一種pp樹脂填充劑的制備方法

一種pp樹脂填充劑的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種PP樹脂填充劑的制備方法，是以磷石膏為原料制取PP樹脂填充劑的方法。
【背景技術】
[0002]據相關統計數據顯示，目前，我國每年新增磷石膏排放量達5000萬噸，大量的磷石膏堆放，不僅占用土地資源，給企業增加巨大經濟負擔，而且還會對環境造成一定污染，給我國的國民經濟建設及生態環境造成巨大的壓力。因此，加快磷石膏的綜合利用技術創新力度，實現變廢為寶、變害為利，已成為我國經濟建設中一項重要的技術經濟政策，也是可持續發展面臨的迫切需要解決的問題。根據《國務院關于印發循環經濟發展戰略及近期行動計劃的通知》(國發
[2013]5號)的文件精神，磷石膏、粉煤灰等工業固體廢棄物的綜合利用列入了資源化重點工程建設之一，已成為中國發展循環經濟，建設資源節約型、環境友好型社會的重要任務之一。
[0003]目前磷石膏在制備水泥緩凝劑、石膏建材等建筑領域有廣泛的應用。但在PP樹脂制造領域，磷石膏的利用少之又少，極大的限制了磷石膏的回收利用，因此需要提供一種創新技術解決上述問題，以拓寬磷石膏的應用范圍。

【發明內容】

[0004]針對現有磷石膏應用的局限性，本發明的目的在于提供一種PP樹脂填充劑的制備方法，以擴大磷石膏應用范圍。
[0005]本發明采用如下技術方案:一種PP樹脂填充劑的制備方法，所述方法包括以下步驟:
[0006]1)經過除雜處理的磷石膏與碳酸鈉反應制得碳酸鈣；
[0007]2)步驟1)所得的碳酸鈣和糖渣、豆渣在乳酸菌作用下厭氧發酵制得乳酸；
[0008]3)步驟2)所得的乳酸、硬脂酸在保護氣體作用下進行酯化反應，反應生成的硬脂酸乳酰酸和步驟1)所得的碳酸鈣進行中和反應制得硬脂酰乳酸鈣填充劑。
[0009]優選的是:所述1)中所述磷石膏雜質重量百分含量小于5%。
[0010]優選的是:步驟2)中所述糖渣為甘蔗提糖后的副產物，以質量分數計，糖渣含糖量為35?42%，所述豆渣是生產豆奶或豆腐過程中的副產品，以質量分數計，豆渣含10?20%蛋白質。
[0011]優選的是:步驟2)中所述碳酸鈣、糖渣、豆渣重量比為0.3:2:1?0.5:3:2。
[0012]優選的是:步驟2)中所述厭氧發酵的溫度為35?40°C，厭氧發酵時間為24?48小時。
[0013]優選的是:步驟3)中所述乳酸與硬脂酸按2:1?3:1摩爾比添加。
[0014]優選的是:步驟3)中所述碳酸鈣與乳酸兩物質的摩爾比為1:2?1:3。
[0015]優選的是:步驟3)中所述保護氣體為氮氣。
[0016]本發明提供的制備PP樹脂填充劑的方法具有以下特點:
[0017]1、本發明所制得的硬脂酰乳酸鈣可作為表面活性劑應用于PP樹脂生產。硬脂酰乳酸鈣具有親水極性和疏水非極性兩種基團。硬脂酰乳酸鈣通過分子中的親水基團定向吸附在著色劑、增量劑等無機填充劑的極性分子表面，它的疏水基團則定向吸附在PP分子層表面，提高了各填充劑在PP基料中的分散性和潤濕性，從而改善了各種填充劑與PP之間的親和力，使制備出的PP樹脂性能更加穩定，外觀、色澤更加飽滿。
[0018]2、本發明磷石膏的主要成分為硫酸鈣，利用反應方程式:
[0019]Na2C03+CaS04 = Na2S04+CaC03
[0020]使之轉化為碳酸鈣，然后進一步制備出硬脂酰乳酸鈣，將所得的硬脂酰乳酸鈣作為PP填充劑之一，解決了磷石膏對環境的污染問題，減少企業為之而付出的處理費用，具有十分明顯的經濟實用性。
