利用油田废渣制化学建材产品改性填料的应用研究12957.docx

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1、qikanperiodical.articlesxxjzclxxjz20030304pdf030407.pdf利用油田废废渣制化学学建材产品改性填填料的应用用研究寿崇琦!，#，赵春宾宾#，张志良良#，贾海波波#，李关宾宾!，陈立仁仁!L !9 中国科学学院兰州化化学物理研研究所，甘甘肃兰州JJ)$；#9 济南南大学化工工学院，山山东济南#*$#M摘要：采用用有机聚合合物对油田田工业废渣渣进行表面面处理，使使以无机碳碳酸钙为主主要成分的的该种废渣渣的表面得得以活化，成为表面改改性活性填填料。用这这种活性填填料填充DDE 管管材、DEE 塑料料地板革，填填充率加大大，制品的的性能有所所提高，达达到

2、了废物利用和和环境保护护的双重目目的。关键词：苯苯丙聚合物物；表面改改性；填料料；环保中图分类号号：HI(#) 文文献识别码码： 文章编编号：!$! % J$#KL #$)MM $& % $! % $)! 新新型建筑材材料!#$ %!利用油田废废渣制化学学建材产品改性填填料的应用用研究收稿日期：#$# % !# % #&作者简介：寿崇琦，男男，!() 年出出生，浙江江绍兴人，副副教授，硕硕士研究生导师，博博士研究生生。地址：山东省济济南市济微微路!$( 号，电电话：$*)! % (&!，+ % ,-./0 1223456671.88-9 553,。$ 前言针对国内部部分油田产产出的污水水水质矿

3、化化度高、:;?#高及= 值低的特特点，为了了从根本上上控制污水水水质与回注水水系统的严严重腐蚀性性，从!( 年年开始，我我国部分油油田采用在污污水处理中中加入生石石灰乳来中中和酸性污污水的方法法，使水质得到到大幅度的的改善，管管道设备腐腐蚀也得到到控制。但但同时带来另一一个新问题题：水质处处理中产生生大量的被被原油污染染了的以碳酸钙钙为主的固固体废渣，每每天多达)$ A *$ BBC 现在在已经堆积如山，无无法处理。不不仅占用了了大量土地地，而且污污染周围环环境，企业为为此每年需需交纳一定定金额的环环保罚款。本研究针对对某油田废废渣的化学学特性，采采用有机聚聚合物进行表面处理理，使表面面接枝

4、活性性有机基团团，从而制制得表面经经改性的碳酸钙钙无机填料料C 并用这这种改性填填料填充DDE 管管材F! G、DE 地地板革F# G等化化学建材制制品。制品品性能测试试表明，用用有机聚化学建材!#$%&( )*%(+%,- ./#0%(1摘要：采用用有机聚合合物对油田田工业废渣渣进行表面面处理，使使以无机碳碳酸钙为主主要成分的的该种废渣渣的表面得得以活化，成为表面改改性活性填填料。用这这种活性填填料填充DDE 管管材、DEE 塑料料地板革，填填充率加大大，制品的的性能有所所提高，达达到了废物利用和和环境保护护的双重目目的。关键词：苯苯丙聚合物物；表面改改性；填料料；环保中图分类号号：HI(#

5、) 文文献识别码码：# 对不同强强度水泥的的净浆流动动度均具有良好的适适应性。) 结论（!）以丙丙烯酸类衍衍生物及聚聚乙二醇单单醚为主要要原料，筛筛选出适宜的的催化剂及及合成条件件，制得了了聚乙二醇醇单醚% 丙烯酸酯类大分分子单体，较较佳的合成成方法为直直接酯化法法。（#）由大大分子单体体与丙烯酸酸类单体共共聚合制备备的新型聚聚羧酸类高效效减水剂（:D），对水泥具有高度的分散作用，且含长侧链的:D 优优于含短侧侧链的:DD。当:D# 的的掺加量为为$9 #*N、水灰灰比为$99 # 时，水泥泥净浆流动动度可达)$# ,。（)）在水水灰比为$9 # 时，:D 对水泥泥的最佳掺掺量为$9 !*N

6、A $9 )$N；掺掺加:D 的各类类型号的水水泥均具有有较大的流动度。当当:D# 的掺掺量为$99 !*NN A $9 #$N时，与与瑞士某公公司同类产品品的流动度度相当；当当掺量为$9 #*N A $9 )*N时，超超过EO:? 产品品的流动度度。参考文献：F !G ;.P33, ;99 +53383,.5 -11Q5BB1 3RR -S,.PB44TQ 441Q9 Q,QQ8B UU 3885TQBBQ3,331.BQQ1C !CC #$LL # VV )M 0 JJ A !$!9F #G 邓正刚，齐齐刚9 使用不不同水泥和和外加剂的的技术经济济比较9 建筑技术开发CC !C #*L *

