利用油田废渣制化学建材产品改性填料的应用研究

第一篇：利用油田废渣制化学建材产品改性填料的应用研究

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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!，#，赵春宾#，张志良#，贾海波#，李关宾!，陈立仁!

L!9 中国科学院兰州化学物理研究所，甘肃兰州J)$$$$；

#9 济南大学化工学院，山东济南#*$$##M

摘要：采用有机聚合物对油田工业废渣进行表面处理，使以无机碳酸钙为主要成分的该种废渣的表面得以活化，成为表面改性活性填料。用这种活性填料填充DE> 管材、DE> 塑料地板革，填充率加大，制品的性能有所提高，达到了

废物利用和环境保护的双重目的。

关键词：苯丙聚合物；表面改性；填料；环保

中图分类号：HI(#)文献识别码：< 文章编号：!$$!% J$#KL #$$)M $& % $$!“ % $)

·!” 新型建筑材料!“"#$ %

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利用油田废渣制化学建材

产品改性填料的应用研究

收稿日期：#$$# %!# % #&

作者简介：寿崇琦，男，!’()年出生，浙江绍兴人，副教授，硕士研究

生导师，博士研究生。地址：山东省济南市济微路!$(号，电话：

$*)!%((&!’’!，+ % ,-./0 12345671.8-9 53,。

$ 前言

针对国内部分油田产出的污水水质矿化度高、:;< 高、=#: 高、>?#

高及@= 值低的特点，为了从根本上控制污水水

质与回注水系统的严重腐蚀性，从!’’(年开始，我国部分油

田采用在污水处理中加入生石灰乳来中和酸性污水的方法，使水质得到大幅度的改善，管道设备腐蚀也得到控制。但同

时带来另一个新问题：水质处理中产生大量的被原油污染了的以碳酸钙为主的固体废渣，每天多达)$ A *$ BC 现在已经堆

积如山，无法处理。不仅占用了大量土地，而且污染周围环

境，企业为此每年需交纳一定金额的环保罚款。

本研究针对某油田废渣的化学特性，采用有机聚合物进

行表面处理，使表面接枝活性有机基团，从而制得表面经改

性的碳酸钙无机填料C 并用这种改性填料填充DE> 管材F!G、DE> 地板革F# G等化学建材制品。制品性能测试表明，用有机聚

化学建材!”#$%&’()*%(+%,-.’/#0%’(1

摘要：采用有机聚合物对油田工业废渣进行表面处理，使以无机碳酸钙为主要成分的该种废渣的表面得以活化，成为表面改性活性填料。用这种活性填料填充DE> 管材、DE> 塑料地板革，填充率加大，制品的性能有所提高，达到了

废物利用和环境保护的双重目的。

关键词：苯丙聚合物；表面改性；填料；环保

中图分类号：HI(#)文献识别码：< 文章编号：!$$!% J$#KL #$$)M $& % $$!“ % $)

寿崇琦!，#，赵春宾#，张志良#，贾海波#，李关宾!，陈立仁!

L!9 中国科学院兰州化学物理研究所，甘肃兰州J)$$$$；

#9 济南大学化工学院，山东济南#*$$##M

由表* 可知，:D>#” 对不同强度水泥的净浆流动度均具

有良好的适应性。)结论

（!）以丙烯酸类衍生物及聚乙二醇单醚为主要原料，筛

选出适宜的催化剂及合成条件，制得了聚乙二醇单醚% 丙烯

酸酯类大分子单体，较佳的合成方法为直接酯化法。

（#）由大分子单体与丙烯酸类单体共聚合制备的新型聚

羧酸类高效减水剂（:D>），对水泥具有高度的分散作用，且含

长侧链的:D> 优于含短侧链的:D>。当:D>#“ 的掺加量为

$9 #*N、水灰比为$9 #’ 时，水泥净浆流动度可达)$# 。

（））在水灰比为$9 #’ 时，:D> 对水泥的最佳掺量为

$9!*N A $9)$N；掺加:D> 的各类型号的水泥均具有较大的流动度。当:D>#” 的掺量为$9!*N A $9 #$N时，与瑞士某公

司同类产品的流动度相当；当掺量为$9 #*N A $9)*N时，超

过EO:>? 产品的流动度。

参考文献：

F!G;.P3,;9 +5383,.5-1@Q5B1 3R-S,.PB4TQ 41Q9 >Q,Q8B U >385TQBQ

>3,@31.BQ1C!’’“C #$L # V)M 0 ”J A!$!9

F #G 邓正刚，齐刚9 使用不同水泥和外加剂的技术经济比较9 建筑

技术开发C!’’“C #*L *M 0)J %)’9

F)G 田培9 我国高效减水剂生产现状和发展方向9 建筑技术开发C

!’’’C #(L &M 0!$ %!#9

F &G 洪仲苓9 化工有机原料深加工9 北京0 化学工业出版社，!’’J9

”

表* :D> 对不同水泥的净浆流动度的影响

水泥标号)# 9 *;&# 9 *;

生产厂家华润D·> 万鹰D·? 华润D·?

减水剂类型:D>#“ EO:>? :D>#” EO:>? :D>#“ EO:>?