[0021]3、糖渣是甘蔗提糖后的副產物，含有水分，殘糖、纖維、氨基酸等有機物質，豆渣是生產豆奶或豆腐過程中的副產品，含有水分、蛋白質、脂肪、碳水化合物(纖維素、多糖等)等有機質，這兩種物質均適合腐敗微生物的生長，極易造成資源的浪費以及環境的污染。本發明利用糖渣、豆渣制備乳酸，解決了糖渣、豆渣對環境的污染問題，降低了農產品加工業處理廢棄物的成本并使之資源化，使企業由投入型環保轉變為效益型環保。
[0022]4、本發明的中間產品如碳酸鈣、乳酸鈣均可作為PP填充劑進行利用，所述乳酸可由乳酸和碳酸鈣反應制得。大大提高各中間產物的利用率，減少新生物質的處理步驟。
【具體實施方式】
[0023]下面進一步描述本發明的技術方案，但要求保護的范圍并不局限于所述。下面結合具體實施例，對本發明作進一步詳細的闡述，但本發明的實施方式并不局限于實施例表示的范圍。這些實施例僅用于說明本發明，而非用于限制本發明的范圍。此外，在閱讀本發明的內容后，本領域的技術人員可以對本發明作各種修改，這些等價變化同樣落于本發明所附權利要求書所限定的范圍。
[0024]實施例1
[0025]對磷石膏進行除雜處理，將磷石膏所含的雜質重量百分含量控制為4%。將磷石膏與過量碳酸鈉反應，過濾、洗滌、干燥制得碳酸鈣。將碳酸鈣、甘蔗提糖后所得的副產物糖渣、生產豆奶所得的豆渣按0.3: 2:1質量比置于發酵容器中，往發酵容器中加入乳酸菌，攪拌均勻，35°C下厭氧發酵48小時，分離提純后制得乳酸;所述乳酸菌活菌數按每克糖渣計含400萬個；以質量分數計，糖渣含糖量為35%;以質量分數計，豆渣含10%蛋白質。將所得的乳酸與硬脂酸按2:1摩爾比混合裝入帶有攪拌器的三頸瓶中，加入硬化油作為催化劑，通入氮氣，攪拌條件下迅速升溫至180°C并保持40min，酯化合成硬脂酸乳酰酸。酯化完成之后，加入碳酸鈣(所述碳酸鈣與乳酸兩物質的摩爾比為1:2)，攪拌反應40min，將反應器冷卻至常溫。將所得產品加水溶解、過濾、洗滌即可制得硬脂酰乳酸鈣。將所得的硬脂酰乳酸鈣與熱穩定劑、增韌劑、潤滑劑、著色劑、PP混合，經過擠出、定型等工藝制得PP樹脂。
[0026]實施例2
[0027]對磷石膏進行除雜處理，將磷石膏所含的雜質重量百分含量控制為3%。將磷石膏與過量碳酸鈉反應，過濾、洗滌、干燥制得碳酸鈣。將碳酸鈣、甘蔗提糖后所得的副產物糖渣、生產豆腐所得的豆渣按0.4:2.5:1.5質量比置于發酵容器中，往發酵容器中加入乳酸菌，攪拌均勻，38°C下厭氧發酵36小時，分離提純后制得乳酸;所述乳酸菌活菌數按每克糖渣計含450萬個；以質量分數計，糖渣含糖量為37 % ;以質量分數計，豆渣含15 %蛋白質。將所得的乳酸與硬脂酸按2.5:1摩爾比混合裝入帶有攪拌器的三頸瓶中，加入硬化油作為催化劑，通入氮氣，攪拌條件下迅速升溫至200°C并保持35min，酯化合成硬脂酸乳酰酸。酯化完成之后，加入碳酸鈣(所述碳酸鈣與乳酸兩物質的摩爾比為1:2.5)，攪拌反應30min，將反應器冷卻至常溫。將所得產品加水溶解、過濾、洗滌即可制得硬脂酰乳酸鈣。將硬脂酰乳酸鈣、碳酸鈣與熱穩定劑、增韌劑、潤滑劑、著色劑、PP混合，經過擠出、定型等工藝制得PP樹脂。
[0028]實施例3
