用煤矸石燒結粉作橡膠、塑料的填充、補強劑材料的生產方法
2023-10-05 12:56:49
專利名稱：用煤矸石燒結粉作橡膠、塑料的填充、補強劑材料的生產方法
技術領域：
本發明涉及利用煤矸石燒結粉作橡膠、塑料的填充、補強劑材料的生產方法，屬於複合材料製備技術。
現有複合橡膠生產中所用填充、補強劑材料(簡稱填料)多用炭黑、輕質碳酸鈣、陶土等，近年來國外有用煤粉，含矽無機物作填料的，國內亦見有用鹽泥廢料、海泡石、造紙廠排放的廢白泥作填料的報導。
複合塑料生產過程中過去多用碳酸鈣、含矽化合物之類的填料，近年來國外有用細煤粉，未經燃燒過的煤渣、油頁巖礦渣等作填料;國內則有用粉煤灰，造紙廠排放廢白泥、鹽泥廢料以及生煤矸石粉作填料的報導。但至今尚未見到有燒結煤矸石粉作橡膠、塑料填料的報導(詳見查新報告)。
本發明的目的在於為煤矸石類廢棄物的開發利用開闢一條新的途徑，以提高其自身的經濟價值，防止其對環境造成汙染;採用燒結煤矸石粉代替現用的炭黑、陶土、碳酸鈣、矽灰石粉一方面是為了降低複合材料的生產成本，更為了提高複合材料的物理性能，如耐磨性、抗風化、抗腐蝕及抗老化能力;並以燒結煤矸石粉的生產應用為基礎，把這一生產方法推廣應用於其它一些礦藏如鹽礦、石膏礦、鋁土礦中的各種矸石。
本發明的特點在於煤矸石要經過一定溫度條件下燒結再磨成粉才能用作複合材料的填料，這比目前國內外所用的一切生材料如炭黑、陶土、碳酸鈣、生矸石粉等具有明顯的優點1、燒結煤矸石粉比生煤矸石粉提高硬度100%;
2、鍛燒中排除和降低了不溶物和有害物質，所得的煤矸石粉對油、碘及DPG吸著率有所提高，從而與橡膠、塑料的混煉工藝性能好，不僅容易混且填充量大，吃粉也快。
3、煤矸石經燒結後其粉末的純度高，用這種熟料作填料製成的複合材料製成品，其可變係數減小，耐磨性、抗風化、抗腐蝕、抗衰老能力增強，而且韌性強，表面光潔，勿需進行乳化或表面活性處理，這些性能是採用海泡石、陶土、生煤矸石粉、煤粉等填料的複合材料製品所不及的。
4、與碳酸鈣、陶土、矽灰石粉相比，燒結煤矸石粉填料對摻合用量變化的適應範圍大，無論摻合量為60份、90份或120份其複合材料製品的永變係數皆低於其它填料，這一點決定了它的適用性強，用途更廣。
5、燒結煤矸粉的售價比陶土低50%，比碳酸鈣低100%，故易於推廣應用。
6、生產工藝簡單，成本低廉，可以充分利用現有的煤矸石磚廠作煤矸石的深加工，能迅速提高這類企業的經濟效益。
生產工藝流程見說明書附圖及
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實施例利用重慶市天府煤礦的煤矸石作原料，製成的燒結煤矸石粉用作複合橡膠的填料，其材料成分、配比，及產品物理性能測定數據如下一、天府煤礦煤矸石粉的成份(%)(天府礦務局中心化驗室化驗)二氧化矽(SiO2) 48.92氧化鋁(Al2O3) 27.92氧化鎂(MgO) 1.63二氧化鈦(TiO2) 3.64錳酸鉀(K2MnO4) 2.13
氧化鐵(Fe2O3) 13.21氧化鈣(CaO) 1.54二氧化硫(SO2) 0.83 五氧化二磷(P2O5) 0.138二、按重慶市中南橡膠廠試驗分析200目燒結煤矸石粉中水份含量為1.35×10-2，其吸碘值為17.72毫克/克，DPG吸著率0.35毫升/克，H值3.5。
