專利名稱：：一種廢紙污泥復合填充劑及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
：本發明屬于環境保護
技術領域：
，特別涉及一種廢紙污泥復合填充劑及其制備方法和在橡膠制備中的應用。
背景技術：
：在資源日益稀缺、環境污染越來越嚴重的今天，通過回收利用廢紙減少對纖維原料的消耗，是當今世界的普遍共識和一致做法。近10多年來，世界各國高度重視廢紙資源的利用，廢紙的回收率和利用率逐年增長。在廢紙回收過程中將產生大量的固體廢渣，目前世界上處理廢渣的主要方法是填埋法和焚燒法，但均存在著占用大量土地資源和易引起有毒物質的積累等弊端，不符合環保的高標準要求。因此，對廢紙污泥進行科學合理的開發利用，充分挖掘其潛在價值，將其變成一種資源，為開發廢紙制漿廢渣的處理新技術，實現這一工業有機廢棄物高效合理利用奠定研究基礎。這在生態環境日益嚴峻、石油資源相對緊張的今天，具有重要的現實意義和理論研究價值。廢紙污泥的開發利用，國內外眾多的研究工作者已開展了廣泛的研究工作。S.B.Lalvani等人報道了污泥中的木質素可應用于表面活性劑、土壤改良劑和肥料以及塑料填充劑和橡膠補強劑等許多領域，但從污泥中提取木質素的生產成本太高，而且未達到對污泥的更有效利用(S.B.Lalvani,A.HubnerandT.S.Wiltowski，EnergySources,2000,22(1):45-56和M.Tuomela,M.Vikman,A.Hatakka,etal.,BioresourceTechnology,2000,72:169-183)。中國專利CN1156126A提及利用污泥的木質素等有機物與制漿造紙中粗漿渣或廢紙漿制造纖維板，這種方法沒能對污泥進行充分利用，且未對污泥進行預處理。中國專利CN1282748A、中國專利CN1385465A和中國專利CN1406679A公開了造紙污泥纖維復合填充劑的制備及作為塑料填充劑的方法，它是通過干燥、細化、表面改性等處理使之形成有一定細度的有機和無機復合的、纖維與粉狀復合的復合填充劑，其不足之處在于污泥表面改性的效果不是太好，使其在應用方面受到限制。
發明內容為了克服上述現有技術的不足之處，本發明的首要目的在于提供一種廢紙污泥復合填充劑。本發明的另一目的在于提供上述廢紙污泥復合填充劑的制備方法，本發明通過濕法對廢紙污泥進行改性，然后將其直接全部作為填充劑應用到橡膠中，以替代傳統的碳酸鈣、滑石粉等一些用于填充改性的無機物，不僅可以更有效地解決污泥的合理處理問題，而且可以進一步降低成本，生產出性能更為優異的橡膠制品。本發明的再一目的在于提供上述廢紙污泥復合填充劑的應用。本發明的目的通過如下技術方案實現一種廢紙污泥復合填充劑的制備方法，包括如下步驟(1)將廢紙污泥烘干、粉碎，進行篩分及分級處理，得到80200目的污泥粉。(2)廢紙污泥粉的表面改性將100重量份污泥粉加入到混合溶劑中，加入占污泥粉重量110%的偶聯劑，攪拌均勻后，在308(TC條件下反應6090min，分離干燥后，得到表面改性的改性污泥粉，即為廢紙污泥復合填充劑。所述步驟(2)中的混合溶劑為丙酮和異丙醇，丙酮和異丙醇的體積比為1:1。所述步驟(2)中的偶聯劑為硅垸偶聯劑KH570、硅烷偶聯劑KH580、鈦酸酯或鈦酸四正丁酯等偶聯劑中的一種。