利用油田废渣制化学建材产品改性填料的应用研究badn.docx

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1、qikanperiodical.articlesxxjzclxxjz20030304pdf030407.pdf利用油田废渣制化学建材产品改性填料的应用研究寿崇琦!，#，赵春春宾#，张志志良#，贾海海波#，李关关宾!，陈立立仁!L !9 中国科科学院兰兰州化学学物理研研究所，甘甘肃兰州州J)$；#9 济南南大学化化工学院院，山东东济南#*$#MM摘要：采用用有机聚聚合物对对油田工工业废渣渣进行表表面处理理，使以以无机碳碳酸钙为为主要成成分的该该种废渣渣的表面面得以活活化，成为表面改改性活性性填料。用用这种活活性填料料填充DDE 管材、DDE 塑料地地板革，填填充率加加大，制制品的性性能有所所提高

2、，达达到了废物利用和和环境保保护的双双重目的的。关键词：苯苯丙聚合合物；表表面改性性；填料料；环保保中图分类号号：HII(#) 文献献识别码码： 文章编编号：!$! % J$#KL #$)M $& % $! % $)! 新新型建筑筑材料!#$ %!利用油田废废渣制化化学建材材产品改性填填料的应应用研究究收稿日期：#$# % !# % #&作者简介：寿崇琦琦，男，!() 年出生，浙江绍兴人，副教授，硕士研究生导师，博博士研究究生。地地址：山山东省济济南市济济微路!$( 号，电电话：$*)! % (&!，+ % ,-./00 12234556711.8-9 553,。$ 前言针对国内部部分油田田产

3、出的的污水水水质矿化化度高、:;?#高及= 值低的的特点，为为了从根根本上控控制污水水水质与回注水水系统的的严重腐腐蚀性，从从!( 年年开始，我我国部分分油田采用在污污水处理理中加入入生石灰灰乳来中中和酸性性污水的的方法，使水质得到到大幅度度的改善善，管道道设备腐腐蚀也得得到控制制。但同同时带来另一一个新问问题：水水质处理理中产生生大量的的被原油油污染了了的以碳酸钙钙为主的的固体废废渣，每每天多达达)$ A *$ BBC 现现在已经经堆积如山，无无法处理理。不仅仅占用了了大量土土地，而而且污染染周围环环境，企业为为此每年年需交纳纳一定金金额的环环保罚款款。本研究针对对某油田田废渣的的化学特特性

4、，采采用有机机聚合物物进行表面处理理，使表表面接枝枝活性有有机基团团，从而而制得表表面经改改性的碳酸钙钙无机填填料C 并用这这种改性性填料填填充DEE 管管材F! G、DE 地地板革FF# GG等化学学建材制制品。制制品性能能测试表表明，用用有机聚聚化学建材!#$%&( )*%(+%,- ./#0%(1摘要：采用用有机聚聚合物对对油田工工业废渣渣进行表表面处理理，使以以无机碳碳酸钙为为主要成成分的该该种废渣渣的表面面得以活活化，成为表面改改性活性性填料。用用这种活活性填料料填充DDE 管材、DDE 塑料地地板革，填填充率加加大，制制品的性性能有所所提高，达达到了废物利用和和环境保保护的双双重目

5、的的。关键词：苯苯丙聚合合物；表表面改性性；填料料；环保保中图分类号号：HII(#) 文献献识别码码：# 对对不同强强度水泥泥的净浆浆流动度度均具有良好的适适应性。) 结论（!）以丙丙烯酸类类衍生物物及聚乙乙二醇单单醚为主主要原料料，筛选出适宜的的催化剂剂及合成成条件，制制得了聚聚乙二醇醇单醚% 丙烯烯酸酯类大分分子单体体，较佳佳的合成成方法为为直接酯酯化法。（#）由大大分子单单体与丙丙烯酸类类单体共共聚合制制备的新新型聚羧酸类高效效减水剂剂（:DD），对对水泥具具有高度度的分散散作用，且且含长侧链的:D 优于含含短侧链链的:DD。当当:D# 的掺加加量为$9 #*N、水水灰比为为$9 # 时

