一种改性磷石膏及其制备方法技术

本发明专利技术涉及磷石膏技术领域，具体涉及一种改性磷石膏及其制备方法。按重量份计，包括以下原料：磷石膏90

【技术实现步骤摘要】
一种改性磷石膏及其制备方法


[0001]本专利技术涉及磷石膏
，具体涉及一种改性磷石膏及其制备方法。

技术介绍

[0002]磷石膏是工业生产的的废渣，我国每年磷石膏的产量巨大，这些未经处理的磷石膏含有的磷酸盐，氟化物等多种杂质不仅严重限制了其再利用，浪费了资源，并且还会对环境产生负面影响，造成环境污染。研究结果表明，磷石膏的主要成分为二水石膏，只要经过适当的处理可有望代替天然石膏进行使用，根据处理磷石膏的工艺的不同，既可应用于建筑材料水泥缓凝
，又可充当聚合物的无机填料。而当磷石膏充当聚合物的无机填料时，关键在于要解决磷石膏含有的杂质显酸性以及磷石膏在聚合物中难分散，与聚合物相容性差的问题。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题，本专利技术的第一个方面提供了一种改性磷石膏，按重量份计，包括以下原料：磷石膏90
‑
120份，碱性物质1
‑
3份，有机改性剂2
‑
5份。
[0004]优选的，所述磷石膏的平均粒径大小为30
‑
45um。
[0005]优选的，所述碱性物质包括氧化镁，氧化钙，粉煤灰，石灰粉，灰钙，矿渣，明矾的至少一种。
[0006]优选的，所述石灰粉的氧化钙含量为≥90wt％，所述石灰粉的平均粒径大小为250
‑
600目。
[0007]优选的，所述粉煤灰的活化指数≥70％，粉煤灰的平均粒径为30
‑
50um。
[0008]优选的，所述有机改性试剂包括硬脂酸及其盐，钛酸酯偶联剂，硅烷偶联剂，铝酸酯偶联剂，锆酸酯偶联剂，聚乙二醇的至少一种。
[0009]优选的，所述硬脂酸及其盐包括硬脂酸，硬脂酸钙，硬脂酸镁，硬脂酸锌的至少一种。
[0010]优选的，所述钛酸酯偶联剂包括异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯，异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯，单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯，双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯，二(辛烷基苯酚聚氧乙烯醚)磷酯，四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯的至少一种。
[0011]本专利技术的第二个方面提供了一种改性磷石膏的制备方法，具体包括以下步骤：将磷石膏进行超微粉碎；加入碱性物质并进行第一次加热搅拌混合，然后加入有机改性试剂并进行第二次加热搅拌，结束后即得改性磷石膏。
[0012]优选的，所述第一次加热搅拌温度为115
‑
122℃，时间为0.8
‑
1.5h。
[0013]有益效果：
[0014]1)本专利技术提供的一种改性磷石膏及其制备方法活化指数高，接触角大，疏水效果好。
[0015]2)本专利技术提供的一种改性磷石膏及其制备方法拉伸强度，弯曲强度，冲击强度等性能极为优异，力学性能好。
[0016]3)本专利技术提供的一种改性磷石膏及其制备方法制备简单，价格低廉，适合大规模生产。
具体实施方式
[0017]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种改性磷石膏，按重量份计，包括以下原料：磷石膏90
‑
120份，碱性物质1
‑
3份，有机改性剂2
‑
5份。
[0018]磷石膏
[0019]优选的，所述磷石膏的平均粒径大小为30
‑
45um。
[0020]碱性物质
[0021]优选的，所述碱性物质包括氧化镁，氧化钙，粉煤灰，石灰粉，灰钙，矿渣，明矾的至少一种。
[0022]优选的，所述碱性物质包括石灰粉和粉煤灰。所述石灰粉和粉煤灰的重量比为(7
‑
10)：(1
‑
3)。
[0023]优选的，所述石灰粉的氧化钙含量为≥90wt％，所述石灰粉的平均粒径大小为250
‑
600目。
[0024]优选的，所述粉煤灰的活化指数≥70％，粉煤灰的平均粒径为30
‑
50um。
[0025]磷石膏由于含有的磷酸盐，氟化物等多种物质，往往会显酸性，一般通过添加一些碱性成分除去磷石膏含有的某些物质，改善体系的pH。本申请人意外研究发现当碱性物质包括石灰粉和粉煤灰，石灰粉和粉煤灰不仅能够帮助除去某些杂质，调节pH，而且能够帮助改善塑料的性能，推测是由于石灰粉和粉煤灰表面形成一层均匀的偶联剂分子，降低其极性，在聚合物和碱性成分之间形成类似桥梁的连接，也改善石灰粉和粉煤灰与聚合物的亲和性，从而提高了磷石膏与聚合物的相容性的同时，也能够充当聚合物的填料。