一種廢紙污泥復合填充劑，就是通過上述制備方法制備而成的。本發明的廢紙污泥復合填充劑在制備丁腈橡膠制品中的應用，可以作為橡膠的填充補強劑。上述的廢紙污泥復合填充劑可以作為橡膠填充補強劑，用于丁腈橡膠制品制備，其具體工藝如下按重量份計將100份丁腈膠、1050份廢紙污泥復合填充劑、5份氧化鋅、1.53份硫磺、12份硬脂酸和12份促進劑二硫代二苯并噻唑(DM)，利用雙輥開煉機進行混煉，混煉后得到的煉膠，再用平板硫化機對煉膠進行硫化，硫化結束后，得到丁腈橡膠。所述混煉條件優選為輥溫控制在50士5"C，輥距為1.4mm左右；所述硫化條件優選是硫化溫度為15(TC，壓力不大于10MPa，硫化時間為30min。本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果1、本發明可有效地解決廢紙污泥粉的合理處理問題，有利于環境保護，造福人類。2、本發明通過濕法對廢紙污泥的表面進行改性，提高了污泥的疏水性，合成方法簡單可靠，采用偶聯劑對污泥粉進行表面改性的目的在于在污泥粉的表面引入疏水性的基團；提高了污泥表面的改性效果。3、本發明可進一步降低成本，生產出性能較為優異的橡膠制品。具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。實施例l(1)將廢紙污泥烘干、粉碎，進行篩分及分級處理，得到80200目的污泥粉。(2)廢紙污泥粉的表面改性將100重量份污泥粉加入到100mL體積比為l:l的丙酮和異丙醇的混合溶劑中，加入占污泥粉重量1%的硅垸偶聯劑KH570，攪拌均勻后，在5(TC條件下反應90min，將污泥粉分離干燥后，得到廢紙污泥復合填充劑。(3)按重量份計將100份丁腈膠、30份廢紙污泥復合填充劑、5份氧化鋅、2份硫磺、l份硬脂酸和2份促進劑二硫代二苯并噻唑，利用雙輥開煉機進行混煉，混煉時輥溫控制在(50±5)°C，輥距為1.4mm左右。利用平板硫化機對煉膠進行硫化，硫化溫度為15(TC，壓力不大于10MPa，硫化時間30min。硫化結束后，得到丁腈橡膠。將得到的丁腈橡膠進行測試，所得到的性能見表l。實施例2(1)將廢紙污泥烘干、粉碎，進行篩分及分級處理，得到80200目的污泥粉。(2)廢紙污泥粉的表面改性將IOO重量份污泥粉加入到IOOmL體積比為l:l的丙酮和異丙醇的混合溶劑中，加入占污泥粉重量3%的硅烷偶聯劑KH580，攪拌均勻后，在6(TC條件下反應90min，將污泥粉分離干燥后，得到廢紙污泥復合填充劑。(3)按重量份計將100份丁腈膠、30份廢紙污泥復合填充劑、5份氧化鋅、1.5份硫磺、2份硬脂酸和1份促進劑二硫代二苯并噻唑，利用雙輥開煉機進行混煉，混煉時輥溫控制在(50±5)°C，輥距為1.4mm左右。利用平板硫化機對煉膠進行硫化，硫化溫度為15(TC，壓力不大于10MPa，硫化時間30min。硫化結束后，得到丁腈橡膠。將得到的丁腈橡膠進行測試，所得到的性能見表l。實施例3(1)將廢紙污泥烘干、粉碎，進行篩分及分級處理，得到80200目的污泥粉。(2)廢紙污泥粉的表面改性將IOO重量份污泥粉加入到IOOmL體積比為l:l的丙酮和異丙醇的混合溶劑中，加入占污泥粉重量1%的鈦酸酯偶聯劑，攪拌均勻后，在70。C條件下反應90min，將污泥粉分離干燥后，得到廢紙污泥復合填充劑。