【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及改性材料，具体是涉及一种包装箱用煤矸石颗粒、其制备方法及所得产品。
技术介绍
1、随着工业化进程的加速，包装箱作为商品运输和储存的重要组成部分，其需求量不断攀升。传统包装箱通常使用木材、纸板、塑料等材料制成，这些材料虽然在市场上得到广泛应用，但存在一些问题，如木材资源的消耗与森林砍伐、纸板的易损性和承重限制、塑料的环境污染问题。同时，随着物流运输的不断发展，传统包装箱在强度、耐久性以及环保性能方面面临挑战。。
2、而煤矸石是在煤炭开采和清洗过程中产生的一种固体废物，由煤、岩石和矿物质组成。长期以来，煤矸石的处理方式主要是堆存或填埋，这不仅占据了大量土地资源，还可能渗漏出有害物质，导致土壤和水源污染。随着环保法规的加强和公众环保意识的提升，煤矸石的处理问题成为社会关注的焦点。因此，探索煤矸石的有效利用途径具有重要的实践意义。
3、而随着市场上对于环保型包装材料的需求日益增加。消费者和法规对包装材料的环保标准越来越高，要求包装商提供可持续、可回收的包装解决方案。因此，如何开发一种既能利用废弃资源，又能满足包装性能需求的新型包装材料势在必行。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种包装箱用煤矸石颗粒、其制备方法及所得产品，以煤矸石颗粒作为主要原料的包装箱，采用表面改性煤矸石粉与聚丙烯改性聚合物以及聚乙烯复合的方式，制备出煤矸石颗粒，通过煤矸石颗粒制造出既强度高又耐磨的包装箱产品，并通过具体的制备方法保证
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种包装箱用煤矸石颗粒，包括以下按照重量份的原料：
4、表面改性煤矸石粉55-70份、聚丙烯改性聚合物20-25份、聚乙烯5-10份、纤维填料15-20份、聚乙二醇1-3份、润滑剂2-4份、增韧剂5-10份、硬脂酸1-3份、偶联剂3-5份。
5、作为本专利技术进一步的方案，所述表面改性煤矸石粉包括表面处理剂和煤矸石粉，煤矸石粉的粒径不大于100微米，灰分含量不超过60％，含水率小于5％，并且残留碳含量在5％至15％之间，所述表面改性煤矸石粉的矿物组成包括石英和方解石，其中，石英不少于30％。
6、作为本专利技术进一步的方案，所述表面改性煤矸石粉采用矿物组成中石英含量不少于30％的煤矸石作为原料，使用锤式破碎机对煤矸石进行初步破碎处理，筛选后的煤矸石送入hgm磨粉机(high pressure suspension grinding mill，高压悬挂磨粉机)中进行磨粉，通过hgm磨粉机的主轴驱动转盘和磨辊在环形通道内旋转，磨辊对物料进行冲压、滚辗、研磨，磨粉过程中在高压风机作用下带入选粉机进行分级，细度合格的煤矸石粉沉降后通过卸料阀排出，得到灰分含量不超过60％，含水率小于5％，残留碳含量在5％至15％，且粒径不大于100微米的煤矸石粉。
7、作为本专利技术进一步的方案，所述表面改性煤矸石粉的表面处理剂由氨基硅烷粉体5-10份、酚醛树脂粉体0.5-2份、磷酸酯液10-16份、聚乙烯醇粉体(pva)0.8-1.5份和硅油5-10份组成。
8、作为本专利技术进一步的方案，所述表面改性煤矸石粉通过下述方法制备得到：
9、将磷酸酯液按照重量份缓慢加入到搅拌容器中，温度设定为25摄氏度，将氨基硅烷粉体、酚醛树脂粉体和聚乙烯醇粉体依次加入到磷酸酯液中，搅拌30分钟，将硅油加入到混合物中搅拌10分钟，得到均匀分散的表面处理剂；
