CN110982302A - 一种用于橡胶填料的复合改性尘泥窑渣超微粉及其制备方法 - Google Patents

一种用于橡胶填料的复合改性尘泥窑渣超微粉及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110982302A
CN110982302A CN201911043589.2A CN201911043589A CN110982302A CN 110982302 A CN110982302 A CN 110982302A CN 201911043589 A CN201911043589 A CN 201911043589A CN 110982302 A CN110982302 A CN 110982302A
Authority
CN
China
Prior art keywords
kiln slag
dust mud
composite
mud kiln
active agent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911043589.2A
Other languages
English (en)
Inventor
龙红明
张�浩
李凯
温业云
刘文斌
黄权
魏汝飞
刘自民
王凯祥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui University of Technology AHUT
Original Assignee
Anhui University of Technology AHUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui University of Technology AHUT filed Critical Anhui University of Technology AHUT
Priority to CN201911043589.2A priority Critical patent/CN110982302A/zh
Publication of CN110982302A publication Critical patent/CN110982302A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/28—Compounds of silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K13/00—Use of mixtures of ingredients not covered by one single of the preceding main groups, each of these compounds being essential
    • C08K13/06—Pretreated ingredients and ingredients covered by the main groups C08K3/00 - C08K7/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/36—Silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/22—Expanded, porous or hollow particles
    • C08K7/24—Expanded, porous or hollow particles inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/22—Expanded, porous or hollow particles
    • C08K7/24—Expanded, porous or hollow particles inorganic
    • C08K7/26—Silicon- containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/02—Ingredients treated with inorganic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/10—Encapsulated ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/006—Combinations of treatments provided for in groups C09C3/04 - C09C3/12
