本发明涉及纸浆模塑包装制品领域，尤其涉及一种提高颗粒填料纸制品填料留着率的方法。
背景技术：
近年来，环保深入人心，林木资源短缺，纸浆价格不稳定，开发新型填料替代纤维收到越来越多的关注。
随着我国社会经济和城市化的高速发展，污水及污泥产量及其数量在不断增长，然而如何更好地使其达到“四化”相关方法还不完善。因此，将污泥高效、有效处理处置及妥善资源化利用处理后污泥是目前政府、行业和人民的关注重点。
因此，开发来源广泛、成本低廉、供应充足的生物质颗粒替代纤维制成生物质纸制品减少纤维用量，提高生物质颗粒填料的留着率，制备出低成本高性能的生物质纸制品成为目前纸制品行业研究重点。
技术实现要素：
本发明主要涉及一种提高颗粒填料纸制品填料留着率的方法，本发明的目的在于提高颗粒填料纸制品填料留着率，减少植物纤维用量，制备低成本高性能的生物质纸制品，可以减少林木资源的使用，更加经济环保。
本发明的技术方案是：
一种提高颗粒填料纸制品填料留着率的方法，其特征在于，
材料以重量为单位，其中包括植物纤维40~98份、生物质颗粒1~58份、施胶剂0.1~3份、增强剂0.1~1份、分散剂0.1~1份、助留助滤剂0.01~0.3份、增塑剂0.1~0.3份、消泡剂0~0.03份；
具体的填料留着率的方法包括如下步骤：
（1）预处理：
将生物质颗粒进行湿式氧化或芬顿反应的预处理；
（2）超声波分散处理：
将步骤（1）中含水率为80%~99%的生物质颗粒填料超声波分散3~15min；
（3）包覆填料制作：
将施胶剂、增强剂依次加入颗粒填料中通过转速100~1000rad/min，搅拌3~15min进行预絮聚制成包覆填料；
（4）混合浆料制作：
将包覆填料加入植物纤维中混合后依次加入分散剂、助留助滤剂、增塑剂、消泡剂后在100~1000rad/min搅拌3~15min制成混合浆料；
（5）颗粒填料纸制品成型：
将浆料经成型、烘干和整型后制成颗粒填料纸制品。
对上述方案的进一步改进，当步骤（1）中的预处理采用湿式氧化方式时，湿式氧化条件为：温度控制在120~320℃，压力为0~12mpa，氧化剂为空气、氧气、臭氧水、富氧水中的一种或两种以上，保温时间为20~150min。或者当步骤（1）中的预处理采用芬顿反应方式时，芬顿反应的条件为加入基于生物质颗粒0.5~3%二价铁，5~10%双氧水在常温或60~99℃水浴，100~1000rad/min搅拌反应10~30min。
对上述方案的进一步改进，所述植物纤维为木纤维、果渣纤维、秸秆纤维、废纸纤维、二次植物纤维中的一种或两种以上的组合。
对上述方案的进一步改进，所述生物质颗粒为市政污泥、造纸污泥、化工污泥、工业污泥、医药污泥、印染污泥、油泥、河道淤泥中的一种或两种以上的组合，污泥经步骤（1）预处理后成为全灭活、全杀菌的无害化生物质颗粒，生物质颗粒的粒径<100μm。
对上述方案的进一步改进，所述施胶剂包括淀粉及其改性化合物系列、松香胶系列、铝化合物类、苯乙烯类、丙烯酸酯类、烷基烯酮二聚体、链烯基琥珀酸酐、苯乙烯—马来酸酐共聚物、丙烯酸酯—马来酸酐共聚物中的一种或两种以上的组合。
对上述方案的进一步改进，所述增强剂包括聚乙烯醇、丙烯腈、丙烯酸、瓜尔胶、聚酰胺环氧氯丙烷、纤维素类、聚胺类、树脂类、双醛淀粉中的一种或两种以上的组合。
对上述方案的进一步改进，所述分散剂包括羧甲基纤维素类、聚氧化乙烯、焦磷酸钾、聚羧酸钠盐、六甲基磷酸钠、脂肪醇聚氧化乙烯醚甲基硅烷中的一种或两种以上的组合。
对上述方案的进一步改进，
所述助留助滤剂包括聚丙烯酰胺系列、壳聚糖系列、硫酸铝、聚乙烯亚胺中的一种或两种以上的组合。
对上述方案的进一步改进，所述增塑剂包括脂肪甘油、环氧大豆油、硬脂酸异辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、柠檬酸酯类、癸二酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、偏苯三酸三辛酯、对苯二甲酸二辛酯中的一种或两种以上的组合；
