CN105566997A - 一种废纸脱墨剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废纸脱墨剂及其制备方法和应用，由以下组分按重量份数配比组成：脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯20～35份，十二烯丁二酸酐12～34份，N，N-二氯对甲苯磺酰胺2～5份，二硝基替苯胺2～9份，4，5，7-三羟基-2-甲基蒽醌2～7份，2-甲基-4-丙硫醇2～9份，对硝基苯甲醇4～21份，4，4＇-二氨基二苯基醚2～6份，纳米级硼酸锆微粒2～7份，吐温助剂2～12份，3，4-亚基二氧基苯甲醛4～11份，3，4，5-三氨基苯甲酸2～9份，磷酸三对甲苯酯3～6份，质量浓度为10ppm～250ppm的异α-氨基正己酸400～600份，去离子水200～400份。与现有技术相比具有纸浆再生率高、脱墨效果好、纸浆洁净比高的优点。

Description

一种废纸脱墨剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于废纸脱墨剂领域，尤其涉及一种废纸脱墨剂及其制备方法和应用。

背景技术

目前社会对环境和能源越来越重视，倡导资源的循环利用。废纸循环利用已经成为当今社会的发展趋势，但是目前常用的废纸脱墨剂一般只能针对一类废纸进行脱墨，而现在所产生的废纸一般都是办公废纸、水性油墨类废纸及各种混合废纸相混在一起的，要将各类废纸分离，然后进行分别脱墨，然而要将各类废纸分离却十分困难。

目前也有一些环保型的脱墨剂，但均不是十分理想。如申请号为200710013251.3的中国专利中，公开了一种混合办公废纸复合型脱墨剂及其制备方法，该脱墨剂的组成为硬脂酸、油酸、丙烯酸、马来酸酐、烷基脂肪酸聚氧乙烯醚、十二醇、吐温、烷基苯磺酸钠、其余为水，制备方法是将上述组分按顺序加入恒温反应釜中，经搅拌、碱化、装桶、静置、自然冷却等过程实现。制备获得的脱墨剂外观是乳白色膏状物、便于储存、运输和使用，且该脱墨剂的脱墨浆得率高，乳化、浮选、洗涤和去污效果良好。但是该脱墨剂的碱性较高，易造成设备的腐蚀，且易影响操作人员的身体健康。

又如申请号为200710113465.8的中国专利中，公开了一种脱墨剂，该脱墨剂包括聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯多元醇酯、脂肪酸盐、十二烷基硫酸盐、木质素磺酸钠和无机物，该脱墨剂具有良好的生物降解性，因而大大降低了对环境的污染。且该脱墨剂具有高白度和低残余油墨量的高质量的再生纸浆。该脱墨剂只能专用于旧报纸的脱墨，适用范围较小。

再如申请号为00131842.X的中国专利中，公开了一种环保节能型油墨清洗剂，它包括乳化剂、溶剂和水，该油墨清洗剂对油墨具有优良的溶解稀释能力，无毒害、无污染、不易燃、不易爆，对印刷机胶辊无损伤作用、使用方便，与汽油相比，价位低40％，用油量节约70％。该专利中的清洗剂是专门用来清洗油墨的，并不能用于废纸脱墨。

发明内容

解决的技术问题：为了解决现有技术的不足，得到一种适用于废纸、且纸浆再生率高、脱墨效果好、纸浆洁净比高的脱墨剂，本发明提供一种废纸脱墨剂及其制备方法和应用。

技术方案：一种废纸脱墨剂，由以下组分按重量份数配比组成：脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯20～35份，十二烯丁二酸酐12～34份，N，N-二氯对甲苯磺酰胺2～5份，二硝基替苯胺2～9份，4，5，7-三羟基-2-甲基蒽醌2～7份，2-甲基-4-丙硫醇2～9份，对硝基苯甲醇4～21份，4，4＇-二氨基二苯基醚2～6份，纳米级硼酸锆微粒2～7份，吐温助剂2～12份，3，4-亚基二氧基苯甲醛4～11份，3，4，5-三氨基苯甲酸2～9份，磷酸三对甲苯酯3～6份，质量浓度为10ppm～250ppm的异α-氨基正己酸400～600份，去离子水200～400份。