(3)按重量份計將100份丁腈膠、30份廢紙污泥復合填充劑、5份氧化鋅、2份硫磺、l份硬脂酸和l份促進劑二硫代二苯并噻唑，利用雙輥開煉機進行混煉，混煉時輥溫控制在(50±5)°C，輥距為1.4mm左右。利用平板硫化機對煉膠進行硫化，硫化溫度為150。C，壓力不大于10MPa，硫化時間30min。硫化結束后，得到丁腈橡膠。將得到的丁腈橡膠進行測試，所得到的性能見表l。實施例4(1)將廢紙污泥烘干、粉碎，進行篩分及分級處理，得到80200目的污泥粉。(2)廢紙污泥粉的表面改性將IOO重量份污泥粉加入到IOOmL體積比為l:l的丙酮和異丙醇的混合溶劑中，加入占污泥粉重量1%的鈦酸四正丁酯偶聯劑，攪拌均勻后，在70。C條件下反應90min，將污泥粉分離干燥后，得到廢紙污泥復合填充劑。(3)按重量份計將100份丁腈膠、30份廢紙污泥復合填充劑、5份氧化鋅、1.5份硫磺、l份硬脂酸和l份促進劑二硫代二苯并噻唑，利用雙輥開煉機進行混煉，混煉時輥溫控制在(50±5)。C，輥距為1.4mm左右。利用平板硫化機對煉膠進行硫化，硫化溫度為15(TC，壓力不大于10MPa，硫化時間30min。硫化結束后，得到丁腈橡膠。將得到的丁腈橡膠進行測試，所得到的性能見表l。實施例5(1)將廢紙污泥烘干、粉碎，進行篩分及分級處理，得到80200目的污泥粉填充料。(2)廢紙污泥粉的表面改性將100重量份污泥粉加入到100mL體積比為l:l的丙酮和異丙醇的混合溶劑中，加入占污泥粉重量3%的鈦酸四正丁酯偶聯劑，攪拌均勻后，在7(TC條件下反應90min，將污泥粉分離干燥后，得到廢紙污泥復合填充劑。(3)按重量份計將100份丁腈膠、50份廢紙污泥復合填充劑、5份氧化鋅、1.5份硫磺、l份硬脂酸和l份促進劑二硫代二苯并噻唑，利用雙輥開煉機進行混煉，混煉時輥溫控制在(50±5)°C，輥距為1.4mm左右。利用平板硫化機對煉膠進行硫化，硫化溫度為15(TC，壓力不大于10MPa，硫化時間30min。硫化結束后，得到丁腈橡膠。將得到的丁腈橡膠進行測試，所得到的性能見表l。實施例6(1)將廢紙污泥烘干、粉碎，進行篩分及分級處理，得到80200目的污泥粉填充料。(2)廢紙污泥粉的表面改性將100重量份污泥粉加入到100mL體積比為l:l的丙酮和異丙醇的混合溶劑中，加入占污泥粉重量5%的鈦酸四正丁酯偶聯劑，攪拌均勻后，在80。C條件下反應90min，將污泥粉分離干燥后，得到廢紙污泥復合填充劑。(3)按重量份計將100份丁腈膠、30份廢紙污泥復合填充劑、5份氧化鋅、2份硫磺、2份硬脂酸和2份促進劑二硫代二苯并噻唑，利用雙輥開煉機進行混煉，混煉時輥溫控制在(50±5)°C，輥距為1.4mm左右。利用平板硫化機對煉橡膠進行硫化，硫化溫度為15(TC，壓力不大于10MPa，硫化時間30min。硫化結束后，得到丁腈橡膠。將得到的丁腈橡膠進行測試，所得到的性能見表l。實施例7(1)將廢紙污泥烘干、粉碎，進行篩分及分級處理，得到80200目的污泥粉。(2)廢紙污泥粉的表面改性將100重量份污泥粉加入到100mL體積比為l:l的丙酮和異丙醇的混合溶劑中，加入占污泥粉重量10M的KH570偶聯劑，攪拌均勻后，在3(TC條件下反應90min，將污泥粉分離干燥后，得到廢紙污泥復合填充劑。