10、在煤矸石粉制备的分级阶段，将表面处理剂以溶液的形式喷吹至选粉机，在高压风机作用下带入选粉机，表面处理剂充分覆盖在细度合格的煤矸石粉颗粒表面，并进行混合和反应，表面改性的煤矸石粉经过干燥去除多余的溶剂，随气流移动到收尘器，在重力和气流作用下沉降，通过卸料阀排出，得到表面改性煤矸石粉。
11、作为本专利技术进一步的方案，所述聚丙烯改性聚合物由聚丙烯15-20份、苯乙烯2.5-5份和丁二烯2.5-5份组成。
12、作为本专利技术进一步的方案，所述聚丙烯改性聚合物通过下述方法制备得到：
13、苯乙烯(styrene)单体和丁二烯(butadiene)单体按照重量份在50-100℃温度条件下，引入钯配合物催化剂启动聚合反应，苯乙烯和丁二烯聚合成聚苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物；其中，在聚合过程中，苯乙烯和丁二烯单体的聚合反应交替进行，形成聚合物链上的苯乙烯和丁二烯单元的嵌段结构；完成聚合反应后，将聚苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物与聚丙烯按照重量份进行混合，并进行共聚反应生成聚苯乙烯-丁二烯-聚丙烯三嵌段共聚物；添加到双螺杆挤出机中，高温高速剪切后，送入单螺杆挤出机中进行降温挤出，成型拉条、切断，得到聚丙烯改性聚合物。
14、作为本专利技术进一步的方案，双螺杆挤出温度为：进料区：160-200℃、中间区：180-220℃、出料区：190-230℃；单螺杆挤出温度为：进料区：160-200℃、中间区：180-220℃、出料区：190-230℃。
15、作为本专利技术进一步的方案，所述聚乙烯(polyethylene,pe)为高密度聚乙烯(hdpe)，密度在0.941-0.965g/m3，熔体流动率(mfr)为0.1到0.3克每10分钟，该高密度聚乙烯中添加有2％的抗紫外线稳定剂，该高密度聚乙烯具有拉伸强度不低于20mpa，断裂伸长率不低于600％的机械性能。
16、作为本专利技术进一步的方案，所述纤维填料为连续的碳纤维、聚丙烯纤维和玻璃纤维中的至少一种，所述纤维填料的直径为7±3微米，长度为6±4毫米，表面经过氨基硅烷处理与聚丙烯改性聚合物的界面黏附。
17、作为本专利技术进一步的方案，所述润滑剂为硬脂酸酯或聚乙烯酰胺；所述增韧剂为丁苯橡胶和聚酰胺的混合物，其重量比为：(0.5-1)：(1.5-2)。
18、作为本专利技术进一步的方案，所述偶联剂为3-甲氧基丙基三甲氧基硅烷。
19、第二方面，本专利技术提供了一种包装箱用煤矸石颗粒的制备方法，步骤如下：
20、1)按照重量份称取表面改性煤矸石粉、聚丙烯改性聚合物、聚乙烯、纤维填料、聚乙二醇、润滑剂、增韧剂、硬脂酸以及偶联剂；
21、2)将表面改性煤矸石粉和纤维填料加入至高速混合机中，在温度达到80℃-90℃的条件下进行混合，搅拌时间为5-10分钟；
22、3)向混合机中加入60％聚丙烯改性聚合物和聚乙烯，搅拌10-15min，缓慢将温度升至120℃-130℃，然后加入聚乙二醇、润滑剂、增韧剂和硬脂酸，继续搅拌5-10分钟，得到初混料；
23、4)温度再次调整至80℃-90℃,在初混料中加入剩余的40％的聚丙烯改性聚合物和聚乙烯，搅拌10-15分钟，缓慢将温度升至120℃-130℃，加入偶联剂,持续搅拌5-10分钟，使高速混合机内混合物均匀混合，得到混合物料；
24、5)打开高速混合本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种包装箱用煤矸石颗粒，其特征在于，包括以下按照重量份的原料：