7、M 0 )J % )99F )G 田培9 我国高高效减水剂剂生产现状状和发展方方向9 建筑技技术开发CC!CC #(LL &M 0 !$ % !#9F &G 洪仲苓9 化工有机机原料深加加工9 北京0 化学工工业出版社社，!J9表* :DD 对不不同水泥的的净浆流动动度的影响响水泥标号)# 9 * ; &# 99 * ;生产厂家华华润D 万鹰D? 华润D?减水剂类型型:D# EOO:? :D# EOO:? :D# EOO:?流动度V ,水灰比W $ 9 #* #J$ #J$ #* #& #J$ #*$水灰比W $ 9 # #J #J #) #$ )!$ #)万方数据!# $%& (&!) *+

8、, -& + . !合物改性油油田废渣制制造表面改改性碳酸钙钙填料，处处理工艺简简便，节约能能源，不对对环境造成成二次污染染（如再产产生废气、废废渣等），制造造出的化学学建材制品品性能符合合国家有关关标准。其其用途广泛，市场场潜力极大大。用聚合物工工艺处理工工业固体废废弃物，摈摈弃焚烧、掩掩埋等传统、落后后的处置方方法，是今今后国内、国国际处理工工业废弃物物的一个发展方方向和趋势势。! 试验!# ! 原材料$!%油田田工业废渣渣：河南中中原油田提提供，含水水率&(，黏稠膏状固体体；$&%改性性用苯丙乳乳液：山东东青州万利利化工有限限公司提供供，固含量)(，*+ 值, - ./$0%1223 树

9、脂脂：齐鲁石石化塑料厂厂提供；$)%活性性碳酸钙：市售。!# & 主要实验验仪器设备备双螺杆微粉粉混合机，常常州范群干干燥设备厂厂制造；456 77 !& 旋转闪蒸蒸干燥器，常常州范群干干燥设备厂厂制造；123 管管材挤出机机，济南方方信集团制制造；123 塑塑料地板革革生产线，济济南方信集集团制造；电子拉力机机：美国阿阿姆斯创公公司制造。!# 0 油田废渣渣的组成分分析油田废渣的的化学组成成见表!。由表! 可可以看出，此此种废渣以以无机碳酸酸钙为主要要成分，但是表面富富含有机碳碳氢化合物物（原油），是是先天复合合好的表面面有机活性化化的无机填填料。只是是由于这种种碳氢化合合物的活性性和极性不

10、够大大，用于高高分子制品品时，其表表面基团不不能和高分分子主链上的官官能团发生生化学键合合或极性吸吸附，因此此，其对高高分子制品的性性能提高贡贡献不大。但但经过带有有羧基的苯苯丙乳液表表面改性后，由由于羧基官官能团极性性较大，可可以和高分分子制品主主链上的羟基基或者酯基基等发生官官能团键合合或者极性性吸附，大大大增强了无机机填料在有有机高分子子制品中的的稳定性，同同时，也有有力克服了传传统的无机机填料填充充在有机高高分子制品品中时，易易引起的无机有机界面面的缺陷，带带给制品的的机械物理理、化学性性能的降低。!# ) 油田废渣渣表面改性性利用苯丙乳乳液对油田田废渣进行行表面改性性。具体方方法是：

11、在油田废渣渣中加入其其质量&(的苯丙丙乳液，于于混合机中中充分搅拌0 89: 后，进入入压滤机压压出水分，再再进入旋转转闪蒸干燥燥机内进行喷喷雾干燥，用用布袋收集集器收集达达到粒度要要求的干燥燥粉体，大颗颗粒粉体用用粉碎机粉粉碎至粒度度要求后装装袋、备用用。油田废渣改性性前、后的的; 光谱谱图见图!、图&。油田废废渣填料经经改性后的基基本性能见见表&。图! 油田田废渣改性性前的; 光谱图图图& 油田田废渣经苯苯丙乳液改改性后的;& =87!附近也也出现吸收收峰，这是典型的羧羧基的特征征吸收峰。由由此可见，经经苯丙乳液液改性后，填料的表面面极性基团团$羧基%增加，使使填料具备备了表面活活性和极性

12、，成为为可以用于于高分子制制品中的活活性填料。试试验发现，由由于原废渣表表面的原油油（碳氢化化合物）是是在用石灰灰乳中和酸酸性污水的处理理过程中吸吸附上去的的，也就是是在碳酸钙钙的形成过过程中自动吸附附上去的，因因此这种碳碳氢化合物物在碳酸钙钙无机物的的表面分布非非常均匀、密密实，且吸吸附量较大大。一般，用用有机物对对碳酸钙改性性根本达不不到如此高高的改性程程度。这层层碳氢化合合物虽然表面吸吸附较多，但但是由于本本身碳氢化化合物的极极性不够!#$%&( )*%(+%,- ./#0%(1 化化学建材表! 油田田废渣的化化学组成(无机物有机机物3?333? 559ABBCD5E? FF 3DD碳氢

13、氧化合物). # ) # .0 ! # ,00 G # 0! ! # ,G & # . # ,GG # 0& # & ! # 注：（!）本本废渣不含含CH、1I、3J 等有有毒有害离离子；（&）本废渣渣不含放射性元素素，适合于于制造建材材产品。表& 油田田废渣填料料经改性后后的基本性性能项目性能指指标粒度K 目目& - 0&G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体体万方数据! 新型建筑筑材料!#$ %塑料注射成成型机节电电降耗措施施简述化学建材!#$%&( )*%(+%,- ./#0%(1!强，直接使使用这种填填料效果不不好；而经经过带羧基基的