(3)按重量份計將100份丁腈膠、IO份廢紙污泥復合填充劑、5份氧化鋅、2份硫磺、2份硬脂酸和2份促進劑二硫代二苯并噻唑，利用雙輥開煉機進行混煉，混煉時輥溫控制在(50±5)°C，輥距為1.4mm左右。利用平板硫化機對煉膠進行硫化，硫化溫度為15(TC，壓力不大于10MPa，硫化時間30min。硫化結束后，得到丁腈橡膠。將得到的丁腈橡膠進行測試，所得到的性能見表1。實施例8(1)將廢紙污泥烘干、粉碎，進行篩分及分級處理，得到80200目的污泥粉。(2)廢紙污泥粉的表面改性將100重量份污泥粉加入到100mL體積比為l:l的丙酮和異丙醇的混合溶劑中，加入占污泥粉重量3%的鈦酸四正丁酯偶聯劑，攪拌均勻后，在6(TC條件下反應90min，將污泥粉分離干燥后，得到廢紙污泥復合填充劑。(3)按重量份計將IOO份丁腈膠、IO份廢紙污泥復合填充劑、5份氧化鋅、1.5份硫磺、1份硬脂酸和1份促進劑二硫代二苯并噻唑，利用雙輥開煉機進行混煉，混煉時輥溫控制在(50±5)°C，輥距為1.4mm左右。利用平板硫化機對煉膠進行硫化，硫化溫度為150°C，壓力不大于10MPa，硫化時間30mm。硫化結束后，得到丁腈橡膠。將得到的丁腈橡膠進行測試，所得到的性能見表l。實施例9(1)將廢紙污泥烘干、粉碎，進行篩分及分級處理，得到80200目的污泥粉。(2)廢紙污泥粉的表面改性將100重量份污泥粉加入到100mL體積比為l:l的丙酮和異丙醇的混合溶劑中，加入占污泥粉重量3%的鈦酸四正丁酯偶聯劑，攪拌均勻后，在8(TC條件下反應60min，將污泥粉分離干燥后，得到廢紙污泥復合填充劑。(3)按重量份計將IOO份丁腈膠、20份廢紙污泥復合填充劑、5份氧化鋅、1.5份硫磺、1份硬脂酸和1份促進劑二硫代二苯并噻唑，利用雙輥開煉機進行混煉，混煉時輥溫控制在(50±5)°C，輥距為1.4mm左右。利用平板硫化機對煉膠進行硫化，硫化溫度為150°C，壓力不大于lOMPa，硫化時間30min。硫化結束后，得到丁腈橡膠。將得到的丁腈橡膠進行測試，所得到的性能見表l。實施例IO(1)將廢紙污泥烘干、粉碎，進行篩分及分級處理，得到80200目的污泥粉。(2)廢紙污泥粉的表面改性將100重量份污泥粉加入到100mL體積比為l:l的丙酮和異丙醇的混合溶劑中，加入占污泥粉重量3%的鈦酸四正丁酯偶聯劑，攪拌均勻后，在8(TC條件下反應80min，將污泥粉分離干燥后，得到廢紙污泥復合填充劑。(3)按重量份計將100份丁腈膠、30份廢紙污泥復合填充劑、5份氧化鋅、1.5份硫磺、1份硬脂酸和1份促進劑二硫代二苯并噻唑，利用雙輥開煉機進行混煉，混煉時輥溫控制在(50±5)°C，輥距為1.4mm左右。利用平板硫化機對煉膠進行硫化，硫化溫度為150°C，壓力不大于lOMPa，硫化時間30min。硫化結束后，得到丁腈橡膠。將得到的丁腈橡膠進行測試，所得到的性能見表l。實施例ll(1)將廢紙污泥烘干、粉碎，進行篩分及分級處理，得到80200目的污泥粉。(2)廢紙污泥粉的表面改性將IOO重量份污泥粉加入到IOOmL體積比為l:l的丙酮和異丙醇的混合溶劑中，加入占污泥粉重量3%的鈦酸四正丁酯偶聯劑，攪拌均勻后，在8(TC條件下反應90min，將污泥粉分離干燥后，得到廢紙污泥復合填充劑。(3)按重量份計將100份丁腈膠、50份廢紙污泥復合填充劑、5份氧化鋅、3份硫磺、l份硬脂酸和2份促進劑二硫代二苯并噻唑，利用雙輥開煉機進行混煉，混煉時輥溫控制在(50±5)°C，輥距為1.4mm左右。