[发明专利]基于接枝蜡的赤泥处理剂及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及基于接枝蜡的赤泥处理剂及其制备方法与应用，该处理剂为支链含羧基的接枝改性蜡。本发明赤泥处理剂，是支链含羧基的接枝蜡，可以认为是一种长链有机酸结构。所以可用作赤泥的原位脱碱剂，同时可以作为赤泥中金属氧化物的酸反应剂或络合剂，又可以作为赤泥的表面改性剂。使赤泥可用于树脂、塑料加工的增韧、润滑、补强的功能填充剂。原位中和赤泥的游离氢氧化钠，生成长链有机酸的钠盐，对塑料制品的性能的提高有一定作用。它还有内润滑作用，从而提高树脂的可加工性能。

技术领域

本发明涉及基于接枝蜡的赤泥处理剂及其制备方法与应用,处理过的赤泥可作为塑料加工的功能填充剂，属于赤泥的综合利用技术领域。

背景技术

赤泥是氧化铝工业排除的污染性废渣(由于含较多铁氧化物而显铁红色称为赤泥)，赤泥主要成分为铁、钙、硅的氧化物和残余的游离NaOH。据估计每生产1t氧化铝约产出0.8-1.6t赤泥。全世界氧化铝工业每年产生的赤泥超过6000万t，目前我国赤泥年排放量约3000-4000万t,累计赤泥堆积量已达几亿吨，全部露天堆存，并且大部分堆场坝体目前大都采取赤泥库湿法存放或脱水干化处理的方法，不仅侵占农田,赤泥中的碱向地下参透，造成地下水体和土壤污染；同时裸露赤泥形成的粉尘随风飞扬，污染大气，恶化生态环境；另外赤泥中的有价值成分未得到充分利用，将造成资源的浪费。因此，对其进行综合利用和无害化处理十分必要；但赤泥高碱含量导致其工业应用极少，综合利用率仅为10％左右。

赤泥作为塑料制品的填充剂报道较少。以往的报道主要是赤泥作聚氯乙烯的功能性填料。除填料的作用外，利用赤泥中的碱性金属氧化物的碱性，来吸收聚氯乙烯的分解产生的氯化氢，抑制聚氯乙烯的分解，制成的PVC塑料，称“红泥塑料”。该技术首先由台湾联合工业研究所研制成功，但没有较好的推广开来。

有些专利文献报道，例如：中国专利文件CN1047512A利用回收塑料加木屑赤泥，螺杆挤出机挤出，制成木屑、赤泥改性塑料。中国专利文件CN102070815A介绍以赤泥作为阻燃剂，以马来酸酐接枝聚乙烯(接枝率5-10％)或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物为原位脱碱剂,与聚乙烯在混炼机中熔融共混加工，得到阻燃聚乙烯塑料成品。中国专利文件CN106751170A一种赤泥和PVC树脂制备的彩色单壁或双壁波纹瓦。然而，这些技术中将赤泥不经处理，直接作为塑料制品的填料，其在塑料融体中的分散性差，造成得到塑料制品力学性能较差，只能制作一些力学性能要求不高的制品。其主要原因：一是赤泥夹带的较多的氢氧化钠，会严重影响在塑料制品中的应用。如果简单用无机酸中和，形成的无机盐，也会严重降低塑料制品的力学性能和制品的使用寿命。二是赤泥微粒成分复杂，这些无机粒子和树脂的相容性差，表面积小(和多孔填料相比)，也会降低塑料制品的综合性能。所以赤泥微粒在树脂中分散性差和赤泥携带的游离NaOH对塑料制品的危害，这一直是赤泥未能广泛用于塑料制品填充剂的两大原因。

各种蜡，像石油蜡，聚乙烯蜡、聚丙烯蜡，以及进几年开始规模化生产的费托蜡，来源丰富，价格便宜，它们常用作树脂挤出加工时的润滑助剂，但是蜡的加入有时会降低某些力学性能。这是由于蜡仅是降低无机填料和树脂间界面的摩擦力，而未能增加二者的分子间力。人们已经对蜡做过若干改性，来增加二者间的相容性，如将蜡氧化使其带有少许羧基，将蜡接枝使其带有极性基团，但通常接枝率不高。

目前尚未见报导将接枝改性蜡用于处理赤泥并作为塑料制品的填充料。

发明内容