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/04—Physical treatment, e.g. grinding, treatment with ultrasonic vibrations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/06—Treatment with inorganic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/08—Treatment with low-molecular-weight non-polymer organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/12—Treatment with organosilicon compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/14—Pore volume
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/16—Pore diameter
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/22—Rheological behaviour as dispersion, e.g. viscosity, sedimentation stability
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2206—Oxides; Hydroxides of metals of calcium, strontium or barium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2265—Oxides; Hydroxides of metals of iron
    • C08K2003/2272—Ferric oxide (Fe2O3)

Abstract

本发明公开了一种用于橡胶填料的复合改性尘泥窑渣超微粉及其制备方法，属于冶金固废资源循环利用领域。该配方包括复合助磨‑造孔改性剂、复合表面改性活性剂、水、尘泥窑渣。本发明解决了现有橡胶工业主要填料炭黑和白炭黑的价格较高，并且生产污染环境的问题；尘泥窑渣作为固体废弃物不仅难以利于，而且利用附加值低的问题；尘泥窑渣中铁元素高导致其易磨性差的问题；以及尘泥窑渣属于无机物，其替代炭黑和白炭黑后直接加入橡胶中不仅极易发生团聚，而且尘泥窑渣与橡胶呈现无机界面‑有机界面相容性较差的问题。不仅解决了橡胶工业主要填料炭黑和白炭黑的价格较高，而且实现了冶金废料的循环利用，促进了企业增效、橡胶制品行业降成本，符合当前节能环保、循环经济的产业发展要求。

Description

一种用于橡胶填料的复合改性尘泥窑渣超微粉及其制备方法
技术领域
本发明属于冶金固废资源循环利用领域，具体涉及一种用于橡胶填料的复合改性尘泥窑 渣超微粉及其制备方法。
背景技术
尘泥窑渣是氧化锌回转窑处理含锌中间物料后产生的冶金固废，其主要化学成分为Fe2O3、 CaO、SiO2，呈现碱性。目前尘泥窑渣的大量露天堆存，不仅占用宝贵土地，而且对周围环 境和地下水造成污染。因此，如何大规模、高效的利用尘泥窑渣，实现环境减负，企业增效， 是一个迫切需要解决的问题。
橡胶作为广泛应用的聚合物材料，其在制备加工过程中需要大量使用填料以改善其的力 学性能、加工性能和填充增容。目前常用的橡胶填料主要包括炭黑(8000元/吨)、白炭黑(6000 元/吨)等，但是炭黑与白炭黑的生产不仅工艺繁杂，而且需要消耗大量能源和资源，导致成 本较高。面对上述问题，尘泥窑渣是具有SiO2-CaO体系的碱性物质，其利用含有的Fe2O3、 CaO、SiO2等成分发挥补强作用，实现冶金废料的循环利用，促进企业增效、橡胶制品行业 降成本。
发明内容
为了解决现有橡胶工业主要填料炭黑和白炭黑的价格较高，并且生产污染环境的问题； 尘泥窑渣作为固体废弃物不仅难以利于，而且利用附加值低的问题；尘泥窑渣中铁元素高导 致其易磨性差的问题；以及尘泥窑渣属于无机物，其替代炭黑和白炭黑后直接加入橡胶中不 仅极易发生团聚，而且尘泥窑渣与橡胶呈现无机界面-有机界面相容性较差的问题。本发明提 供了一种用于橡胶填料的复合改性尘泥窑渣超微粉，以期解决以上问题。
本发明是通过以下技术方案予以实现的。
本发明提供了一种用于橡胶填料的复合改性尘泥窑渣超微粉，其特征在于，其组分包括 复合助磨-造孔改性剂、复合表面改性活性剂、水和尘泥窑渣，其中复合助磨-造孔改性剂包 括三乙醇胺、无水乙醇和磷酸溶液；复合表面改性活性剂包括硬脂酸和硅烷偶联剂KH560； 按重量百分比计，所述尘泥窑渣加入量与复合助磨-造孔改性剂加入量之比为21.25:1～95:1； 所述尘泥窑渣加入量与复合表面改性活性剂之比为28.34:1～95:1。
优选地，按重量百分比计，所述复合改性尘泥窑渣超微粉组成如下：
Figure RE-GDA0002384362590000011
Figure RE-GDA0002384362590000021
优选地，所使用的尘泥窑渣的元素含量分别为：Fe为26.60％、Zn为2.56％、Si为9.31％、 Al为6.05％、Ca为10.31％、S为3.42％、Na为1.59％、Mg为1.87％、Mn为1.21％、O为37.08％。