2.根据权利要求1所述的包装箱用煤矸石颗粒，其特征在于，所述表面改性煤矸石粉包括表面处理剂和煤矸石粉，煤矸石粉的粒径不大于100微米，灰分含量不超过60％，含水率小于5％，并且残留碳含量在5％至15％之间，所述表面改性煤矸石粉的矿物组成包括石英和方解石，其中，石英不少于30％。
3.根据权利要求2所述的包装箱用煤矸石颗粒，其特征在于，所述表面改性煤矸石粉采用矿物组成中石英含量不少于30％的煤矸石作为原料，使用锤式破碎机对煤矸石进行初步破碎处理，筛选后的煤矸石送入HGM磨粉机中进行磨粉，通过HGM磨粉机的主轴驱动转盘和磨辊在环形通道内旋转，磨辊对物料进行冲压、滚辗、研磨，磨粉过程中在高压风机作用下带入选粉机进行分级，细度合格的煤矸石粉沉降后通过卸料阀排出，得到灰分含量不超过60％，含水率小于5％，残留碳含量在5％至15％，且粒径不大于100微米的煤矸石粉。
4.根据权利要求3所述的包装箱用煤矸石颗粒，其特征在于，所述表面改性煤矸石粉的表面处理剂由氨基硅烷粉体5-10份、酚醛树脂粉
5.根据权利要求4所述的包装箱用煤矸石颗粒，其特征在于，所述表面改性煤矸石粉通过下述方法制备得到：
6.根据权利要求1所述的包装箱用煤矸石颗粒，其特征在于，所述聚丙烯改性聚合物由聚丙烯15-20份、苯乙烯2.5-5份和丁二烯2.5-5份组成；其中，所述聚丙烯改性聚合物通过下述方法制备得到：
7.根据权利要求1所述的包装箱用煤矸石颗粒，其特征在于，所述纤维填料为连续的碳纤维、聚丙烯纤维和玻璃纤维中的至少一种，所述纤维填料的直径为7±3微米，长度为6±4毫米，表面经过氨基硅烷处理与聚丙烯改性聚合物的界面黏附。
8.一种如权利要求1-7任一所述的包装箱用煤矸石颗粒的制备方法，其特征在于，步骤如下：
9.一种煤矸石复合板，其特征在于，采用权利要求1-7任一所述的煤矸石颗粒制备得到；所述煤矸石复合板包括采用煤矸石颗粒制作的芯纸层以及粘附固定于芯纸层上下两表面的面纸层；其中：
10.一种包装箱，其特征在于，采用权利要求1-7任一所述的煤矸石颗粒或采用权利要求9所述的煤矸石复合板制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种包装箱用煤矸石颗粒，其特征在于，包括以下按照重量份的原料：
2.根据权利要求1所述的包装箱用煤矸石颗粒，其特征在于，所述表面改性煤矸石粉包括表面处理剂和煤矸石粉，煤矸石粉的粒径不大于100微米，灰分含量不超过60％，含水率小于5％，并且残留碳含量在5％至15％之间，所述表面改性煤矸石粉的矿物组成包括石英和方解石，其中，石英不少于30％。
3.根据权利要求2所述的包装箱用煤矸石颗粒，其特征在于，所述表面改性煤矸石粉采用矿物组成中石英含量不少于30％的煤矸石作为原料，使用锤式破碎机对煤矸石进行初步破碎处理，筛选后的煤矸石送入hgm磨粉机中进行磨粉，通过hgm磨粉机的主轴驱动转盘和磨辊在环形通道内旋转，磨辊对物料进行冲压、滚辗、研磨，磨粉过程中在高压风机作用下带入选粉机进行分级，细度合格的煤矸石粉沉降后通过卸料阀排出，得到灰分含量不超过60％，含水率小于5％，残留碳含量在5％至15％，且粒径不大于100微米的煤矸石粉。
4.根据权利要求3所述的包装箱用煤矸石颗粒，其特征在于，所述表面改性煤矸石粉的表面处理剂由氨基硅烷粉体5-10份、酚醛树脂粉体0.5-2份、磷酸酯液10...
【专利技术属性】
技术研发人员：王占林，黄兆阁，侯会春，黄俊杰，侯海龙，冯浩，王磊，吴梦，
申请(专利权)人：青岛佳晟德高分子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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