利用油田廢渣制化學建材產(chǎn)品改性填料的應(yīng)用研究

1、qikanperiodical.articlesxxjzclxxjz20030304pdf030407.pdf利用油田廢渣制化學建材產(chǎn)品改性填料的應(yīng)用研究壽崇琦!，#，趙春春賓#，張志志良#，賈海海波#，李關(guān)關(guān)賓!，陳立立仁!L !9 中國科科學院蘭蘭州化學學物理研研究所，甘甘肅蘭州州J)$；#9 濟南南大學化化工學院院，山東東濟南#*$#MM摘要：采用用有機聚聚合物對對油田工工業(yè)廢渣渣進行表表面處理理，使以以無機碳碳酸鈣為為主要成成分的該該種廢渣渣的表面面得以活活化，成為表面改改性活性性填料。用用這種活活性填料料填充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、，達達到了廢物利用和和環(huán)境保保護的雙雙重目的的。關(guān)鍵詞：苯苯丙聚合合物；表表面改性性；填料料；環(huán)保保中圖分類號號：HII(#) 文獻獻識別碼碼： 文章編編號：!$! % J$#KL #$)M $& % $! % $)! 新新型建筑筑材料!#$ %!利用油田廢廢渣制化化學建材材產(chǎn)品改性填填料的應(yīng)應(yīng)用研究究收稿日期：#$# % !# % #&作者簡介：壽崇琦琦，男，!() 年出生，浙江紹興人，副教授，碩士研究生導師，博博士研究究生。地地址：山山東省濟濟南市濟濟微路!$( 號，電電話：$*)! % (&!，+ % ,-./00 12234556711.8-9 553,。$ 前言針對國內(nèi)部部分油田田產(chǎn)

3、出的的污水水水質(zhì)礦化化度高、:;?#高及= 值低的的特點，為為了從根根本上控控制污水水水質(zhì)與回注水水系統(tǒng)的的嚴重腐腐蝕性，從從!( 年年開始，我我國部分分油田采用在污污水處理理中加入入生石灰灰乳來中中和酸性性污水的的方法，使水質(zhì)得到到大幅度度的改善善，管道道設(shè)備腐腐蝕也得得到控制制。但同同時帶來另一一個新問問題：水水質(zhì)處理理中產(chǎn)生生大量的的被原油油污染了了的以碳酸鈣鈣為主的的固體廢廢渣，每每天多達達)$ A *$ BBC 現(xiàn)現(xiàn)在已經(jīng)經(jīng)堆積如山，無無法處理理。不僅僅占用了了大量土土地，而而且污染染周圍環(huán)環(huán)境，企業(yè)為為此每年年需交納納一定金金額的環(huán)環(huán)保罰款款。本研究針對對某油田田廢渣的的化學特特性

4、，采采用有機機聚合物物進行表面處理理，使表表面接枝枝活性有有機基團團，從而而制得表表面經(jīng)改改性的碳酸鈣鈣無機填填料C 并用這這種改性性填料填填充DEE 管管材F! G、DE 地地板革FF# GG等化學學建材制制品。制制品性能能測試表表明，用用有機聚聚化學建材!#$%&( )*%(+%,- ./#0%(1摘要：采用用有機聚聚合物對對油田工工業(yè)廢渣渣進行表表面處理理，使以以無機碳碳酸鈣為為主要成成分的該該種廢渣渣的表面面得以活活化，成為表面改改性活性性填料。用用這種活活性填料料填充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，達達到了廢物利用和和環(huán)境保保護的雙雙重目

5、的的。關(guān)鍵詞：苯苯丙聚合合物；表表面改性性；填料料；環(huán)保保中圖分類號號：HII(#) 文獻獻識別碼碼：# 對對不同強強度水泥泥的凈漿漿流動度度均具有良好的適適應(yīng)性。) 結(jié)論（!）以丙丙烯酸類類衍生物物及聚乙乙二醇單單醚為主主要原料料，篩選出適宜的的催化劑劑及合成成條件，制制得了聚聚乙二醇醇單醚% 丙烯烯酸酯類大分分子單體體，較佳佳的合成成方法為為直接酯酯化法。（#）由大大分子單單體與丙丙烯酸類類單體共共聚合制制備的新新型聚羧酸類高效效減水劑劑（:DD），對對水泥具具有高度度的分散散作用，且且含長側(cè)鏈的:D 優(yōu)于含含短側(cè)鏈鏈的:DD。當當:D# 的摻加加量為$9 #*N、水水灰比為為$9 # 時