6、，水水泥净浆浆流动度度可达)$# ,。（)）在水水灰比为为$9 # 时，:DD 对对水泥的的最佳掺掺量为$9 !*N AA $99 )$N；掺掺加:DD 的的各类型型号的水水泥均具具有较大大的流动度。当当:D# 的掺量量为$99 !*N AA $99 #$N时，与与瑞士某某公司同类产品品的流动动度相当当；当掺掺量为$9 #*N A $9 )*N时时，超过EO:? 产产品的流流动度。参考文献：F !G ;.PP3, ;9 +53383,.5 -1Q5BB1 33R -S,.PB44TQ 41QQ9 Q,QQ8B U 3855TQBBQ3,331.BBQ1CC !CC #$L # V )M 0 J

7、 AA !$!9F #G 邓正刚刚，齐刚刚9 使用用不同水水泥和外外加剂的的技术经经济比较较9 建筑筑技术开发CC !CC #*L *M 00 )JJ % )99F )G 田培9 我国高高效减水水剂生产产现状和和发展方方向9 建筑技技术开发发C!CC #(L &M 00 !$ % !#99F &G 洪仲苓苓9 化工工有机原原料深加加工9 北京0 化学工工业出版版社，!JJ9表* :DD 对对不同水水泥的净净浆流动动度的影影响水泥标号)# 99 * ; &# 99 * ;生产厂家华华润D 万鹰鹰D? 华润润D?减水剂类型型:D# EO:? :D# EO:? :D# EO:?流动度V ,水灰比W

8、$ 99 #* #JJ$ #J$ #* #& #J$ #*$水灰比W $ 99 # #J #J #) #$ )!$ #)万方数据!# $%& (&!) *+, -& + . !合物改性油油田废渣渣制造表表面改性性碳酸钙钙填料，处处理工艺艺简便，节约能能源，不不对环境境造成二二次污染染（如再再产生废废气、废废渣等），制造造出的化化学建材材制品性性能符合合国家有有关标准准。其用用途广泛，市场场潜力极极大。用聚合物工工艺处理理工业固固体废弃弃物，摈摈弃焚烧烧、掩埋埋等传统、落后后的处置置方法，是是今后国国内、国国际处理理工业废废弃物的的一个发展方方向和趋趋势。! 试验!# ! 原材料料$!%油田田工

9、业废废渣：河河南中原原油田提提供，含含水率&(，黏黏稠膏状固体体；$&%改性性用苯丙丙乳液：山东青青州万利利化工有有限公司司提供，固含量)(，*+ 值, - ./$0%1223 树树脂：齐齐鲁石化化塑料厂厂提供；$)%活性性碳酸钙钙：市售售。!# & 主要实实验仪器器设备双螺杆微粉粉混合机机，常州州范群干干燥设备备厂制造造；456 77 !& 旋转转闪蒸干干燥器，常常州范群群干燥设设备厂制制造；123 管管材挤出出机，济济南方信信集团制制造；123 塑塑料地板板革生产产线，济济南方信信集团制制造；电子拉力机机：美国国阿姆斯斯创公司司制造。!# 0 油田废废渣的组组成分析析油田废渣的的化学组组成

10、见表表!。由表! 可可以看出出，此种种废渣以以无机碳碳酸钙为为主要成成分，但是表面富富含有机机碳氢化化合物（原原油），是是先天复复合好的的表面有机活性化化的无机机填料。只只是由于于这种碳碳氢化合合物的活活性和极性不够大大，用于于高分子子制品时时，其表表面基团团不能和和高分子子主链上的官官能团发发生化学学键合或或极性吸吸附，因因此，其其对高分分子制品的性性能提高高贡献不不大。但但经过带带有羧基基的苯丙丙乳液表表面改性后，由由于羧基基官能团团极性较较大，可可以和高高分子制制品主链上的羟基基或者酯酯基等发发生官能能团键合合或者极极性吸附附，大大大增强了无机机填料在在有机高高分子制制品中的的稳定性性，