所述消泡剂包括脂肪酸酰胺类、有机硅类、聚醚类、醇类中的一种或两种以上的组合。
有益效果
将生物质颗粒经预处理后制备的生物质纸制品留着率可达62~91%，抗张指数可达6~19n·m·g-1，弯曲强度可达4~16mpa，可以减少植物纤维用量最多可达60%，制品的物理强度高于现在普通纸浆模塑制品，可以减少林木资源的使用，更加经济环保，使用后可复用或自然降解重归于土壤。
提高颗粒填料纸制品的留着率有利于提升废纸和该颗粒填料的资源价值，提高颗粒填料的附加值，具有社会性、经济型、艺术性、低污染、工艺简单等优势，不仅开辟了颗粒填料利用的新途径，减轻了环境污染，而且可以降低纸浆模塑制品的生产成本，促进废弃资源向高附加值的产品转化，加快我国造纸工业和材料工业的发展，具有较大的经济、社会和环境效益，有利于促进资源循环型社会的构建。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明；
材料以重量为单位，其中包括植物纤维40~98份、生物质颗粒1~58份、施胶剂0.1~3份、增强剂0.1~1份、分散剂0.1~1份、助留助滤剂0.01~0.3份、增塑剂0.1~0.3份、消泡剂0~0.03份；在本申请中，这些干料材料的总份数控制在100份；
具体的填料留着率的方法包括如下步骤：
（1）预处理：
将生物质颗粒进行湿式氧化或芬顿反应的预处理；
（2）超声波分散处理：
将步骤（1）中含水率为80%~99%的生物质颗粒填料超声波分散3~15min；
（3）包覆填料制作：
将施胶剂、增强剂依次加入颗粒填料中通过转速100~1000rad/min，搅拌3~15min进行预絮聚制成包覆填料；
（4）混合浆料制作：
将包覆填料加入植物纤维中混合后依次加入分散剂、助留助滤剂、增塑剂、消泡剂后在100~1000rad/min搅拌3~15min制成混合浆料；
（5）颗粒填料纸制品成型：
将浆料经成型、烘干和整型后制成颗粒填料纸制品。
对上述方案的进一步改进，当步骤（1）中的预处理采用湿式氧化方式时，湿式氧化条件为：温度控制在120~320℃，压力为0~12mpa，氧化剂为空气、氧气、臭氧水、富氧水中的一种或两种以上，保温时间为20~150min。
对上述方案的进一步改进，当步骤（1）中的预处理采用芬顿反应方式时，芬顿反应的条件为加入基于生物质颗粒0.5~3%二价铁，5~10%双氧水在常温或60~99℃水浴，100~1000rad/min搅拌反应10~30min。
对上述方案的进一步改进，所述植物纤维为木纤维、果渣纤维、秸秆纤维、废纸纤维、二次植物纤维中的一种或两种以上的组合。
对上述方案的进一步改进，所述生物质颗粒为市政污泥、造纸污泥、化工污泥、工业污泥、医药污泥、印染污泥、油泥、河道淤泥中的一种或两种以上的组合，经步骤（1）预处理后、热化学反应、湿式氧化法、芬顿反应处理后全灭活、全杀菌的无害化生物质颗粒，生物质颗粒的粒径<100μm。
对上述方案的进一步改进，所述施胶剂可增强纸制品表面强度以及一定的抗水、抗油性，包括淀粉及其改性化合物系列、松香胶系列、铝化合物类、苯乙烯类、丙烯酸酯类、烷基烯酮二聚体、链烯基琥珀酸酐、苯乙烯—马来酸酐共聚物、丙烯酸酯—马来酸酐共聚物中的一种或两种以上的组合。
对上述方案的进一步改进，所述增强剂有助于增加纤维间的成键数量，增强浆料间的结合力，从而提高纸制品强度性能，包括聚乙烯醇、丙烯腈、丙烯酸、瓜尔胶、聚酰胺环氧氯丙烷、纤维素类、聚胺类、树脂类、双醛淀粉中的一种或两种以上的组合。
对上述方案的进一步改进，所述分散剂可减少浆料絮聚，使纤维均匀地分散开来并形成均匀的纸制品，包括羧甲基纤维素类、聚氧化乙烯、焦磷酸钾、聚羧酸钠盐、六甲基磷酸钠、脂肪醇聚氧化乙烯醚甲基硅烷中的一种或两种以上的组合。