6、，水水泥凈漿漿流動度度可達)$# ,。（)）在水水灰比為為$9 # 時，:DD 對對水泥的的最佳摻摻量為$9 !*N AA $99 )$N；摻摻加:DD 的的各類型型號的水水泥均具具有較大大的流動度。當當:D# 的摻量量為$99 !*N AA $99 #$N時，與與瑞士某某公司同類產(chǎn)品品的流動動度相當當；當摻摻量為$9 #*N A $9 )*N時時，超過EO:? 產(chǎn)產(chǎn)品的流流動度。參考文獻：F !G ;.PP3, ;9 +53383,.5 -1Q5BB1 33R -S,.PB44TQ 41QQ9 Q,QQ8B U 3855TQBBQ3,331.BBQ1CC !CC #$L # V )M 0 J

7、 AA !$!9F #G 鄧正剛剛，齊剛剛9 使用用不同水水泥和外外加劑的的技術(shù)經(jīng)經(jīng)濟比較較9 建筑筑技術(shù)開發(fā)CC !CC #*L *M 00 )JJ % )99F )G 田培9 我國高高效減水水劑生產(chǎn)產(chǎn)現(xiàn)狀和和發(fā)展方方向9 建筑技技術(shù)開發(fā)發(fā)C!CC #(L &M 00 !$ % !#99F &G 洪仲苓苓9 化工工有機原原料深加加工9 北京0 化學工工業(yè)出版版社，!JJ9表* :DD 對對不同水水泥的凈凈漿流動動度的影影響水泥標號)# 99 * ; 生產(chǎn)廠家華華潤D 萬鷹鷹D? 華潤潤D?減水劑類型型:D# EO:? :D# EO:? :D# EO:?流動度V ,水灰比W $ 99 #* #

8、JJ$ #J$ #* #& #J$ #*$水灰比W $ 99 # #J #J #) #$ )!$ #)萬方數(shù)據(jù)!# $%& (&!) *+, -& + . !合物改性油油田廢渣渣制造表表面改性性碳酸鈣鈣填料，處處理工藝藝簡便，節(jié)約能能源，不不對環(huán)境境造成二二次污染染（如再再產(chǎn)生廢廢氣、廢廢渣等），制造造出的化化學建材材制品性性能符合合國家有有關(guān)標準準。其用用途廣泛，市場場潛力極極大。用聚合物工工藝處理理工業(yè)固固體廢棄棄物，擯擯棄焚燒燒、掩埋埋等傳統(tǒng)、落后后的處置置方法，是是今后國國內(nèi)、國國際處理理工業(yè)廢廢棄物的的一個發(fā)展方方向和趨趨勢。! 試驗!# ! 原材料料$!%油田田工業(yè)廢廢渣：河河南中

9、原原油田提提供，含含水率&(，黏黏稠膏狀固體體；$&%改性性用苯丙丙乳液：山東青青州萬利利化工有有限公司司提供，固含量)(，*+ 值, - ./$0%1223 樹樹脂：齊齊魯石化化塑料廠廠提供；$)%活性性碳酸鈣鈣：市售售。!# & 主要實實驗儀器器設(shè)備雙螺桿微粉粉混合機機，常州州范群干干燥設(shè)備備廠制造造；456 77 !& 旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)閃蒸干干燥器，常常州范群群干燥設(shè)設(shè)備廠制制造；123 管管材擠出出機，濟濟南方信信集團制制造；123 塑塑料地板板革生產(chǎn)產(chǎn)線，濟濟南方信信集團制制造；電子拉力機機：美國國阿姆斯斯創(chuàng)公司司制造。!# 0 油田廢廢渣的組組成分析析油田廢渣的的化學組組成見表表!。由表!