优选地，所述复合助磨-造孔改性剂中三乙醇胺和无水乙醇均为分析纯，三乙醇胺、无水 乙醇和磷酸溶液的质量比5:4:1～1:1:1，所述磷酸溶液的质量分数为70％～90％。
优选地，所述复合表面改性活性剂中硬脂酸和硅烷偶联剂KH560均为工业纯，硬脂酸和 硅烷偶联剂KH560的质量比1:1～1:3，
优选地，其中；所述水为去离子水。
优选地，所使用的尘泥窑渣粒径小于5mm。
本发明的一种用于橡胶填料的复合改性尘泥窑渣超微粉的制备方法，包括如下步骤：
(1)将复合助磨-造孔改性剂装入压力为2Bar～5Bar的压力式喷雾器中，利用压力喷雾 技术将复合助磨-造孔改性剂均匀喷洒于尘泥窑渣表面后，利用行星球磨机在常温下对其进行 粉磨，其转速为600r/min～900r/min、时间为60min～90min，得到细度小于500目的改性尘泥 窑渣微粉；
(2)将复合表面改性活性剂与水进行混合，利用超声波分散器在常温下对其进行分散， 其功率为500W～800W、时间为60min～90min，得到复合表面改性活性剂溶液；
(3)将复合表面改性活性剂溶液装入压力为2Bar～5Bar的压力式喷雾器中，利用压力喷 雾技术将复合表面改性活性剂溶液均匀喷洒于细度小于500目的改性尘泥窑渣微粉表面后， 利用行星球磨机在常温下对其进行搅拌，其转速为300r/min～500r/min、时间为180min～240min， 得到细度小于500目的复合改性尘泥窑渣超微粉。
本发明的科学原理：
(1)利用压力式喷雾器将复合助磨-造孔改性剂、复合表面改性活性剂分别喷洒于尘泥 窑渣表面、改性尘泥窑渣微粉表面，以提高复合助磨-造孔改性剂、复合表面改性活性剂在尘 泥窑渣、改性尘泥窑渣微粉中的分散性，有利于性能的提高。
(2)利用复合助磨-造孔改性剂中三乙醇胺中无水乙醇具有的表面活性剂分子，在待磨 尘泥窑渣表面形成一个单分子吸附薄膜，在粉碎过程中尘泥窑渣发生断裂，在其断裂面上产 生的游离电价键与复合助磨-造孔改性剂提供的离子或分子进行中和，以达到消除或减弱改性 尘泥窑渣微粉的聚集趋势，以及阻止断裂面复合。
(3)利用复合助磨-造孔改性剂中磷酸溶液对尘泥窑渣进行造孔，形成多孔结构，提高 改性尘泥窑渣微粉的比表面积、孔体积和孔径，从而提高改性尘泥窑渣微粉与橡胶的接触面 积，达到补强的效果。
(4)利用表面改性剂中硬脂酸和硅烷偶联剂KH560在复合改性尘泥窑渣超微粉表面均 形成有机包裹层，降低复合改性尘泥窑渣超微粉的团聚，提高复合改性尘泥窑渣超微粉的分 散效果，以达到与橡胶良好相容性的目的。
(5)由于尘泥窑渣是具有SiO2-CaO体系的碱性物质，填充于橡胶中，可以加快硫化速 度。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
1、本发明解决了现有橡胶工业主要填料炭黑和白炭黑的价格较高，并且生产污染环境的 问题；尘泥窑渣作为固体废弃物不仅难以利于，而且利用附加值低的问题；尘泥窑渣中铁元 素高导致其易磨性差的问题；以及尘泥窑渣属于无机物，其替代炭黑和白炭黑后直接加入橡 胶中不仅极易发生团聚，而且尘泥窑渣与橡胶呈现无机界面-有机界面相容性较差的问题。
2、本发明利用复合改性尘泥窑渣超微粉作为橡胶填料，不仅解决了橡胶工业主要填料炭 黑和白炭黑的价格较高，而且实现了冶金废料的循环利用，促进了企业增效、橡胶制品行业 降成本，符合当前节能环保、循环经济的产业发展要求。
具体实施方式
以下结合具体实施例详述本发明，但本发明不局限于下述实施例。
实施例1
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure RE-GDA0002384362590000031
所述复合助磨-造孔改性剂为三乙醇胺、无水乙醇和磷酸溶液的混合物，三乙醇胺、无水 乙醇和磷酸溶液的质量比3:1:1，其中三乙醇胺和无水乙醇均为分析纯、磷酸溶液的质量分数 为85％；所述复合表面改性活性剂为硬脂酸和硅烷偶联剂KH560的混合物，硬脂酸和硅烷偶 联剂KH560的质量比1:1，其中硬脂酸和硅烷偶联剂KH560均为工业纯；所述水为去离子水； 所述尘泥窑渣的元素含量：Fe为26.60％、Zn为2.56％、Si为9.31％、Al为6.05％、Ca为10.31％、 S为3.42％、Na为1.59％、Mg为1.87％、Mn为1.21％、O为37.08％，其粒径小于5mm。
(1)将复合助磨-造孔改性剂装入压力为2Bar的压力式喷雾器中，利用压力喷雾技术将 复合助磨-造孔改性剂均匀喷洒于尘泥窑渣表面后，利用行星球磨机在常温下对其进行粉磨， 其转速为900r/min、时间为70min，得到细度小于500目的改性尘泥窑渣微粉。
(2)将复合表面改性活性剂与水进行混合，利用超声波分散器在常温下对其进行分散， 其功率为600W、时间为80min，得到复合表面改性活性剂溶液。
(3)将复合表面改性活性剂溶液装入压力为5Bar的压力式喷雾器中，利用压力喷雾技 术将复合表面改性活性剂溶液均匀喷洒于细度小于500目的改性尘泥窑渣微粉表面后，利用 行星球磨机在常温下对其进行搅拌，其转速为300r/min、时间为180min，得到细度小于500 目的复合改性尘泥窑渣超微粉。
