一种用于混合办公废纸的中性溶剂型脱墨剂及其制备方法与流程

文档序号:15360830发布日期:2018-09-05 00:40阅读:245来源:国知局
本发明涉及再生纸浆的应用领域,具体涉及一种用于混合办公废纸的中性溶剂型脱墨剂及其制备方法。
背景技术
:混合办公废纸(mow)已成为四大类废纸之一,其中静电复印纸、激光打印纸占有率大于90%比例。混合办公废纸是一种非接触式印刷废纸,所用油墨都是由苯乙烯与丙烯酸酯类的热塑性树脂和彩色颜料组成,如聚乙烯、聚苯乙烯、丙烯酸树脂和炭黑等,具有水不溶性而又对碱不起皂化作用,利用传统碱性脱墨方法并不能使这类油墨连接料皂化等特点。混合办公废纸再生纸浆长纤维含量较多,原始白度较高,品质好,价格较低,是一种优良纤维资源。如脱墨处理的不好,只能用来生产卫生纸、包装纸和纸板,影响了办公废纸脱墨浆的高品质应用,造成了资源浪费。国内外研究及应用成果表明:用废纸制浆比用草类纤维制浆可节约能源40%左右;用脱墨纸浆可省去蒸煮工艺,脱墨废水中的bod和codcr含量相对较低,降低了脱墨及废水的处理成本,减小了环境污染负荷。现有技术中,中国专利文献cn101012344a公开了一种混合办公废纸复合型脱墨剂及其制备方法;中国专利文献cn102010630a公开了一种脱墨剂组合物;中国专利文献cn105062190a公开了一种废纸制浆脱墨剂及其制备方法;中国专利文献cn106590140a公开了一种绿色环保高效脱墨剂的制备方法。这些脱墨剂或只考虑脱墨效果方面,采用了生物降解性能差的物质,使用后不易被处理,在环境中形成长期的残留,影响了生态环境;或含有烷基酚聚氧乙烯醚类等生物降解性差的物质,不符合当代绿色环保的要求;或虽然绿色环保生物降解性好,但是脱墨效果一般,降低了脱墨浆的品质。华南理工大学的王少光、易志伟、赵玉林,山东轻工业学院的苗庆显,江南大学的李玮琪等人关于混合办公废纸脱墨研究报道都给出了代表性的意见和建议,但主要集中在碱型剂和乳液型油墨清洗剂上,而对中性溶剂型脱墨剂应用报道不多。中性溶剂脱墨是一种新型化学法脱墨技术,在不加过氧化氢和硅酸钠等常规碱性脱墨药剂的情况下进行废纸脱墨。它基本上克服了传统碱性脱墨的缺点,对于较难脱墨的混合办公废纸也有很好的效果。因此,研发新型高效环保的中性溶剂脱墨剂,解决混合办公废纸脱墨过程中存在的问题,对造纸工业的可持续发展具有重要意义。技术实现要素:本发明的目的在于:提供一种用于混合办公废纸脱墨的中性溶剂型脱墨剂,不但具有优异的的脱墨效果,而且对环境友好,能显著降低废纸再生的工艺成本。本发明的另一目的是提供制备所述脱墨剂的方法。本发明的上述目的通过以下技术方案实现:首先,提供一种用于混合办公废纸(mow)的中性溶剂型脱墨剂,它由以下组分按质量百分比组成:d130号脱芳溶剂油30-60%、聚甲氧基二甲醚(n=4)12-20%、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸单酯6-10%、油墨稀释剂10-15%、助溶剂5-10%、油墨分散剂3-7%、脱脂剂3-7%、金属缓蚀剂0.8%、ph值调节剂0.18-0.20%和抗氧防胶剂0.01%。在本发明的脱墨剂中,所述的d130号脱芳溶剂油是溶剂,作为热塑性树脂和彩色颜料的主要溶解剂发挥作用。d130号脱芳溶剂油为无硫脱芳(含量≤1%m/m)环保型溶剂,比传统的航空煤油、200号溶剂油、或高沸点芳香烃溶剂油等溶剂更加环保。由正构烷烃和异构烷烃组成,不含硫,氮,环烷烃,烯烃和多环芳烃等,因其属性决定,几乎无气味,低毒性,光稳定性和可生物降解性高。馏程范围相对窄小,初馏点高(279-313℃),即作为溶剂有极好的可控可调节性。开口闪点140℃,使用安全。在本发明的脱墨剂中,所述的聚甲氧基二甲醚(n=4)作为d130脱芳溶剂油的增溶剂发挥作用,二者复配具有较高的调合正效应,可明显增强改善溶剂油的溶解性能。在本发明的脱墨剂中,所述的磷酸酯类表面活性剂是由醚型非离子表面活性剂经磷酸酯化而得到的新型阴离子表面活性剂,本发明优选脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸单酯,与现有的aeo表面活性剂组分相比,具有低毒、低刺激性、生物降解性好,在本发明的脱墨剂中作为阴离子表面活性剂对各配伍组分具有相容性、抗静电性、低表面张力、润湿和渗透性强等发挥作用。