[发明专利]防水防冰粉煤灰/PVC复合板材及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种防水防冰粉煤灰/PVC复合板材及其制备方法和应用。该制备方法采用硝酸酸化‑‑硅烷偶联剂修饰‑‑硬脂酸改性三步联合的方法对粉煤灰进行改性处理，再将改性后的粉煤灰与树脂PVC进行混合压板处理，制备出具备优异疏水疏冰性能和力学性能的粉煤灰/PVC复合板材。该制备方法能够有效利用来源广泛的粉煤灰废料资源，并将其制备成复合板材应用于疏水疏冰领域，具备制备步骤简单，成本低廉、绿色环保且疏水疏冰性能和力学性能均优异的特点，能够在降低纯PVC防水防冰板材制备成本的同时，提高其力学性能和疏水疏冰的性能。该复合板材在疏水疏冰领域具备巨大的应用前景。

技术领域

本发明涉及材料制备技术领域，尤其涉及一种防水防冰粉煤灰/PVC复合板材及其制备方法和应用。

背景技术

粉煤灰指燃煤电厂烧煤后经过除尘器收集后获得的细小飞灰和炉渣。通常每消耗2吨煤就会产生1吨粉煤灰，是燃煤企业产生的主要固体废物之一。截至2020年底我国粉煤灰产量高达5.7亿吨，但是利用率仅为70％左右。随着粉煤灰存量逐年增加，处理压力逐年增大。作为一种工业固体废弃物对环境的污染引起了广泛的关注，对其资源化研究是缓解经济发展与环境保护之间矛盾的有效手段。目前粉煤灰大多被用于制备混凝土、改良土壤、回填、生产生物复合肥等，这些粉煤灰的利用方式虽然简单，但无法消耗所有的粉煤灰，仍然存在大量的粉煤灰对环境造成严重威胁，因此需要更多渠道深度利用粉煤灰，为实现高值化利用，专业化粉煤灰综合利用需要不断发展。

作为世界上五大通用塑料产品之一的聚氯乙烯树脂(PVC)，价格便宜，广泛应用于建筑材料、工业制品、地板革、地板砖、电线电缆、密封材料等。

申请号为CN201310118644.6的发明专利公开了一种适用于挤出成型的粉煤灰-树脂复合材料的制备方法。该制备方法包括以下步骤：粉煤灰的表面改性；粉煤灰-树脂复合材料的配制；粉煤灰-树脂复合材料的挤出成型：其工艺条件设置为：三段式螺杆温度分别为165℃、185℃、180℃，喷嘴温度为180℃，螺杆转速每分钟10～15转，采用水冷却后得到样品。

但是，上述复合材料的防水防冰性能有限，不适用于疏水疏冰领域，且该复合材料存在开裂或强度降低的技术缺陷。

有鉴于此，有必要设计一种改进的防水防冰粉煤灰/PVC复合板材及其制备方法和应用，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防水防冰粉煤灰/PVC复合板材及其制备方法和应用。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种防水防冰粉煤灰/PVC复合板材的制备方法，包括如下步骤：

S1，将粉煤灰进行过筛处理，然后将过筛后的粉煤灰在90～110℃下干燥15～45min，得到干燥后的粉煤灰，记为粉煤灰Ⅰ；

S2，将所述干燥后的粉煤灰加入到浓度为25～35wt％的硝酸溶液中，进行酸化处理，再抽滤、水洗和干燥后处理，得到酸化后的粉煤灰，记为粉煤灰Ⅱ；

S3，按预定质量比例，将所述酸化后的粉煤灰用硅烷偶联剂在25～35℃下进行改性处理15～45min后干燥，得到硅烷偶联剂修饰后的粉煤灰，记为粉煤灰Ⅲ；

S4，按预定添加比例，将所述硅烷偶联剂修饰后的粉煤灰、树脂PVC、塑化剂、Ca-Zn稳定剂、硬脂酸混合在一起，搅拌处理直至混合均匀，得到混合原料；

S5，将所述混合原料加入预处理后的密炼机中，进行密炼，3～5min后取出，得到样品待用；然后将所述样品置于模具内并压住，放进硫化床中，待硫化床加热至150～220℃后，进行压板处理，得到防水防冰粉煤灰/PVC复合板材。

作为本发明的进一步改进，在步骤S2中，所述酸化处理的具体过程为：在25～35℃下酸化处理15～45min。