利用平板硫化機對煉膠進行硫化，硫化溫度為15(TC，壓力不大于10MPa，硫化時間30min。硫化結束后，得到丁腈橡膠。將得到的丁腈橡膠進行測試，所得到的性能見表<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。權利要求1、一種廢紙污泥復合填充劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)將廢紙污泥烘干、粉碎，進行篩分及分級處理，得到80～200目的污泥粉；(2)將100重量份污泥粉加入到混合溶劑中，加入占污泥粉重量1～10％的偶聯劑，攪拌均勻后，在30～80℃條件下反應60～90min，分離干燥后，得到表面改性的改性污泥粉，即廢紙污泥復合填充劑。2、根據權利要求l所述的一種廢紙污泥復合填充劑的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中的混合溶劑為丙酮和異丙醇，丙酮和異丙醇的體積比為l:l。3、根據權利要求l所述的一種廢紙污泥復合填充劑的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中的偶聯劑為硅烷偶聯劑KH570、硅垸偶聯劑KH580、鈦酸酯或鈦酸四正丁酯中的一種。4、一種廢紙污泥復合填充劑，就是通過權利要求l所述的制備方法制備而成的。5、權利要求4所述的廢紙污泥復合填充劑在制備丁腈橡膠制品中的應用。6、根據權利要求5所述的廢紙污泥復合填充劑在制備丁腈橡膠制品中的應用，其特征在于所述的廢紙污泥復合填充劑制備丁腈橡膠制品的方法如下按重量份計將100份丁腈膠、1050份廢紙污泥復合填充劑、5份氧化鋅、1.53份硫磺、12份硬脂酸和12份促進劑二硫代二苯并噻唑，利用雙輥開煉機進行混煉，混煉后得到的煉膠，再用平板硫化機對煉膠進行硫化，硫化結束后，得到丁腈橡膠。7、根據權利要求6所述的廢紙污泥復合填充劑在制備丁腈橡膠制品中的應用，其特征在于所述混煉條件為輥溫控制在50士5。C，輥距為1.4mm。8、根據權利要求6所述的廢紙污泥復合填充劑在制備丁腈橡膠制品中的應用，其特征在于所述硫化條件是硫化溫度為15(TC，壓力不大于10MPa，硫化時間為30min。全文摘要本發明公開了一種廢紙污泥復合填充劑及其制備方法和在丁腈橡膠制品中的應用。本發明將廢紙污泥通過干燥、細化等預處理過程，再通過偶聯劑對其表面進行改性，得到一種有機和無機復合的廢紙污泥復合填充劑，該復合填充劑可以作為橡膠的填充補強劑，不僅可以更有效地解決廢紙污泥的合理處理問題，而且可以進一步降低成本生產出性能更為優異的橡膠制品。本發明通過濕法對廢紙污泥的表面進行改性，提高了污泥的疏水性，合成方法簡單可靠，采用偶聯劑對污泥粉進行表面改性，在污泥粉的表面引入疏水性的基團，提高了污泥表面的改性效果。本發明可有效地解決廢紙污泥粉的合理處理問題，有利于環境保護，造福人類。文檔編號C08K13/08GK101386690SQ200810218568公開日2009年3月18日申請日期2008年10月22日優先權日2008年10月22日發明者張黎明,曾慶聰,瑋李,立梁,王慶華,許杰東申請人:中山大學