优选的，所述脱墨剂由以下组分按重量份数配比组成：脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯25～33份，十二烯丁二酸酐15～30份，N，N-二氯对甲苯磺酰胺3～4份，二硝基替苯胺3～7份，4，5，7-三羟基-2-甲基蒽醌4～5份，2-甲基-4-丙硫醇3～6份，对硝基苯甲醇5～19份，4，4＇-二氨基二苯基醚3～5份，纳米级硼酸锆微粒3～6份，吐温助剂4～9份，3，4-亚基二氧基苯甲醛5～9份，3，4，5-三氨基苯甲酸3～7份，磷酸三对甲苯酯4～6份，质量浓度为15ppm～200ppm的异α-氨基正己酸450～550份，去离子水230～350份。

一种废纸脱墨剂的制备方法，包括如下步骤：

第1步：在反应釜中，按重量份计，加入去离子水200～400份和N，N-二氯对甲苯磺酰胺2～5份，启动反应釜中的搅拌机，转速为10rpm～50rpm，启动反应釜中的加热器，温度升至20℃～30℃，加入2～9份二硝基替苯胺，2～7份4，5，7-三羟基-2-甲基蒽醌，搅拌均匀，反应釜中二硝基替苯胺和4，5，7-三羟基-2-甲基蒽醌总质量浓度为10％～50％，调整反应釜中溶液的pH值范围至4.0～8.5之间；

第2步：按重量份计，将2-甲基-4-丙硫醇2～9份，对硝基苯甲醇4～21份，纳米级硼酸锆微粒2～7份，通过400目筛网，采用能量为5MeV～10MeV、剂量为10kGy～40kGy的伽马射线辐照10～30分钟，得到改性的三者混合物；

第3步：将第2步得到的混合物加至质量浓度为10ppm～250ppm的异α-氨基正己酸中，并流加至反应釜中，流加速度为100～800毫升/分钟；启动反应釜搅拌机，转速为10rpm～50rpm；搅拌均匀后再加入脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯20～35份，升温至30℃～60℃，通入氮气5～20分钟，保温静置30～60分钟；再次启动反应釜搅拌机，转速为10rpm～50rpm，再加入十二烯丁二酸酐12～34份，使其反应液的亲水亲油平衡值为5.5～10.5，保温静置30～50分钟；

第4步：启动反应釜中的搅拌机，转速为10rpm～50rpm，边搅拌边向反应釜中加入4，4＇-二氨基二苯基醚2～6份，吐温助剂2～12份，磷酸三对甲苯酯3～6份，3，4-亚基二氧基苯甲醛4～11份，3，4，5-三氨基苯甲酸2～9份，温度为80℃～110℃，压力为0.01MPa～0.05MPa，反应2～20小时，降压至0MPa，降温至50℃出料，胶体溶液经造粒、干燥、粉碎后即得到一种废纸脱墨剂。

优选的，所述纳米级硼酸锆微粒的粒径小于20nm。

一种废纸脱墨剂在处理高浓度苯系物废纸浆过程中的应用。

优选的，所述苯系物为1,2,4-三氯苯、对二氯甲苯、对氯二苯酚中的至少一种。

优选的，所述脱墨剂应用于处理高浓度苯系物废纸浆过程中时废纸脱墨剂与高浓度苯系物废纸浆的质量比为1:400～800。

有益效果：废纸脱墨原理是根据油墨的特性，采用合理的方法来破坏油墨粒子对纤维的粘附力，即通过化学药品，机械外力和外部加热等作用，将印刷油墨粒子与纤维分离，并从纸浆中分离出去的工艺过程。废纸在水力碎浆机中进行离解，在机械作用和适当温度条件下，纸面润湿膨胀变形，纤维间原存在的氢键被削弱，在水力碎浆机产生的强大剪切作用下，废纸疏解成纤维，使成片油墨粒子分散开来，为保证均匀脱墨创造条件。

