CN104863012A - 一种用造纸污泥制备环保纸涂料的方法 - Google Patents

Abstract

一种用造纸污泥制备环保纸涂料的方法，其特征在于：以重量份计将纳米碳酸钙10～20份、纳米氧化锌15～20份、造纸污泥滤饼15～20份分散在40份的水中，同时加入0.4～1.0份聚丙烯酸钠分散剂，用高速分散机分散30～60分钟制成浆料；将浆料用研磨机研磨两遍，然后将浆料转移到搅拌釜中，在不断搅拌下向浆料中加入10～15份羧基丁苯胶乳、10～20份丙烯酸改性水性聚氨酯粘结剂、0.2～0.8份硅烷偶联剂、0.05～0.2份有机硅消泡剂，搅拌均匀，得到造纸污泥环保纸涂料。

Description

一种用造纸污泥制备环保纸涂料的方法

技术领域

本发明涉及一种用造纸污泥制备环保纸涂料的方法。

背景技术

造纸术是我国四大发明之一，为人类的文明进步做出了卓越的贡献，制浆造纸工业亦是我国国民经济支柱之一。随着科学技术的发展，生产设备的不断提高，各种纸的质量和产量都有了很大的提高。根据中国造纸协会对全国制浆造纸企业统计，2010年纸及纸板企业约有3700多家，纸及纸板生产量9270万吨。目前，我国的造纸产量已经超过美国成为世界第一。然而，随着造纸工业的迅速发展，造纸工业却成为我国环境污染的主要行业之一。造纸工业生产过程中产生的大量污泥对周边环境构成很大的污染，难于治理。

造纸废水的污泥产量大，一般是同等规模市政污水处理厂的5～10倍。据统计，制浆造纸工业废水处理厂的污泥处置费用约占水处理装置运行费用的50％以上。因此，如何经济合理地处理和利用这些废渣和污泥成为人们极为关心的问题，同时，造纸废渣和污泥的综合利用也是保护环境，促进造纸工业发展的重要课题。

造纸污泥是的一种含水率很高的絮状泥粒，它是由污水中的悬浮物，微生物及所吸附的有机物以及微生物代谢活动产物所形成的聚集体。污泥主要由固相中的有机相和无机相，流动相中的水分和水溶性组分组成。

造纸污泥资源化利用的现状：目前，工业处理与利用造纸污泥主要以4个方面来进行：(1)减量化，减少污泥最终处置前的体积，以降低污泥处理及最终处置的费用；(2)稳定化，通过处理使污泥稳定化，最终处置后不再产生污泥的进一步降解，从而避免产生二次污染；(3)无害化，达到污泥的无害化与卫生化；(4)资源化，在处理污泥的同时达到变害为利、综合利用、保护环境的目的。造纸污泥中除了大量的细小纤维外，还含有丰富的有机质、N、P、K等养分以及中微量元素。

环保合成纸是一种塑料材料新型产品，通过各种新技术的应用，使其同时具有塑料和纸的特性。作为新型的纸种，环保合成纸的优良性能越来越明显，用途也越来越广泛，已拓展到许多新领域，许多新产品不断地被开发出来。环保合成纸在国外已经有三十多年的发展史，随着全球环保意识的加强，因普通木纤维纸造成大量污染，加快了合成纸的发展，新的环保合成纸品种不断出现，扩大了环保合成纸的应用范围。目前，环保合成纸产品的世界销售额每年以10%的速度递增，环保合成纸部分取代纤维纸的步伐在加快。

环保合成纸强度高于普通植物纤维纸，在抗张强度、撕裂强度和拉伸强度方面非常优异；并有良好的耐候性、耐水性、耐化学品、耐油性能；环保合成纸可长期浸泡于水中性能不变，也不怕油浸渍，对酸、碱等溶液的抵抗力很强；环保合成纸表面涂布后印刷效果好，其表面洁白、不透明、厚薄均匀、印刷品色调柔和、效果鲜明；尺寸稳定，在潮湿条件下不变形、色泽不变、外观保持性好。