对上述方案的进一步改进，所述助留助滤剂可提高浆料的留着率及滤水性，包括聚丙烯酰胺系列、壳聚糖系列、硫酸铝、聚乙烯亚胺中的一种或两种以上的组合。
对上述方案的进一步改进，所述增塑剂可增强纤维的塑性、韧性，包括脂肪甘油、环氧大豆油、硬脂酸异辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、柠檬酸酯类、癸二酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、偏苯三酸三辛酯、对苯二甲酸二辛酯中的一种或两种以上的组合；
所述消泡剂可迅速消除气泡，抑制泡沫再生成，减少浆量气体含量，改善浆料脱水性能，从而提高产品的品质，并降低生产综合成本和现场管理成本，包括脂肪酸酰胺类、有机硅类、聚醚类、醇类中的一种或两种以上的组合。
实施例1
一种提高颗粒填料纸制品填料留着率的方法，包括以下步骤：
（1）将98份二次纤维进行浸泡、破碎、洗涤制得纤维浆料；
（2）将1份含水率为80%的生物质颗粒在温度320℃，压力为12mpa，氧化剂为氧气，保温时间为150min进行湿式氧化预处理；
（3）将步骤（2）预处理后生物质颗粒超声波分散15min；
（4）将0.7份松香胶和0.08份聚乙烯醇依次加入颗粒填料中1000rad/min搅拌15min进行预絮聚制成包覆填料
（5）将包覆填料加入植物纤维中混合后依次加入0.15份羧甲基纤维素钠、0.01份壳聚糖、0.06份环氧大豆在1000rad/min搅拌15min制成浓度为0.1%混合浆料；
（6）将浆料经成型、烘干和整型后制成颗粒填料纸制品。
此处的施胶剂选的是松香胶系列，而施胶剂采用淀粉及其改性化合物系列、烷基烯酮二聚、、铝化合物类、苯乙烯类、丙烯酸酯类、链烯基琥珀酸酐、苯乙烯—马来酸酐共聚物、丙烯酸酯—马来酸酐共聚物中的一种或两种以上的组合也能达到相同的效果，不一一列举；
本实施例中增强剂为聚乙烯醇，所述增强剂选择丙烯腈、丙烯酸、瓜尔胶、聚酰胺环氧氯丙烷、纤维素类、聚胺类、树脂类、双醛淀粉中的一种或两种以上的组合，也能达到相应的效果，不一一列举；
同理，对于分散剂、助留助滤剂、增塑剂、消泡剂本实施例中仅列举一种，对于其两种或以上的组合也都能达到相应的效果，此处不一一穷举。
实施例2
一种提高颗粒填料纸制品填料留着率的方法，包括以下步骤：
（1）将38份二次纤维进行浸泡、破碎、洗涤制得纤维浆料；
（2）将58份含水率为99%的生物质颗粒中加入基于生物质颗粒3%二价铁，10%双氧水在99℃水浴，100rad/min搅拌反应10min。
（3）将（2）预处理后生物质颗粒超声波分散3min；
（4）将2.1份烷基烯酮二聚体和1份丙烯腈依次加入颗粒填料中100rad/min搅拌3min进行预絮聚制成包覆填料；
（5）将包覆填料加入植物纤维中混合后依次加入0.7份聚氧化乙烯、0.08份聚乙烯亚胺、0.1份硬脂酸异辛酯、0.02份有机硅消泡剂在100rad/min搅拌3min制成浓度为5%混合浆料；
（6）将浆料经成型、烘干和整型后制成颗粒填料纸制品。
实施例3
（1）将91份二次纤维进行浸泡、破碎、洗涤制得纤维浆料；
（2）将5份含水率为88%的生物质颗粒在温度180℃，压力为4mpa，氧化剂为氧气，保温时间为150min进行湿式氧化预处理；
（3）将（2）预处理后生物质颗粒超声波分散13min；
（4）将2.1份松香胶和1.1份聚乙烯醇依次加入颗粒填料中800rad/min搅拌13min进行预絮聚制成包覆填料
（5）将包覆填料加入植物纤维中混合后依次加入0.4份羧甲基纤维素钠、0.18份壳聚糖、0.2份环氧大豆、0.02份有机硅消泡剂在500rad/min搅拌8min制成浓度为3%混合浆料；
（6）将浆料经成型、烘干和整型后制成颗粒填料纸制品。
最后应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。