10、可可以看出出，此種種廢渣以以無機碳碳酸鈣為為主要成成分，但是表面富富含有機機碳氫化化合物（原原油），是是先天復復合好的的表面有機活性化化的無機機填料。只只是由于于這種碳碳氫化合合物的活活性和極性不夠大大，用于于高分子子制品時時，其表表面基團團不能和和高分子子主鏈上的官官能團發(fā)發(fā)生化學學鍵合或或極性吸吸附，因因此，其其對高分分子制品的性性能提高高貢獻不不大。但但經(jīng)過帶帶有羧基基的苯丙丙乳液表表面改性后，由由于羧基基官能團團極性較較大，可可以和高高分子制制品主鏈上的羥基基或者酯酯基等發(fā)發(fā)生官能能團鍵合合或者極極性吸附附，大大大增強了無機機填料在在有機高高分子制制品中的的穩(wěn)定性性，同時時，也有有力克

11、服了傳傳統(tǒng)的無無機填料料填充在在有機高高分子制制品中時時，易引引起的無機有機界界面的缺缺陷，帶帶給制品品的機械械物理、化化學性能的降低。!# ) 油田廢廢渣表面面改性利用苯丙乳乳液對油油田廢渣渣進行表表面改性性。具體體方法是是：在油田廢渣渣中加入入其質(zhì)量量&(的苯丙丙乳液，于于混合機機中充分分攪拌0 89: 后，進進入壓濾濾機壓出出水分，再再進入旋旋轉(zhuǎn)閃蒸蒸干燥機內(nèi)進行噴噴霧干燥燥，用布布袋收集集器收集集達到粒粒度要求求的干燥燥粉體，大顆顆粒粉體體用粉碎碎機粉碎碎至粒度度要求后后裝袋、備備用。油油田廢渣改性性前、后后的; 光譜譜圖見圖圖!、圖&。油田田廢渣填填料經(jīng)改性后的基基本性能能見表&。圖

12、! 油田田廢渣改改性前的的; 光譜圖圖圖& 油田田廢渣經(jīng)經(jīng)苯丙乳乳液改性性后的;& =877!附近近也出現(xiàn)現(xiàn)吸收峰峰，這是典型的羧羧基的特特征吸收收峰。由由此可見見，經(jīng)苯苯丙乳液液改性后后，填料的表面面極性基基團$羧基%增加，使使填料具具備了表表面活性性和極性，成為為可以用用于高分分子制品品中的活活性填料料。試驗驗發(fā)現(xiàn)，由由于原廢渣表表面的原原油（碳碳氫化合合物）是是在用石石灰乳中中和酸性性污水的處理理過程中中吸附上上去的，也也就是在在碳酸鈣鈣的形成成過程中自動吸附附上去的的，因此此這種碳碳氫化合合物在碳碳酸鈣無無機物的的表面分布非非常均勻勻、密實實，且吸吸附量較較大。一一般，用用有機物物對碳

13、酸鈣改性性根本達達不到如如此高的的改性程程度。這這層碳氫氫化合物物雖然表面吸吸附較多多，但是是由于本本身碳氫氫化合物物的極性性不夠!#$%&( )*%(+%,- ./#00%(1 化化學建材材表! 油田田廢渣的的化學組組成(無機物有機機物3?333? 59ABCD5E? FF 33D碳氫氧化合物). # ) # .00 ! # ,0 GG # 0! ! # ,GG & # . # ,G # 0& # & ! # 注：（!）本本廢渣不不含CHH、1I、3J 等有毒毒有害離離子；（&）本廢渣不含放射性元素素，適合合于制造造建材產(chǎn)產(chǎn)品。表& 油田田廢渣填填料經(jīng)改改性后的的基本性性能項目性能指指標粒度

14、K 目目& - 0&GG含水率K ( ! # G有機物含量量K ( &無機物含量量K ( .外觀淡黃色色粉末固固體萬方數(shù)據(jù)! 新型建建筑材料料!#$ %塑料注射成成型機節(jié)節(jié)電降耗耗措施簡簡述化學建材!#$%&( )*%(+%,- ./#0%(1!強，直接使使用這種種填料效效果不好好；而經(jīng)經(jīng)過帶羧羧基的苯苯丙乳液液再次對表面面的碳氫氫化合物物進行改改性，利利用碳氫氫化合物物和苯丙丙均是有機物物，容易易相互吸吸附反應(yīng)應(yīng)的特點點，使羧羧基順利利鍵合到到或者吸附到到碳氫化化合物表表面，最最后形成成以羧基基為主要要極性基基團的改性碳碳酸鈣活活性填料料#以下簡簡稱改性性填料$。! 改性填填料的應(yīng)應(yīng)用!%