14、苯丙乳乳液再次对表面面的碳氢化化合物进行行改性，利利用碳氢化化合物和苯苯丙均是有机物物，容易相相互吸附反反应的特点点，使羧基基顺利键合合到或者吸附到到碳氢化合合物表面，最最后形成以以羧基为主主要极性基基团的改性碳碳酸钙活性性填料#以下简称称改性填料料$。! 改性填填料的应用用!% & 用于() 管材() 制制品中常使使用无机碳碳酸钙填料料以对其性性能进行增增强，同时起起到降低制制品成本的的目的。一一般普通碳碳酸钙在()硬质制品中中的填充率率为&*+ , !*+，不不能加入过过多，否则则，无机碳酸钙隔隔断了有机机高分子() 链链的相互键键合，在高高分子主链之间引起起较多的无无机有机界面面缺陷，使

15、使() 制品脆裂裂，在冲击应力力、液压和和扁平实验验中，均达达不到国标标要求。本本实验中使用的改改性填料，其其表面的有有机官能团团可以和() 主主链上的)- 官官能团接近近，不存在在界面缺陷陷，因此可可大大提高高() 制品的性能。我我们按照() 质质量的.+填充改改性填料，并并进行挤出试验。试试验结果表表明，当改改性填料填填充量达() 的的.+时，() 管材的的性能仍然然较好#见表.$。!% ! 用于() 塑料地地板革按表/ 的的配方，进进行改性填填料填充地地板革试验验，并与市市售的价格较较贵的活性性碳酸钙填填料进行对对比试验，对对所试制的的地板革的主主要性能进进行了测试试，测试结结果见表*。

16、由表* 可可见，采用用同样的填填充率，改改性填料在在() 塑料地板革中的的填充效果果非常接近近市售活性性碳酸钙00 两者性性能接近。据初步步估算，用用苯丙乳液液处理油田田工业废渣渣制造的改改性碳酸钙填料料，工业成成本仅为&/ 元元1 200 而市售售活性碳酸酸钙的价格为& 元1 2。显显然，改性性油田废渣渣碳酸钙的的价格要比比市售活性碳酸钙钙便宜得多多，这为大大力推广这这种价廉物物美的改性性填料奠定了较较好的基础础。. 结语采用苯丙乳乳液对油田田工业废渣渣进行表面面改性处理理，得到的改性碳酸酸钙填料，性性能接近市市售的活性性碳酸钙，且且价格低廉，经在() 管管材和() 地板板革制品中中应用，效

17、效果良好。该该材料有望大大量应用于于() 等化学建建材中，这这为解决油油田工业废渣和环境境保护提供供了一条新新路子。参考文献：3 &4 魏守铭，张张永祥% 利用工业业废渣作填填充剂制取取() 塑料制品品%内蒙古石油油化工，!，!5（/）：* 6 *&%3 !4 刘英俊% 碳酸钙在在塑料中的的应用现状状及进展% 中国非非金属矿工业导刊，!&，&7（&）：. 6 7%日本开发成成功新型烯烯烃系单液液型涂料新华社供本本刊稿据海海外媒体报报道，日本本89:;: 电电气公司最近成功功开发出了了适用于各各种=88 塑胶基基材和 塑胶基材，有良良好密着性性、耐药品品性和耐候候性的新型型烯烃系单单液型涂料。该

18、公司称，目目前市面上上还没有能能同时满足足=8 塑胶基材和 塑胶基材材需要的单单液型涂料料。而该公公司新开发发的这种产品可可同时涂布布=8、 塑胶胶，而且涂涂膜性能高高。89:;:?），耐老老化性能好好。由于该该产品外包包() 塑料，所所以不导电、不燃烧烧，完全符符合防火的的安全要求求。该产品品特别适用用于平开门窗、推推拉门窗、隔隔断和异型型门窗等。产产品投放市市场后，深受建建筑部门和和广大消费费者的青睐睐。#杨瑜$表. 填充充.+改性性填料的() 管管材性能项目测试结结果标准要要求测试依依据维卡软化温温度1 ? #5 AAB1 = ! 6 冲击应力（1 C 1 DE） % & #* % * AB . 6 拉伸屈服应应力1 FFG / #/* AAB1 = / 6 液压实验（! ?，& H， % /! FG）无渗漏无渗渗漏AB 5& 6 77扁平试验无无裂纹无裂裂纹压至外外径的& 1 ! 时观察表* 不同同填料的() 塑塑料地板革革主要性能能对比项目改性废废渣碳酸钙钙市售活性性碳酸钙拉伸强度11 FGG &/ % 7 &* % 断裂伸长率率1 + !* !/表/ () 塑料料地板革的的配方原料() 树脂增增塑剂稳定定剂颜料碳碳酸钙填料料质量份& ! * , 适适量/万方数据_