在采用本发明所述脱墨剂时，首先印刷油墨皂化，使颜料粒子从纤维中分离出来；其次将脱落的油墨粒子分散、吸收、除去。因此，本发明所述脱墨剂能够大大降低废纸上印刷油墨的表面张力，从而产生润滑、渗透、乳化、分散等多重作用，从而使得废纸上的油墨可被脱洗干净。

因而，本发明所述脱墨剂具有化学性质稳定、适用的pH值范围广、纸浆再生率高、脱墨效果好、纸浆洁净比高的优点；此外，其在使用过后不会产生沉淀，不会对周边环境造成污染；应用本发明所述的脱墨剂时，设备简单，运营成本低。

附图说明

图1为不同反应时间条件下实施例与对照例脱墨率的变化图；

图2为不同反应时间条件下实施例与对照例纸浆再生率的变化图；

图3不同反应时间条件下实施例与对照例纸浆洁净比的变化图。

具体实施方式

以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

实施例1

按照以下步骤制备本发明所述废纸脱墨剂：

第1步：在反应釜中，按重量份计，加入去离子水200份和N，N-二氯对甲苯磺酰胺2份，启动反应釜中的搅拌机，转速为10rpm，启动反应釜中的加热器，温度升至20℃，加入2份二硝基替苯胺，2份4，5，7-三羟基-2-甲基蒽醌，搅拌均匀，反应釜中二硝基替苯胺和4，5，7-三羟基-2-甲基蒽醌总质量浓度为10％，调整反应釜中溶液的pH值范围至4.0；

第2步：按重量份计，将2-甲基-4-丙硫醇2份，对硝基苯甲醇4份，纳米级硼酸锆微粒2份，通过400目筛网，采用能量为5MeV、剂量为10kGy的伽马射线辐照10分钟，得到改性的三者混合物；

第3步：将第2步得到的混合物加至质量浓度为10ppm的异α-氨基正己酸中，并流加至反应釜中，流加速度为100毫升/分钟；启动反应釜搅拌机，转速为10rpm；搅拌均匀后再加入脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯20份，升温至30℃，通入氮气5分钟，保温静置30分钟；再次启动反应釜搅拌机，转速为10rpm，再加入十二烯丁二酸酐12份，使其反应液的亲水亲油平衡值为5.5，保温静置30分钟；

第4步：启动反应釜中的搅拌机，转速为10rpm，边搅拌边向反应釜中加入4，4＇-二氨基二苯基醚2份，吐温助剂2份，磷酸三对甲苯酯3份，3，4-亚基二氧基苯甲醛4份，3，4，5-三氨基苯甲酸2份，温度为80℃，压力为0.01MPa，反应2小时，降压至0MPa，降温至50℃出料，胶体溶液经造粒、干燥、粉碎后即得到一种废纸脱墨剂。

实施例2

按照以下步骤制备本发明所述废纸脱墨剂：

第1步：在反应釜中，按重量份计，加入去离子水400份和N，N-二氯对甲苯磺酰胺5份，启动反应釜中的搅拌机，转速为50rpm，启动反应釜中的加热器，温度升至30℃，加入9份二硝基替苯胺，7份4，5，7-三羟基-2-甲基蒽醌，搅拌均匀，反应釜中二硝基替苯胺和4，5，7-三羟基-2-甲基蒽醌总质量浓度为50％，调整反应釜中溶液的pH值范围至8.5；

第2步：按重量份计，将2-甲基-4-丙硫醇9份，对硝基苯甲醇21份，纳米级硼酸锆微粒7份，通过400目筛网，采用能量为10MeV、剂量为40kGy的伽马射线辐照30分钟，得到改性的三者混合物；