实施例2
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure RE-GDA0002384362590000041
所述复合助磨-造孔改性剂为三乙醇胺、无水乙醇和磷酸溶液的混合物，三乙醇胺、无水 乙醇和磷酸溶液的质量比1:1:1，其中三乙醇胺和无水乙醇均为分析纯、磷酸溶液的质量分数 为70％；所述复合表面改性活性剂为硬脂酸和硅烷偶联剂KH560的混合物，硬脂酸和硅烷偶 联剂KH560的质量比1:3，其中硬脂酸和硅烷偶联剂KH560均为工业纯；所述水为去离子水； 所述尘泥窑渣的元素含量：Fe为26.60％、Zn为2.56％、Si为9.31％、Al为6.05％、Ca为10.31％、 S为3.42％、Na为1.59％、Mg为1.87％、Mn为1.21％、O为37.08％，其粒径小于5mm。
(1)将复合助磨-造孔改性剂装入压力为3Bar的压力式喷雾器中，利用压力喷雾技术将 复合助磨-造孔改性剂均匀喷洒于尘泥窑渣表面后，利用行星球磨机在常温下对其进行粉磨， 其转速为600r/min、时间为90min，得到细度小于500目的改性尘泥窑渣微粉。
(2)将复合表面改性活性剂与水进行混合，利用超声波分散器在常温下对其进行分散， 其功率为700W、时间为60min，得到复合表面改性活性剂溶液。
(3)将复合表面改性活性剂溶液装入压力为3Bar的压力式喷雾器中，利用压力喷雾技 术将复合表面改性活性剂溶液均匀喷洒于细度小于500目的改性尘泥窑渣微粉表面后，利用 行星球磨机在常温下对其进行搅拌，其转速为500r/min、时间为220min，得到细度小于500 目的复合改性尘泥窑渣超微粉。
实施例3
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure RE-GDA0002384362590000051
所述复合助磨-造孔改性剂为三乙醇胺、无水乙醇和磷酸溶液的混合物，三乙醇胺、无水 乙醇和磷酸溶液的质量比3:2:1，其中三乙醇胺和无水乙醇均为分析纯、磷酸溶液的质量分数 为90％；所述复合表面改性活性剂为硬脂酸和硅烷偶联剂KH560的混合物，硬脂酸和硅烷偶 联剂KH560的质量比1:2，其中硬脂酸和硅烷偶联剂KH560均为工业纯；所述水为去离子水； 所述尘泥窑渣的元素含量：Fe为26.60％、Zn为2.56％、Si为9.31％、Al为6.05％、Ca为10.31％、 S为3.42％、Na为1.59％、Mg为1.87％、Mn为1.21％、O为37.08％，其粒径小于5mm。
(1)将复合助磨-造孔改性剂装入压力为5Bar的压力式喷雾器中，利用压力喷雾技术将 复合助磨-造孔改性剂均匀喷洒于尘泥窑渣表面后，利用行星球磨机在常温下对其进行粉磨， 其转速为700r/min、时间为60min，得到细度小于500目的改性尘泥窑渣微粉。
(2)将复合表面改性活性剂与水进行混合，利用超声波分散器在常温下对其进行分散， 其功率为800W、时间为90min，得到复合表面改性活性剂溶液。
(3)将复合表面改性活性剂溶液装入压力为4Bar的压力式喷雾器中，利用压力喷雾技 术将复合表面改性活性剂溶液均匀喷洒于细度小于500目的改性尘泥窑渣微粉表面后，利用 行星球磨机在常温下对其进行搅拌，其转速为400r/min、时间为240min，得到细度小于500 目的复合改性尘泥窑渣超微粉。
实施例4
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure RE-GDA0002384362590000052
所述复合助磨-造孔改性剂为三乙醇胺、无水乙醇和磷酸溶液的混合物，三乙醇胺、无水 乙醇和磷酸溶液的质量比2:1:1，其中三乙醇胺和无水乙醇均为分析纯、磷酸溶液的质量分数 为75％；所述复合表面改性活性剂为硬脂酸和硅烷偶联剂KH560的混合物，硬脂酸和硅烷偶 联剂KH560的质量比1:1，其中硬脂酸和硅烷偶联剂KH560均为工业纯；所述水为去离子水； 所述尘泥窑渣的元素含量：Fe为26.60％、Zn为2.56％、Si为9.31％、Al为6.05％、Ca为10.31％、 S为3.42％、Na为1.59％、Mg为1.87％、Mn为1.21％、O为37.08％，其粒径小于5mm。
(1)将复合助磨-造孔改性剂装入压力为4Bar的压力式喷雾器中，利用压力喷雾技术将 复合助磨-造孔改性剂均匀喷洒于尘泥窑渣表面后，利用行星球磨机在常温下对其进行粉磨， 其转速为800r/min、时间为80min，得到细度小于500目的改性尘泥窑渣微粉。
(2)将复合表面改性活性剂与水进行混合，利用超声波分散器在常温下对其进行分散， 其功率为500W、时间为70min，得到复合表面改性活性剂溶液。
(3)将复合表面改性活性剂溶液装入压力为2Bar的压力式喷雾器中，利用压力喷雾技 术将复合表面改性活性剂溶液均匀喷洒于细度小于500目的改性尘泥窑渣微粉表面后，利用 行星球磨机在常温下对其进行搅拌，其转速为500r/min、时间为200min，得到细度小于500 目的复合改性尘泥窑渣超微粉。
