[发明专利]一种用于PP材料生产的碳酸钙、磷石膏复合颗粒填料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及PP材料生产用填料技术领域，尤其是一种用于PP材料生产的碳酸钙、磷石膏复合颗粒填料及其制备方法。

背景技术

碳酸钙是一种应用范围较广的无机填料，其常常被作为PVC、PE、PP等聚合树脂加工处理过程中的填料；但随着资源消耗量的增大以及人们对产品质量要求提高，这就使得PP材料生产厂商在进行生产处理时，既要考虑PP材料生产的成本，又要考虑PP材料生产过程中的品质。而碳酸钙由于其硬度较高，密度较大，使得在进行PP材料生产过程中的添加量较少，获得的PP材料的容重较大，甚至还会影响PP材料的强度和柔韧性，使得PP材料的生产成本较高。

为此，有研究者开始对PP、PVC等聚合物材料生产过程中采用的碳酸钙填料进行改性处理，如专利号为201210311996.9的《一种PVC填充用多孔性碳酸钙的制备方法》主要在超细碳酸钙的合成过程中，当碳化率达到40～70％时，加入可溶性硫酸盐，在超细碳酸钙的表面生成二水合硫酸钙，再继续碳化至终点，生成夹层含有二水合硫酸钙的超细碳酸钙浆料，最后将浆料过滤、并干燥，利用夹层二水合硫酸钙在高温干燥时的失水原理，使碳酸钙表面形成多孔性，降低碳酸钙颗粒的密度。

可见，现有技术中对于碳酸钙的改性处理是趋向于将碳酸钙形成孔隙态，使得碳酸钙的密度得到降低，但是，尽管如此，碳酸钙的成分依然较多，其密度相对还是较高，并且碳酸钙在形成具有孔隙态的颗粒后，其亲水性得到了大大的改善，使得其在存放或者在PP材料生产过程中加入后，极易与水分子结合，造成团聚现象，使得碳酸钙的分散性较差，影响制备的PP材料的品质，降低了PP材料的耐热性和弯曲强度。在现有技术中采用对碳酸钙颗粒表面进行改性处理，进而降低碳酸钙颗粒表面的亲水性，使得其不易发生团聚，但是其改性处理的工艺较为复杂，参数控制较难，使得制备PP材料的成本增加。

磷石膏为磷化工产业产出的固体废弃物，据统计，我国每年的磷石膏产量在5000万吨左右，可见，磷石膏资源较为丰富；同时，磷石膏本身还具有质量轻、容重小，密度低的优点；因此，也有研究者将磷石膏作为原料来制备替代上述碳酸钙填料，使得碳酸钙填料存在的缺陷得到解决；但是，磷石膏由于其含有大量的结晶水和杂质，而结晶水的存在将会使得在PP材料挤塑成型过程中产生起泡现象，降低PP材料的品质，并且杂质的存在，不仅会影响PP材料的外观色泽，而且还会导致PP材料的强度和柔韧性较差；为此，采用磷石膏为原料制备填料时，则需要对磷石膏中的杂质和结晶水进行除去处理，传统的磷石膏杂质和结晶水的除去处理是将磷石膏在高温环境下煅烧研磨处理，使得磷石膏中的杂质和结晶水倍裸露出来后除去，但是尽管如此，在磷石膏被研磨成粉末后，其也容易与水分子相结合，造成磷石膏粉体的团聚，进而影响其品质。

鉴于此，本研究者结合磷石膏的丰富资源以及碳酸钙作为填料本身具有的一些优良特性，为PP材料生产用填料技术领域带来了一种新产品。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种用于PP材料生产的碳酸钙、磷石膏复合颗粒填料及其制备方法。

具体是通过以下技术方案得以实现的：

一种用于PP材料生产的碳酸钙、磷石膏复合颗粒填料的制备方法，将磷石膏置于炒锅中，采用温度为150-200℃炒制处理20-30min，并将其置于研磨机中研磨，过120目筛，筛底料在过325目筛的筛余量为≤15％；再将其在温度为1400-1500℃处理成熔融体，并将熔融体采用耐高温喷头在喷淋塔中喷淋造粒处理，并将喷淋塔喷淋造粒出来的颗粒过400-700目筛，筛余料返回研磨机中研磨；筛过料置于氢氧化钙饱和溶液中，搅拌分散10-30min，再向溶液中通入二氧化碳气体，通入量为与氢氧化钙摩尔比为1.1～1.5∶1，再将其干燥过300-500目筛，干燥温度为61～400℃，即可。

所述的将磷石膏置于炒锅中，其还包括有向炒锅中加入纳米二氧化硅的步骤。

所述的纳米二氧化硅，其颗粒度为200-500nm。

所述的纳米二氧化硅，其加入量为磷石膏重量的2-5％。

所述的筛过料与氢氧化钙饱和溶液的质量比为1∶3～7。

所述的干燥，在其后还包括加入石蜡的步骤。

所述的石蜡，其加入量为磷石膏重量的1-3％。

所述的石蜡为液态石蜡。

本发明的目的之二是还提供一种由上述方法制备的用于PP材料生产的碳酸钙、磷石膏复合颗粒填料。

与现有技术相比，本发明的技术效果体现在：