 中国发明专利CN1931949公开了一种水性石油树脂胶粘剂及其制备方法。该胶粘剂的组份及其重量百分比为：石油树脂10～20％、乙酸乙烯酯5～10％、胶体保护剂2～5 ％、乳化剂1.0～3％、阴离子表面活性剂A 0.25～1％、阴离子表面活性剂B 0.05～0.5％、引发剂0.25～0.5％、水65～75％。其制备方法以石油树脂为主要原料与乙酸乙烯酯经乳液共聚制备，所制备的胶粘剂在室温或70℃的低温下，短时间内可获得稳定的胶合强度，其对全木浆打印纸的胶合强度大于纸张本身的内结合强度。该发明的胶粘剂适用于纸和纸板粘合加工、纸管生产、纸质包装、涂覆用涂料中的粘合剂、合成纸及合成纤维薄膜的粘合等领域。

 中国发明专利CN101457056公开了一种合成纸涂料及其制备方法和用途，该涂料包括10～20％废聚苯乙烯泡沫塑料、20～30％高岭土、50～60％甲苯、0.2～0.5％抗静电剂、0.1～0.3％滑爽剂、2～3％复合助剂，以上百分比为质量百分比。向聚苯乙烯泡沫塑料中加入甲苯后，在不超过150℃的温度下熔化聚苯乙烯泡沫塑料，再加入复合助剂，制成AK改性树脂；将高岭土和制得的AK改性树脂充分分散均匀，然后研磨至细度≤15微米；最后将滑爽剂、抗静电剂和研磨好的物料一起分散均匀即制得合成纸涂料。将合成纸涂料在合成纸表层上形成可印刷层，提高合成纸的印刷适性，方便合成纸适用一般的印刷方式和普通油墨印刷，扩大合成纸的使用范围。

本发明采用纳米碳酸钙、纳米氧化锌、造纸污泥作为填料，既大大增强涂层的油墨吸收性又大大增强涂层的光泽度；用羧基丁苯胶乳、丙烯酸改性水性聚氨酯为粘接剂既有利于提高涂层的粘接强度又提高了涂层的抗耐磨性能；硅烷偶联剂可以把纳米碳酸钙、纳米氧化锌、造纸污泥颗粒和羧基丁苯胶乳、丙烯酸改性水性聚氨酯为粘接剂分子链之间连接起来，起到桥梁的作用。本发明采用工业废物造纸污泥为涂料填充料，使造纸污泥得到很好的利用，变废为宝；造纸污泥中含有大量的细小纤维可以增加纸张的表面强度。

发明内容

一种用造纸污泥制备环保纸涂料的方法，其特征在于：以重量份计将纳米碳酸钙10～20份、纳米氧化锌15～20份、造纸污泥滤饼15～20份分散在40份的水中，同时加入0.4～1.0份聚丙烯酸钠分散剂，用高速分散机分散30～60分钟制成浆料；将浆料用研磨机研磨两遍，然后将浆料转移到搅拌釜中，在不断搅拌下向浆料中加入10～15份羧基丁苯胶乳、10～20份丙烯酸改性水性聚氨酯粘结剂、0.2～0.8份硅烷偶联剂、0.05～0.2份有机硅消泡剂，搅拌均匀，得到造纸污泥环保纸涂料；

所述的纳米碳酸钙的粒径为20～30纳米；

所述的纳米氧化锌的粒径为30～50纳米；

所述的造纸污泥滤饼固含量为25～30%；

所述的硅烷偶联剂为氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂中的一种。

具体实施方式

实施例1

将10kg粒径为20纳米的纳米碳酸钙、20kg粒径为30纳米的纳米氧化锌、20kg固含量为25%造纸污泥滤饼分散在40 kg的水中，同时加入0.4kg聚丙烯酸钠分散剂，用高速分散机分散30分钟制成混合填料浆料；将混合填料浆料用体积为20升的卧式研磨机研磨两遍，然后将研磨后的浆料转移150升的搅拌釜中，在不断搅拌下向浆料中加入10kg羧基丁苯胶乳、20kg丙烯酸改性水性聚氨酯粘结剂、0.2kg氨基硅烷偶联剂KH550、0.05kg有机硅消泡剂，搅拌均匀，得到造纸污泥环保纸涂料120kg。