本发明优选的一种实施方式中,所述的脱墨剂由以下组分按质量百分比组成:d130号脱芳溶剂油30%、聚甲氧基二甲醚(n=4)20%、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸单酯10%、油墨稀释剂15%、助溶剂10%、油墨分散剂7%、脱脂剂7%、金属缓蚀剂0.8%、ph调节剂0.19%和抗氧防胶剂0.01%。本发明优选的另一种实施方式中,所述的脱墨剂由以下组分按质量百分比组成:d130号脱芳溶剂油60%、聚甲氧基二甲醚(n=4)12%、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸单酯6%、油墨稀释剂10%、助溶剂5%、油墨分散剂3%、脱脂剂3%、金属缓蚀剂0.8%、ph调节剂0.19%和抗氧防胶剂0.01%。本发明优选的再一种实施方式中,所述的脱墨剂由以下组分按质量百分比组成:d130号脱芳溶剂油45、聚甲氧基二甲醚(n=4)16%、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸单酯8%、油墨稀释剂13%、助溶剂7%、油墨分散剂5%、脱脂剂5%、金属缓蚀剂0.8%、ph调节剂0.19%和抗氧防胶剂0.01%。本发明所述的中性溶剂型脱墨剂中,所述的油墨稀释剂可以为多种具有油墨稀释作用的物质,本发明优选乙二醇叔丁基醚,它作为乙二醇单丁醚的替代品,具有环保性高、毒性小、油墨稀释和胶乳分散性好等诸多优点。本发明所述的中性溶剂型脱墨剂中,所述的助溶剂优选为二乙二醇单丁醚,因其具有极性与非极性、较高的沸点和较低的挥发速度特点,在本发明中作为油墨、油脂和树脂的助溶剂的同时还能够改善脱墨剂液相在低温条件的稳定性。本发明所述的中性溶剂型脱墨剂中,所述的油墨分散剂可以是现有的各种对油墨具有分散作用的物质,本发明优选2-羟丙基丁基醚,其作为分散剂、稀释剂和溶剂,对于混合办公废纸纤维中的油墨、印染料、纤维素、丙烯酸酯有较好的分散、稀释和溶解作用。本发明所述的中性溶剂型脱墨剂中,所述的脱脂剂可以是现有的各种可用于油墨清洗剂的脱脂剂,本发明优选十氢化萘,十氢化萘主要用作油墨配伍组分中的热塑性树脂的脱脂溶剂,可以破坏油墨对纸纤维的黏附力,使之剥离并分散于水中。本发明的所述中性溶剂型脱墨剂中,所述的金属缓蚀剂优选十二烯基丁二酸酯,十二烯基丁二酸酯能在金属表面形成牢固的油膜,针对中性溶剂型脱墨剂的生产、储存、运输和使用过程中所接触的金属设备和容器防腐缓蚀作用;本发明的所述中性溶剂型脱墨剂中,所述的ph值调节剂可以是现有的各种可调节溶剂型脱墨剂的ph值为中性的物质,优选一乙醇胺;本发明优选的所述中性溶剂型脱墨剂中,所述的抗氧防胶剂为t502a,是脱墨剂自身抗氧化、防生胶质,延长使用期限的添加剂。本发明还提供制备所述的中性溶剂型脱墨剂的方法,包括以下步骤:(1)在室温下向双层玻璃反应釜内定量依次投入d130号脱芳溶剂油、聚甲氧基二甲醚(n=4)、磷酸酯类表面活性剂和油墨稀释剂,反应釜恒温30℃±2℃,搅拌转速80-120转/分钟,搅拌20分钟,停止加热继续搅拌冷却至25℃;(2)再定量依次投入助溶剂、油墨分散剂、脱脂剂、金属缓蚀剂、ph值调节剂和抗氧防胶剂,反应釜恒温40℃±2℃,搅拌转速80-120转/分钟,搅拌至完全混溶,停止加热继续搅拌冷却至25℃。本发明的中性溶剂型脱墨剂用于混合办公废纸的脱墨处理时不仅浮选白度高,脱墨效果好,提升二次纤维回用率,同时也节约自然资源,降低了脱墨及废水的处理成本,而且与含有烷基酚聚氧乙烯醚类的脱墨剂相比,显著地减小了环境污染的负荷。具体实施方式下面对本发明的实施举例作进一步详细描述。实施例1一种用于混合办公废纸的中性溶剂型脱墨剂,其配伍组分按质量百分比为:d130号脱芳溶剂油:30%聚甲氧基二甲醚(n=4):20%脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸单酯:10%乙二醇叔丁基醚(etb工业级):15%二乙二醇单丁醚:10%2-羟丙基丁基醚:7%十氢化萘(顺、反式工业级混合物):7%十二烯基丁二酸酯:0.8%一乙醇胺:0.19%t502a:0.01%配伍方法:(1)在室温下向双层玻璃反应釜内定量依次投入d130号脱芳溶剂油、聚甲氧基二甲醚(n=4)、磷酸酯类表面活性剂和乙二醇叔丁基醚,反应釜恒温30℃±2℃,搅拌转速80-120转/分钟,搅拌20分钟,停止加热继续搅拌冷却至25℃;(2)再定量依次投入二乙二醇单丁醚、2-羟丙基丁基醚、十氢化萘、十二烯基丁二酸酯、一乙醇胺和t502a,反应釜恒温40℃±2℃,搅拌转速80-120转/分钟,搅拌至完全混溶,停止加热继续搅拌冷却至25℃。