第3步：将第2步得到的混合物加至质量浓度为250ppm的异α-氨基正己酸中，并流加至反应釜中，流加速度为800毫升/分钟；启动反应釜搅拌机，转速为50rpm；搅拌均匀后再加入脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯35份，升温至60℃，通入氮气20分钟，保温静置60分钟；再次启动反应釜搅拌机，转速为50rpm，再加入十二烯丁二酸酐34份，使其反应液的亲水亲油平衡值为10.5，保温静置50分钟；

第4步：启动反应釜中的搅拌机，转速为50rpm，边搅拌边向反应釜中加入4，4＇-二氨基二苯基醚6份，吐温助剂12份，磷酸三对甲苯酯6份，3，4-亚基二氧基苯甲醛11份，3，4，5-三氨基苯甲酸9份，温度为110℃，压力为0.05MPa，反应20小时，降压至0MPa，降温至50℃出料，胶体溶液经造粒、干燥、粉碎后即得到一种废纸脱墨剂。

实施例3

按照以下步骤制备本发明所述废纸脱墨剂：

第1步：在反应釜中，按重量份计，加入去离子水300份和N，N-二氯对甲苯磺酰胺3份，启动反应釜中的搅拌机，转速为30rpm，启动反应釜中的加热器，温度升至25℃，加入5份二硝基替苯胺，5份4，5，7-三羟基-2-甲基蒽醌，搅拌均匀，反应釜中二硝基替苯胺和4，5，7-三羟基-2-甲基蒽醌总质量浓度为50％，调整反应釜中溶液的pH值范围至7.0；

第2步：按重量份计，将2-甲基-4-丙硫醇5份，对硝基苯甲醇18份，纳米级硼酸锆微粒5份，通过400目筛网，采用能量为7MeV、剂量为25kGy的伽马射线辐照20分钟，得到改性的三者混合物；

第3步：将第2步得到的混合物加至质量浓度为150ppm的异α-氨基正己酸中，并流加至反应釜中，流加速度为600毫升/分钟；启动反应釜搅拌机，转速为40rpm；搅拌均匀后再加入脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯30份，升温至40℃，通入氮气10分钟，保温静置50分钟；再次启动反应釜搅拌机，转速为30rpm，再加入十二烯丁二酸酐34份，使其反应液的亲水亲油平衡值为7.5，保温静置40分钟；

第4步：启动反应釜中的搅拌机，转速为41rpm，边搅拌边向反应釜中加入4，4＇-二氨基二苯基醚3份，吐温助剂6份，磷酸三对甲苯酯5份，3，4-亚基二氧基苯甲醛8份，3，4，5-三氨基苯甲酸5份，温度为90℃，压力为0.04MPa，反应18小时，降压至0MPa，降温至50℃出料，胶体溶液经造粒、干燥、粉碎后即得到一种废纸脱墨剂。

对照例

对照例采用市售某品牌的脱墨剂进行废纸脱墨实验。

实施例4

将实施例1～3和对照例获得的脱墨剂用于处理高浓度苯系物废纸浆，脱墨剂与高浓度苯系物废纸浆的质量比为1:600，处理时间为20～120min，处理结束后对纸浆再生率、脱墨率、纸浆洁净比3个参数进行分析。其中处理20min、40min、60min、80min、100min、120min的效果变化曲线如图1～3所示；处理30min的数据如表1所示。

表1实施例1～3及对照例所述的脱墨剂脱墨效果

从表1及图1～3可见，本发明所述的废纸脱墨剂，其纸浆再生率、脱墨率、纸浆洁净比均高于现有技术生产的产品。

Claims (7)

