一种岗石废渣粉末填充塑料样品的合成方法

1.本发明属于粉体材料成型领域，具体涉及碳酸钙废渣粉末填充塑料样品的合成方法。


背景技术：

2.碳酸钙填充塑料母粒是最受欢迎的塑料填料之一，约占塑料工业所用填料总量的一半。由于碳酸钙比基础树脂成本便宜很多，因此也大大降低了生产成本。其次，碳酸钙母粒的添加让塑料产品特性有加强，例如增加拉伸模量和提高强度，以及改善产品表面光洁度。碳酸钙的表面性能对塑料产品的最终性能具有重要的影响，经过改性后的碳酸钙粉体填充能有效解决塑料制品加工中混料的均匀性及下料的离析现象，提升制品的均匀性，减少清洗设备的用量，改善生产环境，增加在塑料制品中的添加量，提升塑料制品的附加值。岗石废渣是岗石加工过程中的遗弃物，其表面就可能还有一些功能基团，经过适当改性剂改性后有可能在树脂中分布得更为均匀，粉体颗粒在树脂中的结构更加坚固。


技术实现要素：

3.本发明旨在克服无机粉体在树脂中填充量不大、力学性能不佳、附加值低的缺陷，提供一种岗石废渣粉末填充塑料样品的合成方法，该方法合成的废渣粉末填充塑料样品具有良好的力学性能，有利于进一步减少树脂原料的使用和促进岗石废渣废弃物的绿色循环应用。
4.为实现本发明的目的，本发明提供了一种岗石废渣粉末填充塑料样品的合成方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
5.1.一种岗石废渣粉末填充塑料样品的合成方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
6.a.称取一定质量的岗石废渣和市售碳酸钙粉末，分别放置于搪瓷托盘中，用烘箱烘干，取出之后置于行星式球磨机球磨，得到白色粉末。
7.优选地，步骤a中所述的烘箱烘干的温度为180℃，持续时间为30分钟；
8.优选地，步骤a中所述的球磨时间为2小时，球磨转数为300转/分；
9.优选地，步骤a中所述的市售商用粉的粒度标号为1250目。
10.b.取适量的a步骤制备的白色废渣粉末，与不同的粉体改性剂混合，混合之后置于高速搅拌机搅拌5分钟，倒出后得到改性的废渣粉末，市售商用粉不做任何处理。
11.优选地，步骤b中所述不同改性剂分别是：硅烷偶联剂、硬脂酸、顺丁烯二酸酐、六偏磷酸钠、硼酸、邻苯二甲酸酐；
12.优选地，步骤b中的废渣粉体与粉体改性剂的质量比为100:1。
13.c.分别将b步骤制备的改性废渣粉体和市售商用粉分别与2126型酚醛树脂混合均匀，并加入适量固化剂，机械搅拌至无气泡状态，之后迅速倒入已经喷涂了脱模剂的平板模具中，涂抹均匀静置至无气泡状态，置于烘箱中加温处理1小时后取出，得到固定形状的塑
料样品。
14.优选地，步骤c中的改性粉体与树脂的的质量比为2:3，固化剂与混合物质量比为100:4；
15.优选地，步骤c中的平板模具的样品槽长度不超过20厘米，厚度不超过3毫米；
16.优选地，步骤c中的加温处理温度为60～90℃。
17.d.将上述制备的塑料样品用万能材料测试机进行抗拉试验。
18.本发明的有益效果为：该方法制备的塑料样品合成方法简单，制备的塑料样品比市购1250目碳酸钙粉体制备的塑料样品弹性模量最大增至4倍以上，拉伸应力最大提高3倍以上，位移最低降至3倍以上，产品在岗石废渣绿色循环应用方面具有潜在应用价值。
附图说明
19.图1是原料粉体的xrd图谱。
20.图2是实施例11～18合成塑料样品的外形图。
具体实施方式
21.下列实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处描述和出示的本发明实施例可以以各种不同的配置来布置和设计，因此，以下提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例，基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.实施例1～2
23.按照表1的原料配方称取原料，分别放置于搪瓷托盘中，用烘箱烘干，其加热制度为100℃
→
1h
→
180℃
→
2h
→
结束，自然冷却后取出置于行星式球磨机的玛瑙内胆，球磨转数设置为300r/min，球磨时间2小时，得到白色粉末。分别对实施例1～2的粉体进行xrd测试，设置扫描的2θ角范围为5o至80o，扫描步长为10o/min。将测试得到的数据用mdi jade 5.0软件跟标准谱进行比对。测试不同原料来源的粉末样品的晶体结构，不同原料来源的粉末样品xrd图谱见图1。制备得到的白色粉末样品与标准的碳酸钙谱图比较完全吻合，标准谱图的卡片号记为pdf 05-0586。
24.表1原料前处理方法参数表
[0025][0026]
按照表2的原料配比称取原料，分别取实施例1和实施例2的粉末，按照表2的质量比例与改性剂混合，混合之后放入1.5l容量的高速搅拌机搅拌5分钟进行粉体改性，得到白色粉末。
[0027]
表2粉体原料改性配方表
[0028][0029]
分别对实施例3～10的粉体进行粉末粒度测试，遮光率控制为15％～20％，实施例3～10的粒度分布见表3。从各样品的累计粒度分布数达到10％时所对应的粒径，改性后的废渣大部分均比未改性的废渣要好，团聚现象减弱。
[0030]
表3改性粉体样品的粒度分布表
[0031][0032]
按照表4的质量称取实施例3～10的改性粉体原料、2126型酚醛树脂和固化剂，迅速搅拌均匀，倒入平板模具中，烘箱保温60分钟，温度80℃，取出后自然冷却，脱模制得塑料样品。制备的样品的外形图如图2所示。分别将实施例11～18合成的塑料样品用万能材料测试机测试塑料样品的力学性能，其性能参数如表5所示。由表5可看出，相比于市购碳酸钙粉体，所有的岗石废渣原料塑料样品弹性模量、拉伸应力在最大值载荷均比市购碳酸钙粉体
的塑料样品要大，位移均小于市购碳酸钙粉体的塑料样品。制备的塑料样品比市购1250目碳酸钙粉体制备的塑料样品弹性模量最大增至4倍以上，拉伸应力最大提高3倍以上，位移最低降至3倍以上，产品在岗石废渣绿色循环应用方面具有潜在应用价值。
[0033]
表4塑料样品合成配方表
[0034][0035]
表5塑料样品的力学性能参数表
[0036]