11、同时时，也有有力克服了传传统的无无机填料料填充在在有机高高分子制制品中时时，易引引起的无机有机界界面的缺缺陷，带带给制品品的机械械物理、化化学性能的降低。!# ) 油田废废渣表面面改性利用苯丙乳乳液对油油田废渣渣进行表表面改性性。具体体方法是是：在油田废渣渣中加入入其质量量&(的苯丙丙乳液，于于混合机机中充分分搅拌0 89: 后，进进入压滤滤机压出出水分，再再进入旋旋转闪蒸蒸干燥机内进行喷喷雾干燥燥，用布布袋收集集器收集集达到粒粒度要求求的干燥燥粉体，大颗颗粒粉体体用粉碎碎机粉碎碎至粒度度要求后后装袋、备备用。油油田废渣改性性前、后后的; 光谱谱图见图图!、图&。油田田废渣填填料经改性后的基基

12、本性能能见表&。图! 油田田废渣改改性前的的; 光谱图图图& 油田田废渣经经苯丙乳乳液改性性后的;& =877!附近近也出现现吸收峰峰，这是典型的羧羧基的特特征吸收收峰。由由此可见见，经苯苯丙乳液液改性后后，填料的表面面极性基基团$羧基%增加，使使填料具具备了表表面活性性和极性，成为为可以用用于高分分子制品品中的活活性填料料。试验验发现，由由于原废渣表表面的原原油（碳碳氢化合合物）是是在用石石灰乳中中和酸性性污水的处理理过程中中吸附上上去的，也也就是在在碳酸钙钙的形成成过程中自动吸附附上去的的，因此此这种碳碳氢化合合物在碳碳酸钙无无机物的的表面分布非非常均匀匀、密实实，且吸吸附量较较大。一一般

13、，用用有机物物对碳酸钙改性性根本达达不到如如此高的的改性程程度。这这层碳氢氢化合物物虽然表面吸吸附较多多，但是是由于本本身碳氢氢化合物物的极性性不够!#$%&( )*%(+%,- ./#00%(1 化化学建材材表! 油田田废渣的的化学组组成(无机物有机机物3?333? 59ABCD5E? FF 33D碳氢氧化合物). # ) # .00 ! # ,0 GG # 0! ! # ,GG & # . # ,G # 0& # & ! # 注：（!）本本废渣不不含CHH、1I、3J 等有毒毒有害离离子；（&）本废渣不含放射性元素素，适合合于制造造建材产产品。表& 油田田废渣填填料经改改性后的的基本性性能

14、项目性能指指标粒度K 目目& - 0&GG含水率K ( ! # G有机物含量量K ( &无机物含量量K ( .外观淡黄色色粉末固固体万方数据! 新型建建筑材料料!#$ %塑料注射成成型机节节电降耗耗措施简简述化学建材!#$%&( )*%(+%,- ./#0%(1!强，直接使使用这种种填料效效果不好好；而经经过带羧羧基的苯苯丙乳液液再次对表面面的碳氢氢化合物物进行改改性，利利用碳氢氢化合物物和苯丙丙均是有机物物，容易易相互吸吸附反应应的特点点，使羧羧基顺利利键合到到或者吸附到到碳氢化化合物表表面，最最后形成成以羧基基为主要要极性基基团的改性碳碳酸钙活活性填料料#以下简简称改性性填料$。! 改性填

15、填料的应应用!% & 用于() 管管材() 制制品中常常使用无无机碳酸酸钙填料料以对其其性能进进行增强，同时起起到降低低制品成成本的目目的。一一般普通通碳酸钙钙在()硬质制品中中的填充充率为&*+ , !*+，不不能加入入过多，否否则，无无机碳酸钙隔隔断了有有机高分分子() 链链的相互互键合，在在高分子子主链之间引起起较多的的无机有机界界面缺陷陷，使() 制品脆脆裂，在冲击应力力、液压压和扁平平实验中中，均达达不到国国标要求求。本实实验中使用的改改性填料料，其表表面的有有机官能能团可以以和() 主主链上的)- 官官能团接接近，不不存在界界面缺陷陷，因此此可大大大提高() 制品的性能。我我们按照

