一種利用電解錳廢渣和聚氯乙烯制備電解錳廢渣高填充聚氯乙烯復(fù)合材料的方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及工業(yè)廢渣的回收再利用技術(shù)領(lǐng)域，具體公開(kāi)了一種利用電解錳廢渣和聚氯乙烯制備電解錳廢渣高填充聚氯乙烯復(fù)合材料的方法。首先將電解錳廢渣干燥至恒重，然后與聚氯乙烯樹(shù)脂、增塑劑、熱穩(wěn)定劑和超支化聚酯一起通過(guò)高速混合機(jī)進(jìn)行初始混合，再用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒，即得，其中聚氯乙烯樹(shù)脂、干燥后的電解錳廢渣、增塑劑、熱穩(wěn)定劑和超支化聚酯的重量比為100:80～140:5～10:1.5～5:0.5～5。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)的方法有效利用了錳礦企業(yè)產(chǎn)生的電解錳廢渣和聚氯乙烯進(jìn)行復(fù)合獲得高性能復(fù)合材料，有利于環(huán)境保護(hù)和資源的綜合利用；電解錳廢渣直接干燥使用，廢渣利用率100%、且具有工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、適于工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。

Method for preparing high filling polyvinyl chloride composite material of electrolytic manganese waste residue by using manganese manganese waste residue and polyvinyl chloride

The invention relates to the technical field of recovery and reuse of industrial waste residue, and particularly discloses a method for preparing a high filling polyvinyl chloride composite material by using electrolytic manganese waste residue and polyvinyl chloride to prepare electrolytic manganese waste residue. The electrolytic manganese slag drying to constant weight, then with PVC resin, plasticizer, heat stabilizer and hyperbranched polyester with initial mixing by high-speed mixing machine, extrusion granulation, and double screw extruder is obtained, the PVC resin, after drying the electrolytic manganese slag, plasticizer, heat stabilizer and hyperbranched polyester in the weight ratio of 100:80 ~ 140:5 ~ 10:1.5 ~ 5:0.5 ~ 5. The method of the invention effectively utilizes the manganese electrolytic manganese slag and PVC composite high performance composite material, which is conducive to the comprehensive utilization of resources and environmental protection; electrolytic manganese slag using direct drying, waste utilization rate of 100%, and has the advantages of simple process, low cost and suitable for industrial production etc..

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種利用電解錳廢渣和聚氯乙烯制備電解錳廢渣高填充聚氯乙烯復(fù)合材料的方法
本專(zhuān)利技術(shù)涉及工業(yè)廢渣的回收再利用
，具體涉及一種利用電解錳廢渣和聚氯乙烯制備高填充聚氯乙烯復(fù)合材料的方法。
技術(shù)介紹
錳是生產(chǎn)鋼鐵以及不銹鋼的原料，受鋼鐵生產(chǎn)持續(xù)增長(zhǎng)的拉動(dòng)，我國(guó)對(duì)錳礦的需求不斷攀升。中國(guó)作為世界上最大的錳系鐵合金生產(chǎn)國(guó)，是錳礦資源儲(chǔ)藏非常豐富的國(guó)家，但錳礦石的平均品位較低，全國(guó)93.6％的錳礦儲(chǔ)量屬于貧錳礦。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每電解生產(chǎn)1噸錳將產(chǎn)生6～7噸錳浸出渣，而且隨著錳礦石開(kāi)采的加速和錳需求量的不斷增加，貧錳礦中錳含量越來(lái)越少，生產(chǎn)錳所產(chǎn)生的廢渣越來(lái)越多，環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，因此對(duì)錳浸出渣的回收利用的研究勢(shì)在必行。目前國(guó)內(nèi)錳浸出渣處理的有關(guān)報(bào)道大多集中在制備建筑材料、4A分子篩等領(lǐng)域，這些工藝均需經(jīng)過(guò)高溫煅燒的工序，生產(chǎn)成本高，且所獲得產(chǎn)品的附加值較低，基本上無(wú)經(jīng)濟(jì)效益。