[发明专利]多晶硅废料在制备橡胶改性母粒中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种多晶硅废料的应用，特别涉及处理多晶硅废料方法。

背景技术

近年来，我国对多晶硅的需求量日益增加，在多晶硅的生产过程中有大量的多晶硅废料产生。根据被氢化回收再利用次数及其它反应条件的不同，多晶硅废料的成分有所不同，但其主要成分都为四氯化硅，且约占多晶硅废料总重量的99%，余量为其它杂质。据统计，生产1公斤多晶硅将产生10-15公斤的四氯化硅，1000吨/年的多晶硅厂一年生产的副产物四氯化硅将达到1-1.5万吨，如果将这些四氯化硅简单水处理甚至排放，将会对环境保护造成巨大的压力，也增加了原料硅粉和液氯的消耗。

考虑到多晶硅废料对环境造成的压力，为了节能减排，目前，通常的做法是对多晶硅废料中的四氯化硅进行氢化反应，回收再利用于多晶硅生产中。这种做法虽然能够在一定程度上减轻多晶硅废料对环境的危害，降低多晶硅生产中对原料的消耗，但是其回收处理难度高，增加了复杂的回收处理工艺和昂贵的回收处理设备，扩大了设备占地面积，使得回收处理成本高，让多晶硅生产丧失掉成本竞争力，这让很多企业无奈地选择对废料进行简单水处理甚至排放，不仅对环境造成巨大污染，还对废料中的四氯化硅造成了巨大浪费。

所以，关于多晶硅废料的处理，目前已经成为制约我国多晶硅行业发展的瓶颈。若寻找一种方法，变废为宝，将它作为原料合成成一种对环境无污染、性能好且市场需求量大的材料，对多晶硅行业来说将具有里程碑式的重大意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的多晶硅废料污染环境、不被利用的不足，提供了一种新的多晶硅废料的应用方法，将多晶硅废料的应用于制备橡胶改性母粒。本发明多晶硅废料的应用方法无三废公害，环保，更重要的是，将橡胶、多晶硅工业的废料变废为宝，所制备的橡胶改性母粒成本低廉、抗低温性和耐氧化性能较好。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

多晶硅废料在制备橡胶改性母粒中的应用。

上述多晶硅废料在制备橡胶改性母粒中的应用，包括将多晶硅废料与活化橡胶粉、基质沥青混合，在捏合机中捏合得到橡胶改性母粒。多晶硅废料与活化橡胶粉、基质沥青混合，多晶硅废料中的四氯化硅可与活化橡胶粉及基质沥青发生氯化反应，有助于增加橡胶颗粒的强度，使所得橡胶母粒的整体性能得以改善；而活化橡胶粉与基质沥青的混合物起到了对多晶硅废料吸附、包裹从而隔离空气的作用，同时，四氯化硅可与活化橡胶粉发生氯化反应，有助于增加活化橡胶粉的强度。

上述多晶硅废料在制备橡胶改性母粒中的应用，所述多晶硅废料与活化橡胶粉、基质沥青的捏合温度为20-40℃。

上述多晶硅废料和活化橡胶粉的捏合温度较低，多晶硅废料与活化橡胶粉及基质沥青的氯化反应作用较温和，既有利于氯化反应的进行，又能防止活化橡胶粉凝固及多晶硅废料分解出HCl气体。

优选的，上述多晶硅废料在制备橡胶改性母粒中的应用，所述基质沥青在混合前需要预热至120-160℃。预热后基质沥青不仅具有活化橡胶粉的作用，而且可裹附于橡胶颗粒上，增加橡胶颗粒的柔软性和黏结性，可作为柔软剂和粘合剂。

最优选的，上述多晶硅废料在制备橡胶改性母粒中的应用，所述基质沥青先与活化橡胶粉混合，所得混合物再与多晶硅废料混合。基质沥青先与活化橡胶粉先混合，预热的基质沥青不仅具有活化橡胶粉的作用，而且可作为柔软剂和粘合剂，对下一步加入的多晶硅废料进行吸附、包裹以隔离空气，从而防止多晶硅废料吸附空气中的水份而分解成氯化氢气体。

优选的，上述多晶硅废料在制备橡胶改性母粒中的应用，所述多晶硅废料、活化橡胶粉、基质沥青的重量比例为：多晶硅废料：活化橡胶粉：基质沥青=（1-30）:（ 90-105）:（2-40）。上述橡胶改性母粒中，不仅加入了基质沥青、活化剂对废旧轮胎粉进行改性，而且加入了多晶硅废料， 由于多晶硅废料中含有四氯化硅，而活化橡胶粉中含有废旧轮胎粉及活化剂，在活化剂存在的情况下，四氯化硅与橡胶颗粒发生氯化反应，有助于增加橡胶颗粒的强度。另一方面，基质沥青不仅具有活化橡胶粉的作用，而且可作为柔软剂和粘合剂，对多晶硅废料进行吸附、包裹以隔离空气，从而防止多晶硅废料吸附空气中的水份而分解氯化氢气体。