实施例5
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure RE-GDA0002384362590000061
所述复合助磨-造孔改性剂为三乙醇胺、无水乙醇和磷酸溶液的混合物，三乙醇胺、无水 乙醇和磷酸溶液的质量比2:2:1，其中三乙醇胺和无水乙醇均为分析纯、磷酸溶液的质量分数 为80％；所述复合表面改性活性剂为硬脂酸和硅烷偶联剂KH560的混合物，硬脂酸和硅烷偶 联剂KH560的质量比1:3，其中硬脂酸和硅烷偶联剂KH560均为工业纯；所述水为去离子水； 所述尘泥窑渣的元素含量：Fe为26.60％、Zn为2.56％、Si为9.31％、Al为6.05％、Ca为10.31％、 S为3.42％、Na为1.59％、Mg为1.87％、Mn为1.21％、O为37.08％，其粒径小于5mm。
(1)将复合助磨-造孔改性剂装入压力为2Bar的压力式喷雾器中，利用压力喷雾技术将 复合助磨-造孔改性剂均匀喷洒于尘泥窑渣表面后，利用行星球磨机在常温下对其进行粉磨， 其转速为900r/min、时间为60min，得到细度小于500目的改性尘泥窑渣微粉。
(2)将复合表面改性活性剂与水进行混合，利用超声波分散器在常温下对其进行分散， 其功率为700W、时间为80min，得到复合表面改性活性剂溶液。
(3)将复合表面改性活性剂溶液装入压力为3Bar的压力式喷雾器中，利用压力喷雾技 术将复合表面改性活性剂溶液均匀喷洒于细度小于500目的改性尘泥窑渣微粉表面后，利用 行星球磨机在常温下对其进行搅拌，其转速为300r/min、时间为240min，得到细度小于500 目的复合改性尘泥窑渣超微粉。
实施例6
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure RE-GDA0002384362590000071
所述复合助磨-造孔改性剂为三乙醇胺、无水乙醇和磷酸溶液的混合物，三乙醇胺、无水 乙醇和磷酸溶液的质量比3:1:1，其中三乙醇胺和无水乙醇均为分析纯、磷酸溶液的质量分数 为85％；所述复合表面改性活性剂为硬脂酸和硅烷偶联剂KH560的混合物，硬脂酸和硅烷偶 联剂KH560的质量比1:2，其中硬脂酸和硅烷偶联剂KH560均为工业纯；所述水为去离子水； 所述尘泥窑渣的元素含量：Fe为26.60％、Zn为2.56％、Si为9.31％、Al为6.05％、Ca为10.31％、 S为3.42％、Na为1.59％、Mg为1.87％、Mn为1.21％、O为37.08％，其粒径小于5mm。
(1)将复合助磨-造孔改性剂装入压力为4Bar的压力式喷雾器中，利用压力喷雾技术将 复合助磨-造孔改性剂均匀喷洒于尘泥窑渣表面后，利用行星球磨机在常温下对其进行粉磨， 其转速为700r/min、时间为70min，得到细度小于500目的改性尘泥窑渣微粉。
(2)将复合表面改性活性剂与水进行混合，利用超声波分散器在常温下对其进行分散， 其功率为800W、时间为60min，得到复合表面改性活性剂溶液。
(3)将复合表面改性活性剂溶液装入压力为4Bar的压力式喷雾器中，利用压力喷雾技 术将复合表面改性活性剂溶液均匀喷洒于细度小于500目的改性尘泥窑渣微粉表面后，利用 行星球磨机在常温下对其进行搅拌，其转速为400r/min、时间为220min，得到细度小于500 目的复合改性尘泥窑渣超微粉。
对比例1
以制备本产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure RE-GDA0002384362590000072
所述复合表面改性活性剂为硬脂酸和硅烷偶联剂KH560的混合物，硬脂酸和硅烷偶联剂 KH560的质量比1:2，其中硬脂酸和硅烷偶联剂KH560均为工业纯；所述水为去离子水；所 述尘泥窑渣的元素含量：Fe为26.60％、Zn为2.56％、Si为9.31％、Al为6.05％、Ca为10.31％、 S为3.42％、Na为1.59％、Mg为1.87％、Mn为1.21％、O为37.08％，其粒径小于5mm。
(1)利用行星球磨机在常温下对尘泥窑渣进行粉磨，其转速为700r/min、时间为70min， 得到细度小于500目的改性尘泥窑渣微粉。
(2)将复合表面改性活性剂与水进行混合，利用超声波分散器在常温下对其进行分散， 其功率为800W、时间为60min，得到复合表面改性活性剂溶液。
(3)将复合表面改性活性剂溶液装入压力为4Bar的压力式喷雾器中，利用压力喷雾技 术将复合表面改性活性剂溶液均匀喷洒于细度小于500目的改性尘泥窑渣微粉表面后，利用 行星球磨机在常温下对其进行搅拌，其转速为400r/min、时间为220min，得到细度小于500 目的复合改性尘泥窑渣超微粉。
对比例2
以制备本产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure RE-GDA0002384362590000081
