[发明专利]一种制备污泥基建筑模板的复合原料粒子及其方法

说明书

本发明提供一种制备污泥基建筑模板的复合原料粒子，该复合原料粒子由以下重量份的原料制备而成：聚氯乙烯100份、聚丙烯10~30份、污泥60~100份，600~3000目、金红石型二氧化钛2~5份、埃洛石0.5~1份、针状硅灰石0.2~0.5份、环氧大豆油10~20份、钙锌稳定剂2~8份、抗冲击改性剂1~3份、氯化石蜡4~10份、硬脂酸0.8~1.6份、铝酸酯2~5份、抗氧化剂1~2份、抗紫外线吸收剂0.5~2份、石蜡0.5~2份。其优点在于：提高无机填料与PVC基复合材料的力学、拉伸强度、弹性模量与抗冲击性、耐老化及热学性能并延长其使用周期。

技术领域

本发明涉及城镇污水处理厂所产生的污泥资源化利用、无机粉体改性及其与有机载体复合加工的材料制备与应用领域，具体涉及一种利用污泥为主体填料用于制备新型的污泥基聚氯乙烯建筑模板用的复合原料粒子及其制备方法。

背景技术

就传统的塑料产业而言，基于其材料属性及其来源而言，存在如下应用的局限性或弊端，具体体现在：首先，鉴于传统塑料较难降解，其产生的“白色污染”问题给生态环境带来了不可估量的负面影响。其次，因有机聚合物的源头物料主要为石油，而石油则为一类不可再生的自然资源，随着大量的开采及经过复杂的反应产生系列的衍生产物。一方面，石油资源在不断的被消耗导致其储藏量在日渐减少。另一方面，石油的系列衍生产物在被消耗的同时并产生大量的有害产物，如硫、氮类酸性气体、碳的氧化物等，以致“温室效应”、“酸雨”“雾霾”等环境问题逐渐困扰着人们的日常的生产与生活。再次，就材料的应用性能而言，单一地采用纯组分的聚合物为原料制备相关塑料制品，其应用性能或因材料的本身属性所限，导致相关的塑料制品的使用性能如力学强度、耐老化、耐晒、耐磨等使用性能较差，进而有碍其具体的应用。因此，相关有机聚合物在其应用时，较多采用以无机材料作为填料、以有机聚合物为载体进行有机无机材料的功能复合，进而制备应用性能优异的终端产品。亟待寻求一类新型的、具备同一功能属性的PVC片材中的碳酸钙原料产品。

目前，随着城镇规模化的加速，城镇污水处理厂产生大量污泥且产量猛增。污泥，是一种极为丰富的自然固废资源，在污泥处置的方法中，传统且最简单的方法是直接填埋，但填埋处理方式不仅占用大量的土地资源，同时存在潜在的环境污染风险，主要是被掩埋的污泥中的有害物质有可能会渗入地下，可迁移的重金属元素会释放至生态环境，对生态环境和人的身心健康造成危害。另一方面，随着城镇化及工业化规模的扩大，污泥的产量也随之迅速上升，土地需求量的激增也使得填埋法已不再适应当前社会的可持续、协同绿色发展的需要，面临填埋场地严重不足的现状，直接填埋法逐渐被舍弃。其次，由于污泥中富含有机质，研究人员也曾尝试在园林绿化领域就污泥进行二次利用，但利用污泥进行园林绿化时存在污泥中有机物、病原体的传播风险，同时也同样存在相关重金属及有害元素的迁移问题，且园林绿化所需污泥的需求量小，无法真正解决污泥的输出、稳定高效固化问题。实验表明，污泥的颗粒粒径大小主要分布于微米级，且污泥的主体化学组成为CaO、SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃等。就污泥的组成及材料的归属定性来看，与硅铝质粘土矿的化学组成基本类同。因此在碳酸钙、粘土类自然资源开采日益受限及资源逐渐枯竭但其需求量不断激增的供需矛盾的背景下，以污泥作为碳酸钙、粘土类材料的补充或者战略替代，并作为建筑模板、软硬质片材、电线电缆、塑料、橡胶、无纺布等高分子复合材料行业的无机填料，污泥则可以实现其巨大的应用去处及经济价值。从社会效益上讲，因为污泥的利用可大量减少非金属矿的开采量，进而降低资源及能源的消耗，节约惊人。从环境和经济的角度出发，不仅能降低了聚合物填料的成本，而且是真正实现污泥的资源化利用的有效途径。