[0026]有机改性试剂
[0027]优选的，所述有机改性试剂包括硬脂酸及其盐，钛酸酯偶联剂，硅烷偶联剂，铝酸酯偶联剂，锆酸酯偶联剂，聚乙二醇的至少一种。
[0028]优选的，所述有机改性试剂包括硬脂酸及其盐，钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂。所述硬脂酸及其盐，钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂的重量比为(2
‑
5)：(1
‑
3)：(5
‑
8)。
[0029]优选的，所述硬脂酸及其盐包括硬脂酸，硬脂酸钙，硬脂酸镁，硬脂酸锌的至少一种。
[0030]优选的，所述钛酸酯偶联剂包括异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯，异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯，单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯，双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯，二(辛烷基苯酚聚氧乙烯醚)磷酯，四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯的至少一种。
[0031]磷石膏充当聚合物的无机填料时，可以降低成本，并且能够帮助改善塑料的力学性能。然而研究发现，磷石膏由于粒径小，粒子活性高，且具有较高的粘度，界面能较大，导致磷石膏在聚合物中难以分散均匀，相容性差，反而会引起聚合物的某些力学性能下降。本申请人研究发现，通过硬脂酸及其盐，钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂复合有机改性试剂改
性磷石膏，能将磷石膏表面由极性变为非极性，同时含有的无机基团能与磷石膏表面结合的物质发生反应连接在磷石膏的表面，有机基团与聚合物相连，从而改善磷石膏与聚合物的相容性。
[0032]本专利技术的第二个方面提供了一种改性磷石膏的制备方法，具体包括以下步骤：将磷石膏进行超微粉碎；加入碱性物质并进行第一次加热搅拌混合，然后加入有机改性试剂并进行第二次加热搅拌，结束后即得改性磷石膏。
[0033]优选的，所述第一次加热搅拌温度为115
‑
122℃，时间为0.8
‑
1.5h。
[0034]优选的，所述第二次加热搅拌温度为90
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120℃，时间为0.8
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1.2h。
[0035]下面通过实施例对本专利技术进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本专利技术作进一步说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本专利技术的内容做出的一些非本质的改本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性磷石膏，其特征在于，按重量份计，包括以下原料：磷石膏90
‑
120份，碱性物质1
‑
3份，有机改性剂2
‑
5份。2.根据权利要求1所述的一种改性磷石膏，其特征在于，所述磷石膏的平均粒径大小为30
‑
45um。3.根据权利要求1所述的一种改性磷石膏，其特征在于，所述碱性物质包括氧化镁，氧化钙，粉煤灰，石灰粉，灰钙，矿渣，明矾的至少一种。4.根据权利要求3所述的一种改性磷石膏，其特征在于，所述石灰粉的氧化钙含量为≥90wt％，所述石灰粉的平均粒径大小为250
‑
600目。5.根据权利要求3所述的一种改性磷石膏，其特征在于，所述粉煤灰的活化指数≥70％，粉煤灰的平均粒径为30
‑
50um。6.根据权利要求1所述的一种改性磷石膏，其特征在于，所述有机改性试剂包括硬脂酸及其盐，钛酸酯偶联剂，硅烷偶联剂，铝酸酯偶联剂，锆酸酯偶联剂，聚乙二醇的至...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍攀，
申请(专利权)人：武汉盼云晴环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：