所述复合助磨-造孔改性剂为三乙醇胺、无水乙醇和磷酸溶液的混合物，三乙醇胺、无水 乙醇和磷酸溶液的质量比3:1:1，其中三乙醇胺和无水乙醇均为分析纯、磷酸溶液的质量分数 为85％；所述水为去离子水；所述尘泥窑渣的元素含量：Fe为26.60％、Zn为2.56％、Si为 9.31％、Al为6.05％、Ca为10.31％、S为3.42％、Na为1.59％、Mg为1.87％、Mn为1.21％、 O为37.08％，其粒径小于5mm。
(1)将复合助磨-造孔改性剂装入压力为4Bar的压力式喷雾器中，利用压力喷雾技术将 复合助磨-造孔改性剂均匀喷洒于尘泥窑渣表面后，利用行星球磨机在常温下对其进行粉磨， 其转速为700r/min、时间为70min，得到细度小于500目的改性尘泥窑渣微粉。
(2)将水装入压力为4Bar的压力式喷雾器中，利用压力喷雾技术将水均匀喷洒于细度 小于500目的改性尘泥窑渣微粉表面后，利用行星球磨机在常温下对其进行搅拌，其转速为 400r/min、时间为220min，得到细度小于500目的复合改性尘泥窑渣超微粉。
二、本发明复合改性尘泥窑渣超微粉加入橡胶后的力学性能测试
制备实施例1～6及对比例1～2，其性能检测过程如下：
将丁苯橡胶(100份)放入开炼机薄通3～5次后，将丁苯橡胶加入密炼机(密炼温度70℃) 混炼2min，依次加入氧化锌(2.0份)混合样混炼2min、加入炭黑(30份)与细度小于500 目的复合改性尘泥窑渣超微粉(20份)混合样混炼2min、加入促进剂(1.0份)和硫磺(1.0 份)混炼2min后取出备用，即密炼胶；将密炼胶放入开炼机薄通6～8次，打三角包5次后停 放12h后，称取60g的密炼胶，采用四柱式平板硫化机进行硫化，硫化温度为145℃，硫化 一定时间后放置24h，获得复合改性尘泥窑渣基丁苯橡胶。
《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》(GB/T528-2009)测试复合改性尘 泥窑渣基丁苯橡胶的拉伸强度；《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定(裤型、直角形、 新月形试样)》(GB/T529-2008)测试复合改性尘泥窑渣基丁苯橡胶的撕裂强度；《硫化橡 胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法第1部分：邵氏硬度计法(邵尔硬度)》测试复合改性尘 泥窑渣基丁苯橡胶的硬度。
表1复合改性尘泥窑渣基丁苯橡胶的力学性能
Figure RE-GDA0002384362590000091
实施例7
本实施例基本同实施例1，不同之处在于，本实施例中利用压力喷雾技术将复合助磨-造 孔改性剂均匀喷洒的过程中，采用间歇式喷洒的方式进行喷洒，相邻喷洒时间间隔为2～6min。
在上文中结合具体的示例性实施例详细描述了本发明。但是，应当理解，可在不脱离由 所附权利要求限定的本发明的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述应仅被认为是 说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述 的本发明的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制 本发明或本申请和本发明的应用领域。
更具体地，尽管在此已经描述了本发明的示例性实施例，但是本发明并不局限于这些实 施例，而是包括本领域技术人员根据前面的详细描述可认识到的经过修改、省略、(例如各 个实施例之间的)组合、适应性改变和/或替换的任何和全部实施例。权利要求中的限定可根 据权利要求中使用的语言而进行广泛的解释，且不限于在前述详细描述中或在实施该申请期 间描述的示例，这些示例应被认为是非排他性的。例如，在本发明中，术语“优选地”不是排 他性的，这里它的意思是“优选地，但是并不限于”。在任何方法或过程权利要求中列举的任 何步骤可以以任何顺序执行并且不限于权利要求中提出的顺序。因此，本发明的范围应当仅 由所附权利要求及其合法等同物来确定，而不是由上文给出的说明和示例来确定。

Claims (8)

1.一种用于橡胶填料的复合改性尘泥窑渣超微粉，其特征在于，其组分包括复合助磨-造孔改性剂、复合表面改性活性剂、水和尘泥窑渣，其中复合助磨-造孔改性剂包括三乙醇胺、无水乙醇和磷酸溶液；复合表面改性活性剂包括硬脂酸和硅烷偶联剂KH560；按重量百分比计，所述尘泥窑渣加入量与复合助磨-造孔改性剂加入量之比为21.25:1～95:1；所述尘泥窑渣加入量与复合表面改性活性剂之比为28.34:1～95:1。
2.根据权利要求1所述的一种用于橡胶填料的复合改性尘泥窑渣超微粉，其特征在于，按重量百分比计，所述复合改性尘泥窑渣超微粉组成如下：
Figure FDA0002253518050000011
3.根据权利要求1所述的一种用于橡胶填料的复合改性尘泥窑渣超微粉，其特征在于，所使用的尘泥窑渣的元素含量分别为：Fe为26.60％、Zn为2.56％、Si为9.31％、Al为6.05％、Ca为10.31％、S为3.42％、Na为1.59％、Mg为1.87％、Mn为1.21％、O为37.08％。