实施例2

将20kg粒径为25纳米的纳米碳酸钙、15kg粒径为50纳米的纳米氧化锌、15kg固含量为30%造纸污泥滤饼分散在40 kg的水中，同时加入0.8kg聚丙烯酸钠分散剂，用高速分散机分散60分钟制成混合填料浆料；将混合填料浆料用体积为20升的卧式研磨机研磨两遍，然后将研磨后的浆料转移150升的搅拌釜中，在不断搅拌下向浆料中加入15kg羧基丁苯胶乳、15kg丙烯酸改性水性聚氨酯粘结剂、0.8kg环氧基硅烷偶联剂KH560、0.2kg有机硅消泡剂，搅拌均匀，得到造纸污泥环保纸涂料121kg。

实施例3

将15kg粒径为30纳米的纳米碳酸钙、15kg粒径为40纳米的纳米氧化锌、20kg固含量为28%造纸污泥滤饼分散在40 kg的水中，同时加入1.0kg聚丙烯酸钠分散剂，用高速分散机分散50分钟制成混合填料浆料；将混合填料浆料用体积为20升的卧式研磨机研磨两遍，然后将研磨后的浆料转移150升的搅拌釜中，在不断搅拌下向浆料中加入12kg羧基丁苯胶乳、18kg丙烯酸改性水性聚氨酯粘结剂、0.6kg环氧基硅烷偶联剂KH560、0.1kg有机硅消泡剂，搅拌均匀，得到造纸污泥环保纸涂料121kg。

实施例4

将12kg粒径为28纳米的纳米碳酸钙、18kg粒径为45纳米的纳米氧化锌、20kg固含量为26%造纸污泥滤饼分散在40 kg的水中，同时加入0.7kg聚丙烯酸钠分散剂，用高速分散机分散45分钟制成混合填料浆料；将混合填料浆料用体积为20升的卧式研磨机研磨两遍，然后将研磨后的浆料转移150升的搅拌釜中，在不断搅拌下向浆料中加入12kg羧基丁苯胶乳、17kg丙烯酸改性水性聚氨酯粘结剂、0.5kg氨基硅烷偶联剂KH550、0.08kg有机硅消泡剂，搅拌均匀，得到造纸污泥环保纸涂料120kg。

实施例5

将16kg粒径为22纳米的纳米碳酸钙、17kg粒径为42纳米的纳米氧化锌、17kg固含量为27%造纸污泥滤饼分散在40 kg的水中，同时加入0.9kg聚丙烯酸钠分散剂，用高速分散机分散48分钟制成混合填料浆料；将混合填料浆料用体积为20升的卧式研磨机研磨两遍，然后将研磨后的浆料转移150升的搅拌釜中，在不断搅拌下向浆料中加入12kg羧基丁苯胶乳、13kg丙烯酸改性水性聚氨酯粘结剂、0.3kg氨基硅烷偶联剂KH550、0.15kg有机硅消泡剂，搅拌均匀，得到造纸污泥环保纸涂料115kg。

实施例6

将11kg粒径为24纳米的纳米碳酸钙、19kg粒径为38纳米的纳米氧化锌、15kg固含量为29%造纸污泥滤饼分散在40 kg的水中，同时加入0.5kg聚丙烯酸钠分散剂，用高速分散机分散35分钟制成混合填料浆料；将混合填料浆料用体积为20升的卧式研磨机研磨两遍，然后将研磨后的浆料转移150升的搅拌釜中，在不断搅拌下向浆料中加入14kg羧基丁苯胶乳、12kg丙烯酸改性水性聚氨酯粘结剂、0.5kg环氧基硅烷偶联剂KH560、0.08kg有机硅消泡剂，搅拌均匀，得到造纸污泥环保纸涂料111kg。

Claims (1)

1.一种用造纸污泥制备环保纸涂料的方法，其特征在于：以重量份计将纳米碳酸钙10～20份、纳米氧化锌15～20份、造纸污泥滤饼15～20份分散在40份的水中，同时加入0.4～1.0份聚丙烯酸钠分散剂，用高速分散机分散30～60分钟制成浆料；将浆料用研磨机研磨两遍，然后将浆料转移到搅拌釜中，在不断搅拌下向浆料中加入10～15份羧基丁苯胶乳、10～20份丙烯酸改性水性聚氨酯粘结剂、0.2～0.8份硅烷偶联剂、0.05～0.2份有机硅消泡剂，搅拌均匀，得到造纸污泥环保纸涂料；

所述的纳米碳酸钙的粒径为20～30纳米；

所述的纳米氧化锌的粒径为30～50纳米；

所述的造纸污泥滤饼固含量为25～30%；

所述的硅烷偶联剂为氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂中的一种。