也有中國(guó)專(zhuān)利ZL201010515069.X和ZL201110105896.6報(bào)道利用電解錳廢渣制備白炭黑，但是均需要水洗、干燥、堿反應(yīng)、酸反應(yīng)等復(fù)雜工藝，而且生產(chǎn)白炭黑的收率均不高，還有二次廢渣的產(chǎn)生，因此利用錳浸出渣開(kāi)發(fā)附加值較高及廢渣利用率較高的工藝技術(shù)將是錳礦行業(yè)廢渣處理的發(fā)展趨勢(shì)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本專(zhuān)利技術(shù)要解決的技術(shù)問(wèn)題是充分利用錳加工廠的工業(yè)廢渣而提供一種利用電解錳廢渣和聚氯乙烯制備電解錳廢渣高填充聚氯乙烯復(fù)合材料的方法。所述電解錳廢渣為利用碳酸錳礦和硫酸反應(yīng)生產(chǎn)金屬錳所產(chǎn)生的工業(yè)廢渣。本專(zhuān)利技術(shù)以如下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題：一種利用電解錳廢渣和聚氯乙烯制備電解錳廢渣高填充聚氯乙烯復(fù)合材料的方法，其步驟如下：(1)、將電解錳廢渣在115～125℃干燥至恒重，得到電解錳廢干渣；(2)、將步驟(1)得到的電解錳廢干渣與聚氯乙烯樹(shù)脂、增塑劑、熱穩(wěn)定劑和超支化聚酯一起通過(guò)高速混合機(jī)進(jìn)行初始混合，再用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行混合造粒，即可得到電解錳廢渣高填充聚氯乙烯復(fù)合材料。所述的聚氯乙烯樹(shù)脂、電解錳廢干渣、增塑劑、熱穩(wěn)定劑和超支化聚酯的重量比為100:(80～140):(5～10):(1.5～5):(0.5～5)；所述的聚氯乙烯樹(shù)脂優(yōu)選為齊魯石化公司的S-1000。所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)以及癸二酸二丁酯(DBS)中的一種或多種。所述的熱穩(wěn)定劑為三鹽基硫酸鉛、二鹽基亞磷酸鉛以及二鹽基鄰苯二甲酸鉛中的一種或多種。所述的超支化聚酯為端羧基超支化聚酯或者端羥基超支化聚酯，端羧基超支化聚酯的分子量為2100～7600g/mol，酸值為120～300mgKOH/g；所述的端羥基超支化聚酯的分子量為1000～8400g/mol，羥值為160～600mgKOH/g。進(jìn)一步地，所述的端羥基超支化聚酯來(lái)源于武漢超支化樹(shù)脂科技有限公司的HyPerH102、HyPerH103、HyPerH202、HyPerH203、HyPerH302、HyPerH303、HyPerH402以及HyPerH403系列產(chǎn)品中的一種或多種，它們的性質(zhì)如表1所示。表1端羥基超支化聚酯的性質(zhì)所述的端羧基超支化聚酯來(lái)源于武漢超支化樹(shù)脂科技有限公司的HyPerC102、HyPerC103、HyPerC202、HyPerC203、HyPerC302、HyPerC303、HyPerC402以及HyPerC403系列產(chǎn)品中的一種或多種，它們的性質(zhì)如表2所示。表2端羧基超支化聚酯的性質(zhì)產(chǎn)品名稱(chēng)酸值，mgKOH/g分子量，g/molHyPerC1022402600HyPerC1032206400HyPerC2023002100HyPerC2032605200HyPerC3022602800HyPerC3032405700HyPerC4021303400HyPerC4031207600與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專(zhuān)利技術(shù)方法的優(yōu)點(diǎn)和有益效果如下：(1)本專(zhuān)利技術(shù)將廢渣干燥后可直接使用，無(wú)需其他處理，有效提高了效率和節(jié)省了能源，能有效降低成本和實(shí)現(xiàn)工業(yè)化；(2)電解錳廢渣的利用率100％，徹底解決了廢錳渣的環(huán)境污染問(wèn)題；(3)超支化聚合物作為相容劑，能有效提高聚氯乙烯與電解錳廢渣的相容性，提高電解錳廢渣的含量，降低復(fù)合材料的成本；(4)本專(zhuān)利技術(shù)有效利用錳礦企業(yè)產(chǎn)生的廢渣生產(chǎn)高附加值的聚氯乙烯復(fù)合材料，有利于環(huán)境保護(hù)和資源的綜合利用；且具有工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、附加值高、適于工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。(5)制備的復(fù)合材料具有較優(yōu)的機(jī)械性能，可以應(yīng)用于生產(chǎn)排水管材、花盆、塑料門(mén)窗、站架、貨架等領(lǐng)域。具體實(shí)施方式至今未見(jiàn)有直接利用電解錳廢渣和超支化聚合物制備高填充的聚氯乙烯復(fù)合材料的報(bào)道。本專(zhuān)利技術(shù)技術(shù)方案的關(guān)鍵在于利用超支化聚合物作為相容劑，能有效提高電解錳廢渣與聚氯乙烯之間的相容性和界面強(qiáng)度，最后提高錳渣的用量和降低成本。下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)方法做進(jìn)一步說(shuō)明，所用的材料若沒(méi)有特殊說(shuō)明的，則均為市售產(chǎn)品。以下實(shí)施例1-4中所用的原料電解錳廢渣均為中信大錳礦業(yè)有限責(zé)任公司利用碳酸錳礦和硫酸生產(chǎn)金屬錳所產(chǎn)生的工業(yè)廢渣。該原料電解錳廢渣的主要成分及含量見(jiàn)表3。表3電解錳廢渣的成分表組成MnOAl2O3SiO2Fe2O3CaOMgOH2O及其他含量，wt％8-1012-1615-205-76-83-5余量將上述電解錳廢渣在115～125℃干燥至恒重(兩次稱(chēng)量重量差異在萬(wàn)分之二以下)，得到電解錳廢干渣，備用。