一种高填充飞灰碳金板材的制备方法技术

本发明专利技术涉及材料制备领域，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。本发明专利技术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。高填充飞灰碳金板材。高填充飞灰碳金板材。

【技术实现步骤摘要】
一种高填充飞灰碳金板材的制备方法


[0001]本专利技术涉及材料制备领域，具体为一种高填充飞灰碳金板材的制备方法。

技术介绍

[0002]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。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题，本专利技术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：
[0004]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；
[0005]以上过程中，催化热解除去飞灰中二噁英，添加剂NaH2PO4/CaO中PO
43
‑
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。
[0006]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；
[0007]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。
[0008]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；
[0009]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。
[0010]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；
[0011]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。
[0012]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。
[0013]优选地，所述步骤(1)中，催化剂为负载在活性炭上的粉末钯；催化剂、飞灰、氧化锆球、重金属抑制飞灰、添加剂的质量比为(0.5
‑
1):(5
‑
10):(56
‑
111):(5
‑
10):(0.6
‑
1.1)；添加剂为质量比1:1的NaH2PO4/CaO混合物；反应条件：反应温度为300
‑
400℃、反应时间为
20
‑
40min；洗涤方法：用水洗涤20
‑
40min后抽滤；干燥条件：干燥温度为100
‑
110℃、干燥时间为12
‑
36h；研磨条件：研磨转速为300
‑
600r/min、研磨时间为4
‑
10h。
[0014]优选地，所述步骤(2)中，玛瑙球尺寸为3mm、6mm、10mm；尺寸为3mm、6mm、10mm的玛瑙球的质量比为1:3:3；除杂方法：先用网筛分离玛瑙球，再加入50
‑
70L环己烷以25
‑
40KHz的频率超声处理2
‑
4次，再离心洗涤3
‑
5次；干燥条件：在(
‑
50)
‑
(
‑
10)℃下冷冻干燥12
‑
36h；玛瑙球、处理飞灰、废机油的质量比为(10
‑
20):(5
‑
10):(6
‑
12)；研磨条件：研磨转速为300
‑
400r/min、研磨时间为20
‑
40min。
[0015]优选地，所述步骤(3)中，聚氯乙烯、4
‑
氨基苯硫酚、碳酸铯、相转移催化剂、二甲基亚砜/H2O混合液的用量比为(2
‑
4)kg:(0.25
‑
0.75)L:(0.8
‑
2.4)kg:(0.03
‑
0.09)kg:(50
‑
100)L；相转移催化剂为四丁基溴化铵；二甲基亚砜/H2O混合液的体积比为5:1；反应条件：反应温度为50
‑
70℃、反应时间为2
‑
12h；淬灭方法：滴加10
‑
20L冰水淬灭；洗涤方法：先用水洗涤滤渣2
‑
3次后，再加入100
‑
120L乙醚洗涤12
‑
36h，2
‑
4次；干燥条件：在20
‑
50℃下真空干燥8
‑
16h。
[0016]优选地，所述步骤(3)中，聚氯乙烯聚合度为600
‑
1050，更优选为600
‑
800。
[0017]优选地，所述步骤(4)中，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、二甲基亚砜用量比为(2
‑
4)kg:(5
‑
10)kg:(6
‑
7)kg:(4.5
‑
5.5)kg:(50
‑
100)L；搅拌处理时间为12
‑
24h；洗涤方法：醇洗3
‑
5次。
[0018]优选地，所述步骤(5)中，混合料、增塑剂、加工改性剂、增韧剂、润滑剂的用量份数比为(50
‑
100):(30
‑
60):(5
‑
10):(5
‑
10):(1
‑
5)；增塑剂为邻苯二甲酸二辛脂；加工改性剂为丙烯酸酯；增韧剂为氯化聚乙烯；润滑剂为液体石蜡；搅拌出料方法：在高速混合机中以600
‑
1200r/min的转速搅拌5
‑
10min；陈化方法：在室温下陈化12
‑
24h。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高填充飞灰碳金板材的制备方法，其特征在于，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；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；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；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；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。2.根据权利要求1所述的高填充飞灰碳金板材的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，催化剂为负载在活性炭上的粉末钯；催化剂、飞灰、氧化锆球、重金属抑制飞灰、添加剂的质量比为(0.5
‑
1):(5
‑
10):(56
‑
111):(5
‑
10):(0.6
‑
1.1)。3.根据权利要求1所述的高填充飞灰碳金板材的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，添加剂为质量比1:1的NaH2PO4/CaO混合物；反应条件：反应温度为300
‑
400℃、反应时间为20
‑
40min；洗涤方法：用水洗涤20
‑
40min后抽滤；干燥条件：干燥温度为100
‑
110℃、干燥时间为12
‑
36h；研磨条件：研磨转速为300
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600r/min、研磨时间为4
‑
10h。4.根据权利要求1所述的高填充飞灰碳金板材的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，玛瑙球尺寸为3mm、6mm、10mm；尺寸为3mm、6mm、10mm的玛瑙球的质量比为1:3:3；除杂方法：先用网筛分离玛瑙球，再加入50
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70L环己烷以25
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40KHz的频率超声处理2
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4次，再离心洗涤3
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5次；干燥条件：在(
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50)
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(
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10)℃下冷冻干燥12
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36h；玛瑙球、处理飞灰、废机油的质量比为(10
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20):(5
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10):(6
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12)；研磨条件：研磨转速为300
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400r/min、研磨时间为20
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40min。5.根据权利要求1所述的高填充飞灰碳金板材的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，聚氯乙烯、4
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氨基苯硫酚、碳酸铯、相转移催化剂、二甲基亚砜/H2O混合液的用量比为(2

【专利技术属性】
技术研发人员：张嘉梁，陈黎东，张琳，
申请(专利权)人：广西中玻新材料科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：