4.根据权利要求1所述的一种用于橡胶填料的复合改性尘泥窑渣超微粉，其特征在于，所述复合助磨-造孔改性剂中三乙醇胺和无水乙醇均为分析纯，三乙醇胺、无水乙醇和磷酸溶液的质量比5:4:1～1:1:1，所述磷酸溶液的质量分数为70％～90％。
5.根据权利要求1所述的一种用于橡胶填料的复合改性尘泥窑渣超微粉，其特征在于，所述复合表面改性活性剂中硬脂酸和硅烷偶联剂KH560均为工业纯，硬脂酸和硅烷偶联剂KH560的质量比1:1～1:3。
6.根据权利要求1所述的一种用于橡胶填料的复合改性尘泥窑渣超微粉，其特征在于，其中；所述水为去离子水。
7.根据权利要求1所述的一种用于橡胶填料的复合改性尘泥窑渣超微粉，其特征在于，所使用的尘泥窑渣粒径小于5mm。
8.一种如权利要求1所述用于橡胶填料的复合改性尘泥窑渣超微粉的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将复合助磨-造孔改性剂装入压力为2Bar～5Bar的压力式喷雾器中，利用压力喷雾技术将复合助磨-造孔改性剂均匀喷洒于尘泥窑渣表面后，利用行星球磨机在常温下对其进行粉磨，其转速为600r/min～900r/min、时间为60min～90min，得到细度小于500目的改性尘泥窑渣微粉；
(2)将复合表面改性活性剂与水进行混合，利用超声波分散器在常温下对其进行分散，其功率为500W～800W、时间为60min～90min，得到复合表面改性活性剂溶液；
(3)将复合表面改性活性剂溶液装入压力为2Bar～5Bar的压力式喷雾器中，利用压力喷雾技术将复合表面改性活性剂溶液均匀喷洒于细度小于500目的改性尘泥窑渣微粉表面后，利用行星球磨机在常温下对其进行搅拌，其转速为300r/min～500r/min、时间为180min～240min，得到细度小于500目的复合改性尘泥窑渣超微粉。
CN201911043589.2A 2019-10-30 2019-10-30 一种用于橡胶填料的复合改性尘泥窑渣超微粉及其制备方法 Pending CN110982302A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911043589.2A CN110982302A (zh) 2019-10-30 2019-10-30 一种用于橡胶填料的复合改性尘泥窑渣超微粉及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911043589.2A CN110982302A (zh) 2019-10-30 2019-10-30 一种用于橡胶填料的复合改性尘泥窑渣超微粉及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110982302A true CN110982302A (zh) 2020-04-10

Family

ID=70082596

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911043589.2A Pending CN110982302A (zh) 2019-10-30 2019-10-30 一种用于橡胶填料的复合改性尘泥窑渣超微粉及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110982302A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112430400A (zh) * 2020-11-23 2021-03-02 山西奇色环保科技股份有限公司 一种以煤气化渣为原料制备橡胶填料的方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4138270A (en) * 1976-06-08 1979-02-06 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Aqueous aluminum paste composition
CN106893139A (zh) * 2017-03-30 2017-06-27 安徽工业大学 一种用于橡胶填料的改性多孔钢渣及其制备方法
CN107501611A (zh) * 2017-09-19 2017-12-22 安徽工业大学 一种具有补强‑阻燃协同性能的钢渣‑赤泥复合橡胶填料
CN109293991A (zh) * 2018-10-15 2019-02-01 安徽工业大学 一种具有阻燃补强性能的红土镍矿渣-铬铁渣复合橡胶填料
CN109337118A (zh) * 2018-10-15 2019-02-15 安徽工业大学 一种具有阻燃补强性能的铬铁渣-赤泥复合橡胶填料
CN109776023A (zh) * 2019-03-07 2019-05-21 上海宝田新型建材有限公司 一种高吸油值的改性钢渣超微粉及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4138270A (en) * 1976-06-08 1979-02-06 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Aqueous aluminum paste composition