流动度

V ，水灰比W $ 9 #* #J$ #J$ ##* ##& #J$ #*$

水灰比W $ 9 #’ #’J #’J ##)##$)!$ #”)

万方数据

!“# $%& ’(&!)*+, ”-& + ’.·!“·

合物改性油田废渣制造表面改性碳酸钙填料，处理工艺简

便，节约能源，不对环境造成二次污染（如再产生废气、废渣

等），制造出的化学建材制品性能符合国家有关标准。其用途

广泛，市场潜力极大。

用聚合物工艺处理工业固体废弃物，摈弃焚烧、掩埋等

传统、落后的处置方法，是今后国内、国际处理工业废弃物的一个发展方向和趋势。

!试验

!#!原材料

$!%油田工业废渣：河南中原油田提供，含水率&’(，黏

稠膏状固体；

$&%改性用苯丙乳液：山东青州万利化工有限公司提供，固含量)”(，*+ 值,0&G

含水率K(!’ # G

有机物含量K(&’

无机物含量K(.’

外观淡黄色粉末固体

万方数据

·!“· 新型建筑材料!”“#$ %

化学建材!”#$%&’()*%(+%,-.’/#0%’(1

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强，直接使用这种填料效果不好；而经过带羧基的苯丙乳液

再次对表面的碳氢化合物进行改性，利用碳氢化合物和苯丙

均是有机物，容易相互吸附反应的特点，使羧基顺利键合到

或者吸附到碳氢化合物表面，最后形成以羧基为主要极性基

团的改性碳酸钙活性填料#以下简称改性填料$。

!改性填料的应用

!% & 用于’()管材

’()制品中常使用无机碳酸钙填料以对其性能进行增

强，同时起到降低制品成本的目的。一般普通碳酸钙在’()硬质制品中的填充率为&*+ ,!*+，不能加入过多，否则，无 机碳酸钙隔断了有机高分子’()链的相互键合，在高分子主 链之间引起较多的无机—有机界面缺陷，使’()制品脆裂，在冲击应力、液压和扁平实验中，均达不到国标要求。本实验 中使用的改性填料，其表面的有机官能团可以和’()主链上 的)-官能团接近，不存在界面缺陷，因此可大大提高’()制 品的性能。我们按照’()质量的.“+填充改性填料，并进行 挤出试验。试验结果表明，当改性填料填充量达’()的.”+ 时，’()管材的性能仍然较好#见表.$。

!%!用于’()塑料地板革

按表/ 的配方，进行改性填料填充地板革试验，并与市

售的价格较贵的活性碳酸钙填料进行对比试验，对所试制的 地板革的主要性能进行了测试，测试结果见表*。

由表* 可见，采用同样的填充率，改性填料在’()塑料

地板革中的填充效果非常接近市售活性碳酸钙0 两者性能接近。据初步估算，用苯丙乳液处理油田工业废渣制造的改性 碳酸钙填料，工业成本仅为&/“ 元1 20 而市售活性碳酸钙的价 格为&”“" 元1 2。显然，改性油田废渣碳酸钙的价格要比市售 活性碳酸钙便宜得多，这为大力推广这种价廉物美的改性填 料奠定了较好的基础。

.结语

采用苯丙乳液对油田工业废渣进行表面改性处理，得到 的改性碳酸钙填料，性能接近市售的活性碳酸钙，且价格低 廉，经在’()管材和’()地板革制品中应用，效果良好。该 材料有望大量应用于’()等化学建材中，这为解决油田工业 废渣和环境保护提供了一条新路子。

参考文献：&4 魏守铭，张永祥% 利用工业废渣作填充剂制取’()塑料制品%

内蒙古石油化工，!”“"，!5（/）：*” 6 *&%!4 刘英俊% 碳酸钙在塑料中的应用现状及进展% 中国非金属矿

工业导刊，!“"&，&7（&）：.6 7%

”

日本开发成功新型烯烃系单液型涂料

新华社供本刊稿据海外媒体报道，日本89:;:< 电气公

司最近成功开发出了适用于各种=’8 塑胶基材和’’ 塑胶

基材，有良好密着性、耐药品性和耐候性的新型烯烃系单

液型涂料。

该公司称，目前市面上还没有能同时满足=’8 塑胶基

材和’’ 塑胶基材需要的单液型涂料。而该公司新开发的这种产品可同时涂布=’

8、’’ 塑胶，而且涂膜性能高。

89:;:< 电气公司表示，这种新型涂料不久便将正式供

应市场。

钢塑共挤节能保温门窗在山东面市

山东省龙口奥宇家居有限公司开发的钢塑共挤节能 保温门窗日前投入批量生产。该门窗是采用结皮微发泡 ’()塑料与钢衬共挤成型的异型材组装而成。与传统材料 门窗相比，其保温节能性能高，耐温范围广（在6.“ , >” ?），耐老化性能好。由于该产品外包’()塑料，所以不导 电、不燃烧，完全符合防火的安全要求。该产品特别适用于平开门窗、推拉门窗、隔断和异型门窗等。产品投放市场 后，深受建筑部门和广大消费者的青睐。

#杨瑜$

表.填充.“+改性填料的’()管材性能

项目测试结果标准要求测试依据

维卡软化温度1 ? @” #>5 AB1 = @@“!6 @@

冲击应力（1 C 1 DE!）@ % & #* % * AB.@”@ 6 @@ 拉伸屈服应力1 F’G /> #/* AB1 = @@“/ 6 @@

液压实验（!” ?，& H，“ % /!F’G）

无渗漏无渗漏AB 5&&& 6 7”

扁平试验无裂纹无裂纹压至外径的& 1!时观察

表* 不同填料的’()塑料地板革主要性能对比

项目改性废渣碳酸钙市售活性碳酸钙

拉伸强度1 F’G &/ % 7 &* % “

断裂伸长率1 +!**!>/

表/ ’()塑料地板革的配方

原料’()树脂增塑剂稳定剂颜料碳酸钙填料

质量份&”“!” * , > 适量/"

万方数据__