16、照() 质量量的.+填充充改性填填料，并并进行挤出试验。试试验结果果表明，当当改性填填料填充充量达() 的.+时，() 管材材的性能能仍然较较好#见表.$。!% ! 用于() 塑塑料地板板革按表/ 的的配方，进进行改性性填料填填充地板板革试验验，并与与市售的价格较较贵的活活性碳酸酸钙填料料进行对对比试验验，对所所试制的的地板革的主主要性能能进行了了测试，测测试结果果见表*。由表* 可可见，采采用同样样的填充充率，改改性填料料在() 塑塑料地板革中的的填充效效果非常常接近市市售活性性碳酸钙钙0 两者者性能接接近。据初步步估算，用用苯丙乳乳液处理理油田工工业废渣渣制造的的改性碳酸钙填料料，工业业成

17、本仅仅为&/ 元元1 220 而而市售活活性碳酸酸钙的价价格为& 元元1 22。显然然，改性性油田废废渣碳酸酸钙的价价格要比比市售活性碳酸钙钙便宜得得多，这这为大力力推广这这种价廉廉物美的的改性填填料奠定了较较好的基基础。. 结语采用苯丙乳乳液对油油田工业业废渣进进行表面面改性处处理，得得到的改性碳酸酸钙填料料，性能能接近市市售的活活性碳酸酸钙，且且价格低低廉，经在() 管材和和() 地板板革制品品中应用用，效果果良好。该该材料有望大大量应用用于() 等等化学建建材中，这这为解决决油田工工业废渣和环境境保护提提供了一一条新路路子。参考文献：3 &4 魏守铭铭，张永永祥% 利用工工业废渣渣作填充

18、充剂制取取() 塑料料制品%内蒙古石油油化工，!，!5（/）：* 6 *&%3 !4 刘英俊俊% 碳酸酸钙在塑塑料中的的应用现现状及进进展% 中国非非金属矿矿工业导刊，!&，&7（&）：. 6 7%日本开发成成功新型型烯烃系系单液型型涂料新华社供本本刊稿据据海外媒媒体报道道，日本本89:;: 电气气公司最近成功功开发出出了适用用于各种种=88 塑胶胶基材和和 塑胶基材，有良良好密着着性、耐耐药品性性和耐候候性的新新型烯烃烃系单液型涂料。该公司称，目目前市面面上还没没有能同同时满足足=88 塑胶胶基材和 塑胶基基材需要要的单液液型涂料料。而该该公司新新开发的的这种产品可可同时涂涂布=8、 塑胶，

19、而而且涂膜膜性能高高。89:;:?），耐老老化性能能好。由由于该产产品外包包() 塑料料，所以以不导电、不燃烧烧，完全全符合防防火的安安全要求求。该产产品特别别适用于于平开门窗、推推拉门窗窗、隔断断和异型型门窗等等。产品品投放市市场后，深受建建筑部门门和广大大消费者者的青睐睐。#杨瑜$表. 填充充.+改性填填料的() 管材性性能项目测试结结果标准准要求测测试依据据维卡软化温温度1 ? #5 AB11 = ! 66 冲击应力（1 C 1 DE） % & #* % * AB . 6 拉伸屈服应应力1 FGG / #/* AB11 = / 66 液压实验（! ?，& H， % /! FGG）无渗漏无渗渗漏ABB 5& 6 77扁平试验无无裂纹无无裂纹压压至外径径的& 1 ! 时观观察表* 不同同填料的的() 塑料料地板革革主要性性能对比比项目改性废废渣碳酸酸钙市售售活性碳碳酸钙拉伸强度11 FG &/ % 7 &* % 断裂伸长率率1 + !* !/表/ () 塑塑料地板板革的配配方原料() 树脂脂增塑剂剂稳定剂剂颜料碳碳酸钙填填料质量份& ! * , 适适量/万方数据_