使得物料结构 中水得以再脱除，而又不破坏其晶体性能及结构。由于本发明工艺简单，无特殊 设备要求，依次其成本大幅降低，且制品的性能得到改善，进而提高了磷石膏综 合利用率。通过对本发明的改性填料进行接触角和活化指数实验，与未处理磷石 膏前，活化指数和接触角均正大说明：水在改性填料表面的接触角变大和填料润 湿性变差，疏水性增大，改性效果佳，并且活化指数达90％以上，说明最多有10％ 的磷石膏表面为亲水性，进而提高了与疏水性的PVC树脂相容问题，有助于提高 PVC材料的强度。

本发明的填料不仅可用于PVC材料的加工过程中，还可用于PMMA、PE等塑 料材料的加工过程中。

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

一种以磷石膏为原料制作PVC材料的填料的方法，包括以下步骤：

(1)将10kg磷石膏在恒温160℃下煅烧处理，得β型半水石膏；选取3kgβ 型半水石膏，在升温速率为4.5℃/min的条件下继续煅烧处理后，得到硬石膏；将 半水石膏与硬石膏进行混合后，得混料；