三、按重慶市中南橡膠廠採用的複合橡膠材料中各組份的配比天然膠430 充油丁苯膠 70、硫磺 2、氧化鋅 5，硬脂酸 2、促進劑M 1、促進劑DM 0.3、防老劑D 2、半補強碳黑70、天府煤矸石燒結粉 130、固體古馬隆 5、機油 20、含膠量 29.6總計 337.3。
四、重慶市中南橡膠廠對複合橡膠材料物理性能的測度數據硫化條件 硬度 扯斷力 伸長率 永久變形(℃×分) (邵氏) (MPa) (%) (%)20 38 13.3 720 2025 44 15.3 730 2030 44 15.1 730 20由上得出以下結論1、SiO2與Al2O3的含量分別為48.92%與27.92%乃是複合橡膠填料中SiO2與Al2O3最佳含量範圍，此為別的填料所不及。
2、補強性能燒結煤矸石粉填料次於炭黑與輕質碳酸鈣。
3、伸長率燒結煤矸石粉填料優於炭黑與輕質碳酸鈣。
4、永久變形燒結煤矸石粉填料低於炭黑與輕質碳酸鈣。
5、硬度燒結煤矸石填料低於炭黑與輕質碳酸鈣。
6、混煉工藝性能燒結煤矸石粉優於炭黑與輕質碳酸鈣。
7、燒結煤矸石粉對摻和用量改變的適應範圍比其它填料大，不管是摻入60、90、120份燒結煤矸石粉的複合橡膠，在不同硫化條件下其硬度值較低，變化範圍不大，伸長率、強力變化較小，而且伸長率、強力具有上升趨勢，可見採用燒結煤矸石粉作填料的複合橡膠材料性能變化小。
1′-選除混雜其中的煤塊，硫鐵礦及鋁土礦塊2′-採用撞擊式破碎，使成直徑3釐米以下的小顆粒3′-採用球磨機或籠式破碎機使磨成1毫米以下的粉粒4′-使成塊狀或球形5′-含水份小於3%6′-常壓下加溫至1250～1400℃進行燒結，要求達到每200×100×500毫米3的長方形塊的抗壓強度為330公斤/釐米3，最低不得少於280公斤/釐米3，最佳為320～340公斤/釐米37′-採用乾式風選法按100～1600目分類，使成不同等級備用8′-按銷售需求確定包裝量。
1-煤矸石2-初級破碎3-二級破碎4-加水成型5-烘乾6-鍛燒7-超細破碎8-包裝
權利要求
1.一種利用燒結煤矸石粉作橡膠、塑料填充、補強劑材料的生產方法，其特徵在於將煤礦開採中的廢棄煤矸石經鍛燒、超細破碎成粉狀用作橡膠、塑料的填充、補強劑材料。
2.按權利要求1所述的生產方法，其特徵在於煤矸石的鍛燒溫度在1250～1400℃範圍，此溫度範圍也正是煤矸石磚的鍛燒溫度，故成型煤矸石磚只需經超細破碎後即可作橡膠、塑料的填充、補強劑材料;
3.按權利要求1和2的方法，其特徵在於除煤礦外的鹽礦、石膏礦、鋁土礦的廢棄煤矸石都可採用高溫鍛燒的方法製成橡膠、塑料的填充、補強劑材料;
4.按權利要求1所述的方法，其特徵在於所製成的燒結煤矸石粉也可用作油漆、塗料工業的填充、補強劑材料。
全文摘要
本發明涉及利用燒結煤矸石粉作橡膠、塑料填充、補強劑材料的生產方法，屬於複合橡膠、塑料製備技術。目的在於利用價廉、易得的煤礦開採中的廢物煤矸石代替炭黑、煤粉、碳酸鈣等作複合橡膠、塑料的填料以降低其生產成本，提高產品質量，並為開發利用煤矸石開闢新的途徑。
文檔編號C09C3/04GK1064493SQ9210807
公開日1992年9月16日 申請日期1992年3月19日 優先權日1992年3月19日
發明者喻光保 申請人:喻光保