实施例2一种用于混合办公废纸的中性溶剂型脱墨剂,其配伍组分按质量百分比为:d130号脱芳溶剂油:60%聚甲氧基二甲醚(n=4):12%脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸单酯:6%乙二醇叔丁基醚(etb工业级):10%二乙二醇单丁醚:5%2-羟丙基丁基醚:3%十氢化萘(顺、反式工业级混合物):3%十二烯基丁二酸酯:0.8%一乙醇胺:0.19%t502a:0.01%配伍方法:(1)在室温下向双层玻璃反应釜内定量依次投入d130号脱芳溶剂油、聚甲氧基二甲醚(n=4)、磷酸酯类表面活性剂和乙二醇叔丁基醚,反应釜恒温30℃±2℃,搅拌转速80-120转/分钟,搅拌20分钟,停止加热继续搅拌冷却至25℃;(2)再定量依次投入二乙二醇单丁醚、2-羟丙基丁基醚、十氢化萘、十二烯基丁二酸酯、一乙醇胺和t502a,反应釜恒温40℃±2℃,搅拌转速80-120转/分钟,搅拌至完全混溶,停止加热继续搅拌冷却至25℃。实施例3一种用于混合办公废纸的中性溶剂型脱墨剂,其配伍组分按质量百分比为:d130号脱芳溶剂油:45%聚甲氧基二甲醚(n=4):16%脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸单酯:8%乙二醇叔丁基醚(etb工业级):13%二乙二醇单丁醚:7%2-羟丙基丁基醚:5%十氢化萘(顺、反式工业级混合物):5%十二烯基丁二酸酯:0.8%一乙醇胺:0.19%t502a:0.01%配伍方法:(1)在室温下向双层玻璃反应釜内定量依次投入d130号脱芳溶剂油、聚甲氧基二甲醚(n=4)、磷酸酯类表面活性剂和乙二醇叔丁基醚,反应釜恒温30℃±2℃,搅拌转速80-120转/分钟,搅拌20分钟,停止加热继续搅拌冷却至25℃;(2)再定量依次投入二乙二醇单丁醚、2-羟丙基丁基醚、十氢化萘、十二烯基丁二酸酯、一乙醇胺和t502a,反应釜恒温40℃±2℃,搅拌转速80-120转/分钟,搅拌至完全混溶,停止加热继续搅拌冷却至25℃。实施例4使用本发明实施例1-3制得的脱墨剂和现有的乳液型脱墨剂、碱性溶剂型脱墨剂对相同的混合办公废纸进行脱墨实验。其中,实施例1-3的脱墨剂的用量为在1.5~2.5%(对纸重量),脱墨温度50℃,脱墨时间30~45分钟,废纸浓度5~10%。本实验中使用的乳液型脱墨剂组分及重量比例如下:aes0.5%、aeo-92.5%、平平加o2.2%、tx-103.0%、烷基苯磺酸2.4%、65013.6%、煤油25%、正丁醇3.0%、二乙二醇单丁醚13%、三乙醇胺5.8%、硅酸钠3.8%、尿素3.0%、苯并三氮唑0.25%、氢氧化钠0.4%、水余量。使用方法:脱墨剂:3%(对纸重量),脱墨温度:60-70℃,脱墨时间:45-60分钟,废纸的浓度为5%-7%。本实验中使用的碱性溶剂型脱墨剂组分及重量比例如下:氢氧化钠4.0%、碳酸钠8.0%、过氧化氢(30%)6.0%、硅酸钠盐5.0%、脂肪酸钾皂3.6%、edta2.0%、水余量。使用方法:1,转鼓过程:20kg/t(对纸重量),废纸的浓度为5%-10%。2,前浮选过程:1.5kg/t(对纸重量),废纸的浓度为2%-4%。3,漂白过程:40kg/t(对纸重量),废纸的浓度为2%-4%。4,后浮选过程:1.5kg/t(对纸重量),废纸的浓度为2%-4%。各种脱墨剂效果见下表:脱墨剂剂型残余油墨量(mm2/g)白度(%iso)得率%(绝干)空白纸样57.7078.6073.60乳液型脱墨剂41.0881.2067.50碱性溶剂型脱墨剂38.2083.6068.30实施例1的中性溶剂型脱墨剂31.4082.8069.70实施例2的中性溶剂型脱墨剂29.4085.8068.59实施例3的中性溶剂型脱墨剂25.6390.2670.43从表1的实验结果可以看出,本发明的中性溶剂型脱墨剂对混合办公废纸的处理效果比现有的乳液型和碱性溶剂型脱墨剂获得了显著的进步。当前第1页12
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