[0029]對磷石膏進行除雜處理，將磷石膏所含的雜質重量百分含量控制為2%。將磷石膏與過量碳酸鈉反應，過濾、洗滌、干燥制得碳酸鈣。將碳酸鈣、甘蔗提糖后所得的副產物糖渣、生產豆腐所得的豆渣按0.5: 3: 2質量比置于發酵容器中，往發酵容器中加入乳酸菌，攪拌均勻，40°C下厭氧發酵24小時，分離提純后制得乳酸;所述乳酸菌活菌數按每克糖渣計含500萬個；以質量分數計，糖渣含糖量為42%;以質量分數計，豆渣含20%蛋白質。將所得的乳酸與硬脂酸按3:1摩爾比混合裝入帶有攪拌器的三頸瓶中，加入硬化油作為催化劑，通入氮氣，攪拌條件下迅速升溫至210°C并保持28min，酯化合成硬脂酸乳酰酸。酯化完成之后，加入碳酸鈣(所述碳酸鈣與乳酸兩物質的摩爾比為1:3)，攪拌反應30min，將反應器冷卻至常溫。將所得產品加水溶解、過濾、洗滌即可制得硬脂酰乳酸鈣。將硬脂酰乳酸鈣、碳酸鈣、乳酸鈣(碳酸鈣和乳酸反應產物)與熱穩定劑、增韌劑、潤滑劑、著色劑、PP混合，經過擠出、定型等工藝制得PP樹脂。
【主權項】
1.一種PP樹脂填充劑的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 1)經過除雜處理的磷石膏與碳酸鈉反應制得碳酸鈣； 2)步驟1)所得的碳酸鈣和糖渣、豆渣在乳酸菌作用下厭氧發酵制得乳酸； 3)步驟2)所得的乳酸、硬脂酸在保護氣體作用下進行酯化反應，反應生成的硬脂酸乳酰酸和步驟1)所得的碳酸鈣進行中和反應制得硬脂酰乳酸鈣填充劑。2.根據權利要求1所述的PP樹脂填充劑的制備方法，其特征在于，所述1)中所述磷石膏雜質重量百分含量小于5%。3.根據權利要求1所述的PP樹脂填充劑的制備方法，其特征在于，步驟2)中所述糖渣為甘蔗提糖后的副產物，以質量分數計，糖渣含糖量為35?42%，所述豆渣是生產豆奶或豆腐過程中的副產品，以質量分數計，豆渣含10?20%蛋白質。4.根據權利要求1或3所述的PP樹脂填充劑的制備方法，其特征在于，步驟2)中所述碳酸鈣、糖渣、豆渣重量比為0.3:2:1?0.5:3:2。5.根據權利要求1所述的PP樹脂填充劑的制備方法，其特征在于，步驟2)中所述厭氧發酵的溫度為35?40°C，厭氧發酵時間為24?48小時。6.根據權利要求1所述的PP樹脂填充劑的制備方法，其特征在于，步驟3)中所述乳酸與硬脂酸按2:1?3:1摩爾比添加。7.根據權利要求1所述的PP樹脂填充劑的制備方法，其特征在于，步驟3)中所述碳酸鈣與乳酸兩物質的摩爾比為1:2?1:3。8.根據權利要求1、6、7中任一所述的PP樹脂填充劑的制備方法，其特征在于，步驟3)中所述保護氣體為氮氣。
【專利摘要】本發明涉及一種PP樹脂填充劑的制備方法，是以磷石膏為原料制取PP樹脂填充劑的方法。一種PP樹脂填充劑的制備方法是將經過除雜處理的磷石膏與碳酸鈉反應制得碳酸鈣。將所得碳酸鈣和糖渣、豆渣在乳酸菌作用下厭氧發酵制得乳酸。將所得的乳酸、硬脂酸在保護氣體作用下進行酯化反應，反應生成的硬脂酸乳酰酸和碳酸鈣進行中和反應制得硬脂酰乳酸鈣。將所得的硬脂酰乳酸鈣作為填充劑用于PP樹脂的生產。本發明解決了磷石膏對環境的污染問題，減少企業為之而付出的處理費用，具有十分明顯的經濟實用性。
【IPC分類】C08K5/098, C08K3/26, C08L23/12
【公開號】CN105462063
【申請號】CN201510846093
【發明人】李澤鋼, 楊永彬, 向前勇, 楊步雷, 王偉
【申請人】貴州開磷集團股份有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年11月29日