實(shí)施例1一種利用電解錳廢渣和聚氯乙烯制備電解錳廢渣高填充聚氯乙烯復(fù)合材料的方法，其步驟如下：將1000g聚氯乙烯樹(shù)脂(齊魯石化S-1000)、1400g電解錳廢干渣、100g增塑劑DBS、50g熱穩(wěn)定劑二鹽基鄰苯二甲酸鉛以及50g端羧基超支化聚酯HyPerC402通過(guò)高速混合機(jī)混合5分鐘，然后利用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行混合造粒，擠出機(jī)的幾個(gè)加熱段的溫度為170-190℃。然后將得到的復(fù)合材料顆粒通過(guò)注塑機(jī)制備測(cè)試機(jī)械性能的標(biāo)準(zhǔn)樣條，利用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)和沖擊儀測(cè)試復(fù)合材料的力學(xué)性能，結(jié)果如表4所示。實(shí)施例2一種利用電解錳廢渣和聚氯乙烯制備電解錳廢渣高填充聚氯乙烯復(fù)合材料的方法，其步驟如下：將1000g聚氯乙烯樹(shù)脂(齊魯石化S-1000)、800g電解錳廢干渣、50g增塑劑DBP、15g熱穩(wěn)定劑三鹽基硫酸鉛以及5g端羥基超支化聚酯HyPerH203通過(guò)高速混合機(jī)混合5分鐘，然后利用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行混合造粒，擠出機(jī)的幾個(gè)加熱段的溫度為170-190℃。然后將得到的復(fù)合材料顆粒通過(guò)注塑機(jī)制備測(cè)試機(jī)械性能的標(biāo)準(zhǔn)樣條，利用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)和沖擊儀測(cè)試復(fù)合材料的力學(xué)性能，結(jié)果如表4所示。實(shí)施例3一種利用電解錳廢渣和聚氯乙烯制備電解錳廢渣高填充聚氯乙烯復(fù)合材料的方法，其步驟如下：將1000g聚氯乙烯樹(shù)脂(齊魯石化S-1000)、1200g電解錳廢干渣、70g增塑劑DOP、25g熱穩(wěn)定劑二鹽基亞磷酸鉛以及20g端羥基超支化聚酯HyPerH403通過(guò)高速混合機(jī)混合5分鐘，然后利用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行混合造粒，擠出機(jī)的幾個(gè)加熱段的溫度為170-190℃。然后將得到的復(fù)合材料顆粒通過(guò)注塑機(jī)制備測(cè)試機(jī)械性能的標(biāo)準(zhǔn)樣條，利用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)和沖擊儀測(cè)試復(fù)合材料的力學(xué)性能，結(jié)果如表4所示。實(shí)施例4一種利用電解錳廢渣和聚氯乙烯制備電解本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種利用電解錳廢渣和聚氯乙烯制備電解錳廢渣高填充聚氯乙烯復(fù)合材料的方法，其步驟如下：（1）將電解錳廢渣干燥至恒重，得到電解錳廢干渣；（2）將步驟（1）得到的電解錳廢干渣與聚氯乙烯樹(shù)脂、增塑劑、熱穩(wěn)定劑和超支化聚酯一起通過(guò)高速混合機(jī)進(jìn)行初始混合，再用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行混合造粒，即得到電解錳廢渣高填充聚氯乙烯復(fù)合材料；所述的聚氯乙烯樹(shù)脂、電解錳廢干渣、增塑劑、熱穩(wěn)定劑和超支化聚酯的重量比為100：80～140：5～10：1.5～5：0.5～5；所述的超支化聚酯為端羧基超支化聚酯或者端羥基超支化聚酯；所述的端羧基超支化聚酯的分子量為2100～7600?g/mol，酸值為120～300?mgKOH/g；所述的端羥基超支化聚酯的分子量為1000～8400?g/mol，羥值為160～600?mgKOH/g。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種利用電解錳廢渣和聚氯乙烯制備電解錳廢渣高填充聚氯乙烯復(fù)合材料的方法，其步驟如下：（1）將電解錳廢渣干燥至恒重，得到電解錳廢干渣；（2）將步驟（1）得到的電解錳廢干渣與聚氯乙烯樹(shù)脂、增塑劑、熱穩(wěn)定劑和超支化聚酯一起通過(guò)高速混合機(jī)進(jìn)行初始混合，再用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行混合造粒，即得到電解錳廢渣高填充聚氯乙烯復(fù)合材料；所述的聚氯乙烯樹(shù)脂、電解錳廢干渣、增塑劑、熱穩(wěn)定劑和超支化聚酯的重量比為100：80～140：5～10：1.5～5：0.5～5；所述的超支化聚酯為端羧基超支化聚酯或者端羥基超支化聚酯；所述的端羧基超支化聚酯的分子量為2100～7600g/mol，酸值為120～300mgKOH/g；所述的端羥基超支化聚酯的分子量為1000～8400g/mol，羥值為160～600mgKOH/g。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述電解錳廢渣為利用碳酸錳礦和硫酸反應(yīng)生產(chǎn)金屬錳所產(chǎn)生的工業(yè)廢渣。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述碳酸錳浸出渣包括如下含量的成分：8-10wt%的M...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張道洪，郭文強(qiáng)，肖代勇，張俊珩，張愛(ài)清，杜冬云，李金林，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：中南民族大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：湖北,42