15、& 用于() 管管材() 制制品中常常使用無無機碳酸酸鈣填料料以對其其性能進進行增強，同時起起到降低低制品成成本的目目的。一一般普通通碳酸鈣鈣在()硬質(zhì)制品中中的填充充率為&*+ , !*+，不不能加入入過多，否否則，無無機碳酸鈣隔隔斷了有有機高分分子() 鏈鏈的相互互鍵合，在在高分子子主鏈之間引起起較多的的無機有機界界面缺陷陷，使() 制品脆脆裂，在沖擊應(yīng)力力、液壓壓和扁平平實驗中中，均達達不到國國標要求求。本實實驗中使用的改改性填料料，其表表面的有有機官能能團可以以和() 主主鏈上的)- 官官能團接接近，不不存在界界面缺陷陷，因此此可大大大提高() 制品的性能。我我們按照照() 質(zhì)量量的.

16、+填充充改性填填料，并并進行擠出試驗。試試驗結(jié)果果表明，當當改性填填料填充充量達() 的.+時，() 管材材的性能能仍然較較好#見表.$。!% ! 用于() 塑塑料地板板革按表/ 的的配方，進進行改性性填料填填充地板板革試驗驗，并與與市售的價格較較貴的活活性碳酸酸鈣填料料進行對對比試驗驗，對所所試制的的地板革的主主要性能能進行了了測試，測測試結(jié)果果見表*。由表* 可可見，采采用同樣樣的填充充率，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鈣鈣0 兩者者性能接接近。據(jù)初步步估算，用用苯丙乳乳液處理理油田工工業(yè)廢渣渣制造的的改性碳酸鈣填料料，工業(yè)業(yè)成本僅僅為&/ 元元

17、1 220 而而市售活活性碳酸酸鈣的價價格為& 元元1 22。顯然然，改性性油田廢廢渣碳酸酸鈣的價價格要比比市售活性碳酸鈣鈣便宜得得多，這這為大力力推廣這這種價廉廉物美的的改性填填料奠定了較較好的基基礎(chǔ)。. 結(jié)語采用苯丙乳乳液對油油田工業(yè)業(yè)廢渣進進行表面面改性處處理，得得到的改性碳酸酸鈣填料料，性能能接近市市售的活活性碳酸酸鈣，且且價格低低廉，經(jīng)在() 管材和和() 地板板革制品品中應(yīng)用用，效果果良好。該該材料有望大大量應(yīng)用用于() 等等化學建建材中，這這為解決決油田工工業(yè)廢渣和環(huán)境境保護提提供了一一條新路路子。參考文獻：3 &4 魏守銘銘，張永永祥% 利用工工業(yè)廢渣渣作填充充劑制取取() 塑

18、料料制品%內(nèi)蒙古石油油化工，!，!5（/）：* 6 *&%3 !4 劉英俊俊% 碳酸酸鈣在塑塑料中的的應(yīng)用現(xiàn)現(xiàn)狀及進進展% 中國非非金屬礦礦工業(yè)導刊，!&，&7（&）：. 6 7%日本開發(fā)成成功新型型烯烴系系單液型型涂料新華社供本本刊稿據(jù)據(jù)海外媒媒體報道道，日本本89:;: 電氣氣公司最近成功功開發(fā)出出了適用用于各種種=88 塑膠膠基材和和 塑膠基材，有良良好密著著性、耐耐藥品性性和耐候候性的新新型烯烴烴系單液型涂料。該公司稱，目目前市面面上還沒沒有能同同時滿足足=88 塑膠膠基材和 塑膠基基材需要要的單液液型涂料料。而該該公司新新開發(fā)的的這種產(chǎn)品可可同時涂涂布=8、 塑膠，而而且涂膜膜性能高高。89:;:?），耐老老化性能能好。由由于該產(chǎn)產(chǎn)品外包包() 塑料料，所以以不導電、不燃燒燒，完全全符合防防火的安安全要求求。該產(chǎn)產(chǎn)品特別別適用于于平開門窗、推推拉門窗窗、隔斷斷和異型型門窗等等。產(chǎn)品品投放市市場后，深受建建筑部門門和廣大大消費者者的青睞睞。#楊瑜$表. 填充充.+改性填填料的() 管材性性能項目測試結(jié)結(jié)果標準準要求測測試依據(jù)據(jù)維卡軟化溫溫度1 ? #5