1.一种废纸脱墨剂，其特征在于，由以下组分按重量份数配比组成：脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯20～35份，十二烯丁二酸酐12～34份，N，N-二氯对甲苯磺酰胺2～5份，二硝基替苯胺2～9份，4，5，7-三羟基-2-甲基蒽醌2～7份，2-甲基-4-丙硫醇2～9份，对硝基苯甲醇4～21份，4，4＇-二氨基二苯基醚2～6份，纳米级硼酸锆微粒2～7份，吐温助剂2～12份，3，4-亚基二氧基苯甲醛4～11份，3，4，5-三氨基苯甲酸2～9份，磷酸三对甲苯酯3～6份，质量浓度为10ppm～250ppm的异α-氨基正己酸400～600份，去离子水200～400份。

2.根据权利要求1所述的一种废纸脱墨剂，其特征在于，由以下组分按重量份数配比组成：脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯25～33份，十二烯丁二酸酐15～30份，N，N-二氯对甲苯磺酰胺3～4份，二硝基替苯胺3～7份，4，5，7-三羟基-2-甲基蒽醌4～5份，2-甲基-4-丙硫醇3～6份，对硝基苯甲醇5～19份，4，4＇-二氨基二苯基醚3～5份，纳米级硼酸锆微粒3～6份，吐温助剂4～9份，3，4-亚基二氧基苯甲醛5～9份，3，4，5-三氨基苯甲酸3～7份，磷酸三对甲苯酯4～6份，质量浓度为15ppm～200ppm的异α-氨基正己酸450～550份，去离子水230～350份。

3.权利要求1或2所述的一种废纸脱墨剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

第1步：在反应釜中，按重量份计，加入去离子水200～400份和N，N-二氯对甲苯磺酰胺2～5份，启动反应釜中的搅拌机，转速为10rpm～50rpm，启动反应釜中的加热器，温度升至20℃～30℃，加入2～9份二硝基替苯胺，2～7份4，5，7-三羟基-2-甲基蒽醌，搅拌均匀，反应釜中二硝基替苯胺和4，5，7-三羟基-2-甲基蒽醌总质量浓度为10％～50％，调整反应釜中溶液的pH值范围至4.0～8.5之间；

第2步：按重量份计，将2-甲基-4-丙硫醇2～9份，对硝基苯甲醇4～21份，纳米级硼酸锆微粒2～7份，通过400目筛网，采用能量为5MeV～10MeV、剂量为10kGy～40kGy的伽马射线辐照10～30分钟，得到改性的三者混合物；

第3步：将第2步得到的混合物加至质量浓度为10ppm～250ppm的异α-氨基正己酸中，并流加至反应釜中，流加速度为100～800毫升/分钟；启动反应釜搅拌机，转速为10rpm～50rpm；搅拌均匀后再加入脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯20～35份，升温至30℃～60℃，通入氮气5～20分钟，保温静置30～60分钟；再次启动反应釜搅拌机，转速为10rpm～50rpm，再加入十二烯丁二酸酐12～34份，使其反应液的亲水亲油平衡值为5.5～10.5，保温静置30～50分钟；

第4步：启动反应釜中的搅拌机，转速为10rpm～50rpm，边搅拌边向反应釜中加入4，4＇-二氨基二苯基醚2～6份，吐温助剂2～12份，磷酸三对甲苯酯3～6份，3，4-亚基二氧基苯甲醛4～11份，3，4，5-三氨基苯甲酸2～9份，温度为80℃～110℃，压力为0.01MPa～0.05MPa，反应2～20小时，降压至0MPa，降温至50℃出料，胶体溶液经造粒、干燥、粉碎后即得到一种废纸脱墨剂。

4.根据权利要求3所述的一种废纸脱墨剂的制备方法，其特征在于，所述纳米级硼酸锆微粒的粒径小于20nm。

5.根据权利要求1所述的一种废纸脱墨剂在处理高浓度苯系物废纸浆过程中的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述苯系物为1,2,4-三氯苯、对二氯甲苯、对氯二苯酚中的至少一种。

7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，废纸脱墨剂与高浓度苯系物废纸浆的质量比为1:400～800。