技术特征：
1.一种岗石废渣粉末填充塑料样品的合成方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：a.分别称取1000g的岗石废渣和市售碳酸钙粉末，分别放置于搪瓷托盘中，用烘箱烘干，其加热制度为常温
→
180℃
→
2h
→
结束，自然冷却后取出置于行星式球磨机的玛瑙内胆，球磨转数设置为300r/min，球磨时间2小时，得到白色粉末；b.分别取步骤a制备的粉末，与一定质量的改性剂混合，混合之后放入1.5l容量的高速搅拌机搅拌5分钟进行粉体改性，得到白色粉末；c.分别将步骤b制备的改性岗石废渣粉末原料、2126型酚醛树脂和固化剂，迅速搅拌均匀，倒入平板模具中，烘箱处理60至70分钟，温度80℃，取出后自然冷却，脱模制得塑料样品，用万能材料测试机测试塑料样品的力学性能。2.如权利要求1所述的一种岗石废渣粉末填充塑料样品的合成方法，其特征在于，步骤a中所述的180℃进行粉体加热处理，其加热制度为100℃
→
1h
→
180℃
→
2h
→
结束。3.如权利要求1所述的一种岗石废渣粉末填充塑料样品的合成方法，其特征在于，步骤a中行星式球磨机的转数为300r/min，球磨时间为2h。4.如权利要求1所述的一种岗石废渣粉末填充塑料样品的合成方法，其特征在于，步骤b所述改性剂为硅烷偶联剂、硬脂酸、顺丁烯二酸酐、六偏磷酸钠、硼酸、邻苯二甲酸酐中任一种；所述一定质量的改性剂为：粉体与改性剂的质量比为100:1。5.如权利要求1所述的一种岗石废渣粉末填充塑料样品的合成方法，其特征在于，步骤c所述的改性岗石废渣粉末原料、2126型酚醛树脂、固化剂的质量比为10:15:1。6.如权利要求1所述的一种碳酸钙废渣粉末填充塑料样品的合成方法，其特征在于，步骤c所述平板模具的样品槽长度不超过20厘米，厚度不超过3毫米。

技术总结
本发明提供了一种岗石废渣粉末填充塑料样品的合成方法，首先称取适量岗石废渣，用表面改性剂对岗石废渣进行改性，与酚醛树脂混合预拌均匀，加入固化剂，烘箱固化，制备得到长度均一的塑料样品。该方法制备的塑料样品合成方法简单，制备的塑料样品比市购碳酸钙粉体制备的塑料样品弹性模量最大增至4倍以上，拉伸应力最大提高3倍以上，位移最低降至3倍以上，产品在岗石废渣绿色循环应用方面具有潜在应用价值。价值。


技术研发人员：孙缝潞 陈创华 张晨曦 韦芯惠 汤泉 莫福旺 林妹
受保护的技术使用者：贺州学院
技术研发日：2023.05.06
技术公布日：2023/7/18