CN106893139A (zh) * 2017-03-30 2017-06-27 安徽工业大学 一种用于橡胶填料的改性多孔钢渣及其制备方法
CN107501611A (zh) * 2017-09-19 2017-12-22 安徽工业大学 一种具有补强‑阻燃协同性能的钢渣‑赤泥复合橡胶填料
CN109293991A (zh) * 2018-10-15 2019-02-01 安徽工业大学 一种具有阻燃补强性能的红土镍矿渣-铬铁渣复合橡胶填料
CN109337118A (zh) * 2018-10-15 2019-02-15 安徽工业大学 一种具有阻燃补强性能的铬铁渣-赤泥复合橡胶填料
CN109776023A (zh) * 2019-03-07 2019-05-21 上海宝田新型建材有限公司 一种高吸油值的改性钢渣超微粉及其制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112430400A (zh) * 2020-11-23 2021-03-02 山西奇色环保科技股份有限公司 一种以煤气化渣为原料制备橡胶填料的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Preparation of road base material by utilizing electrolytic manganese residue based on Si-Al structure: mechanical properties and Mn2+ stabilization/solidification characterization
CN106893139B (zh) 一种用于橡胶填料的改性多孔钢渣及其制备方法
CN108467515B (zh) 一种具有补强-阻燃协同性能的钢渣-硅藻土复合橡胶填料
CN106186759B (zh) 一种基于改性硅灰表面预吸附分散的纳米SiO2在水泥基材料中的应用方法
CN110643074A (zh) 一种补强-阻燃-耐磨的全工业固废型复合橡胶填料及其制备方法
Rodriguez et al. Increase of the reactivity of densified silica fume by sonication treatment
WO2006077649A1 (ja) 改質炭酸カルシウム含有ゴム組成物
CN108410020B (zh) 一种具有补强-阻燃协同性能的脱硫灰-微硅粉复合橡胶填料
CN103013135B (zh) 一种汽车气门油封橡胶及其制备方法
Bankowski et al. Using inorganic polymer to reduce leach rates of metals from brown coal fly ash
CN108484983B (zh) 一种具有高效阻燃性能的赤泥-微硅粉复合橡胶填料及其制备方法
CN103804530B (zh) 一种改性粉末丁苯橡胶的制备方法
WO2006025423A1 (ja) 白色粉末状加硫活性成分組成物及びゴム組成物
CN113620639A (zh) 一种尾矿砂充填胶凝辅助材料及其制备方法
CN110669357A (zh) 一种用于橡胶填料的改性钢渣的制备方法
CN110982302A (zh) 一种用于橡胶填料的复合改性尘泥窑渣超微粉及其制备方法
Yang et al. Preparation of carboxylated nitrile butadiene rubber/fly ash composites by in-situ carboxylate reaction
CN108484978B (zh) 一种具有补强-阻燃协同性能的钢渣-微硅粉复合橡胶填料
CN112341052B (zh) 二硫化钼/还原氧化石墨烯与地质聚合物复合稳定汞污染土的方法
CN106496698B (zh) 一种超细粉煤灰增强的丁苯橡胶及其制备方法
CN110981244B (zh) 一种混凝土余浆处理工艺
CN109824309B (zh) 一种利用地质聚合反应制备耐酸矿石团聚体的方法
Xiao et al. Mechanism on surface hydrophobically modification of fibrous wollastonite and its reinforcement of natural rubber
CN109206680A (zh) 一种补强天然橡胶的方法
CN105524318A (zh) 一种白炭黑高填充溶聚丁苯橡胶纳米复合材料

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200410

RJ01 Rejection of invention patent application after publication