[发明专利]一种高填充飞灰碳金板材的制备方法

说明书

本发明涉及材料制备领域，且公开了一种高填充飞灰碳金板材的制备方法。所述高填充飞灰碳金板材的制备方法，包括以下步骤：步骤(1)制备处理飞灰；步骤(2)制备改性飞灰；步骤(3)制备改性聚氯乙烯；步骤(4)制备混合料；步骤(5)制备高填充飞灰碳金板材。本发明通过催化热解及机械化学处理除去飞灰中二噁英和重金属，再通过废机油液相研磨一步法进行飞灰细化和表面改性，提高了飞灰的分散稳定性和亲油疏水性，然后通过改性聚氯乙烯与改性飞灰缩合提高交联程度，制备了具有良好疏水性、力学性能的高填充飞灰碳金板材。

技术领域

本发明涉及材料制备领域，具体为一种高填充飞灰碳金板材的制备方法。

背景技术

飞灰是燃煤电厂排出的工业副产物。目前我国每年飞灰的排放量6千多万吨，而利用率却很低，约为20％。大量的飞灰堆放在灰场随风飘迁，或排入江河湖泊污染水源，严重危害了人们的生活和工作环境。飞灰中成分可以按酸碱特性的不同大致分为3类主要包括SiO₂、Al₂O₃、P₂O₅等酸性物质和CaO、Fe₂O₃、CuO、TiO₂、K₂O、Na₂O等碱性物质以及金属氯化物等盐类物质，飞灰中含有苯并芘、苯并菌二恶英等有机污染物和Cr、Cd、Hg、Pb、Cu等重金属，是高度危险的固体废物。因此，减少飞灰中重金属的浸出并利用飞灰加工制成复合板材不仅及时解决了这些废弃物对环境的污染问题，而且能得到具有良好疏水性、力学性能的板材。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高填充飞灰碳金板材的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)在氮气氛围下，将催化剂、飞灰混合，反应，洗涤，干燥，得到重金属抑制飞灰；然后将氧化锆球、重金属抑制飞灰、添加剂混合研磨，得到处理飞灰；

以上过程中，催化热解除去飞灰中二噁英，添加剂NaH₂PO₄/CaO中PO₄^3-与飞灰中的重金属离子在机械力作用下，反应生成不溶性磷酸盐，CaO创造碱性环境生成Ca₅(PO₄)₃OH，钙离子通过离子交换除去重金属离子。

步骤(2)将玛瑙球、处理飞灰和废机油混合研磨，除杂，干燥，得到改性飞灰；

以上过程中，废机油通过机械化学处理嵌入处理飞灰微孔和表面以形成废机油包裹层，并且处理飞灰通过废机油液相研磨，暴露处理飞灰中碱金属氧化物Fe₂O₃、TiO₂和Al₂O₃，与废机油中羧基发生化学键合。

步骤(3)将聚氯乙烯、4-氨基苯硫酚、碳酸铯、相转移催化剂加入二甲基亚砜/H₂O混合液中，反应，淬灭，过滤，洗涤，干燥得到改性聚氯乙烯；

以上过程中，4-氨基苯硫酚中巯基取代氯原子接枝在聚氯乙烯表面，使得聚氯乙烯表面功能化。

步骤(4)将改性聚氯乙烯、改性飞灰、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、1-羟基苯并三唑加入二甲基亚砜中，搅拌处理，过滤，洗涤，得到混合料；

以上过程中，改性聚氯乙烯中氨基与改性飞灰中原机油中羧基发生缩合反应。

步骤(5)将混合料、增塑剂、加工改性剂、增韧剂、润滑剂混合，搅拌出料后，陈化，塑炼成片，模压成型，得到高填充飞灰碳金板材。