本發明涉及一種造紙技術領域的助劑,尤其涉及一種高效脫墨劑及其制備方法。
背景技術:
脫墨劑是造紙工業中增加回收廢紙紙漿白度的一類重要化學品,化學脫墨主要分為浮選法脫墨劑和洗滌法脫墨劑兩種,其中,浮選法脫墨劑是目前生產中應用最廣泛和最有效的脫墨劑。
脫墨劑主要包括陰離子脂肪酸皂類、非離子脂肪醇類和脂肪醚類,復合型表面活性劑類,生物酶類,無機-有機復合類等,其中,通過結構設計合成出來的高分子脫墨劑具有非常高效的脫墨效果,如申請人提交的專利CN104017429A中描述的脫墨劑。
然而這類產品中制備過程中所用到的原料如丙烯酸高級脂肪酯,聚醚單體等成本偏高,且制備過程中通常需要加入一定量有機溶劑,使得最終脫墨劑的成本偏高。
技術實現要素:
針對上述技術現狀,本發明提供了一種成本低、脫墨效果好的高效脫墨劑及其制備方法。
本發明提供了一種高效脫墨劑,有如通式(I)的結構:
其中,R1為H或者CH3;R2為碳個數為7~23的脂肪鏈;Y為陰離子型單體單 元,選自(甲基)丙烯酸、對乙烯基苯磺酸鈉、衣康酸、富馬酸;Z為第四單體,選自如甲基、非丙烯酸酯類、丙烯酰胺、醋酸乙烯酯及丙烯酸羥乙酯的非離子單體;
X結構如通式(II)所示:
其中,M為鏈接基團,可以是羰基也可以是亞甲基,EO、PO和DO分別為環氧乙烷、環氧丙烷和環氧丁烷單元,各單元組合為嵌段或無規組合;R5為H,羥基或者烷基。
另一方面,本發明還一種制備上述的高效脫墨劑的方法,包括下述步驟:
步驟1:反應釜中加入水,打開攪拌,并將體系溫度升至65~75℃;
步驟2:向反應釜中依次加入高分子脫墨劑、油酸鈉、NP-10、螯合劑,攪拌混合,保溫反應2小時;
步驟3:降溫出料,獲得所述的高效脫墨劑。
為了優化上述制備方法,本發明采取的措施還包括:
優化各個組分,各組分的重量份數如下:
螯合劑優選自三聚磷酸鈉、乙二胺四乙酸(鈉)、二亞乙基三胺五乙酸(鈉)的一種或多種。
與現有技術相比,本發明通過復合技術,在原有高性能高分子脫墨劑的基礎上,加入一些廉價協同組分,使得最終的產品性能得以保持甚至有所增加,而使用卻成本大幅降低,有利于其在廢紙脫墨領域的推廣應用。
具體實施方式
本發明提供了一種高效脫墨劑,有如通式(I)的結構:
其中,R1為H或者CH3;R2為碳個數為7~23的脂肪鏈;Y為陰離子型單體單元,選自(甲基)丙烯酸、對乙烯基苯磺酸鈉、衣康酸、富馬酸;Z為第四單體,選自如甲基、非丙烯酸酯類、丙烯酰胺、醋酸乙烯酯及丙烯酸羥乙酯的非離子單體;
X結構如通式(II)所示:
其中,M為鏈接基團,可以是羰基也可以是亞甲基,EO、PO和DO分別為環氧乙烷、環氧丙烷和環氧丁烷單元,各單元組合為嵌段或無規組合;R5為H,羥基或者烷基。
下面通過具體實施例對本發明進行詳細和具體的介紹,以使更好的理解本發明的高效脫墨劑及其制備方法,但是下述實施例并不限制本發明范圍。
作為實施例的參考,利用現有技術中的制造脫墨劑的方法進行如下比較例1-2的操作。
比較例1.
在反應釜中加工業酒精480g,隨后在回流條件下升溫到70℃,然后加入300g單體混合物,包括120g丙烯酸聚氧乙烯酯(MW=1000),100g丙烯酸,30g丙烯酸十八酯、15g丙烯酸羥乙酯、35g工業酒精,將反應釜反復抽真空通氮2~3次,然后維持通氮,加入2.5%的亞硫酸氫鈉100g,2.5%的過硫酸銨60g,將體系溫度保持在70℃左右反應半小時,然后再加入2.5%的過硫酸銨40g保溫反應3.5小時,最后用50%的燒堿將pH調節到7,冷卻出鍋即得到固含量約27%的淡黃色帶有一定粘度液體,即為最終產品。
比較例2.
在反應釜中加入700g水,開動攪拌,升溫至70℃,依次加入12g油酸鈉、15g NP-10、2g二亞乙基三胺五乙酸鈉、1g三聚磷酸鈉,低速攪拌反應2小時,降溫至40℃以下后出料。
實施例1.
在反應釜中加入700g水,開動攪拌,升溫至70℃,依次加入20g比較例1中高分子脫墨劑、4g油酸鈉、5g NP-10、0.67g二亞乙基三胺五乙酸鈉、0.33g三聚磷酸鈉,低速攪拌反應2小時,降溫至40℃以下后出料。
實施例2.
在反應釜中加入700g水,開動攪拌,升溫至70℃,依次加入15g比較例1中高分子脫墨劑、6g油酸鈉、7.5g NP-10、1g二亞乙基三胺五乙酸鈉、0.5g三聚磷酸鈉,低速攪拌反應2小時,降溫至40℃以下后出料。
實施例3.
在反應釜中加入700g水,開動攪拌,升溫至70℃,依次加入10g比較例1中高分子脫墨劑、8g油酸鈉、10g NP-10、1.33g二亞乙基三胺五乙酸鈉、0.67g三聚磷酸鈉,低速攪拌反應2小時,降溫至40℃以下后出料。
實施例4.
在反應釜中加入700g水,開動攪拌,升溫至70℃,依次加入25g比較例1中高分子脫墨劑、2g油酸鈉、2.5g NP-10、0.333g二亞乙基三胺五乙酸鈉、0.167g三聚磷酸鈉,低速攪拌反應2小時,降溫至40℃以下后出料。
應用實例1.
選取雜志廢紙和新聞廢紙重量比為3:7的絕干原料200g加入碎漿機中,再加入脫墨藥品后和水后再55℃下將廢紙碎解20分鐘,各脫墨藥品的用量均以占絕干漿的百分比計燒堿(固含量33%)4%,硅酸鈉(固含量33%)4%,雙氧水(固含量33%)3%,脫墨劑0.1%。將疏解后的紙漿倒出,靜置30min;將紙漿放入浮選槽內,加自來水使紙漿濃度控制在1%,在1200rpm/min下攪拌5分鐘進行稀釋,然后鼓入空氣進行浮選10min,用100目網進行過濾,再用清水稀釋到1.0%的濃度。將碎解后、浮選后的紙漿進行手抄片,抄紙定量為100g/㎡;檢測手抄片紙樣的白度。
表1給出了上述方法所制備紙張的應用數據。
表1.添加脫墨劑的手抄片白度指標
由上述實施例、對比例和應用例可知,本發明所用方法合成的脫墨劑中,當高效高分子脫墨劑含量不低于固含量50%時具有很好的應用性能,并且由于協同效應,在其含量占固含量三分之二時,其脫墨效果較單一高分子脫墨劑略有提升,當脫墨劑中高分子脫墨劑含量較低時,其脫墨效果也大幅下降。
以上對本發明的具體實施例進行了詳細描述,但其只是作為范例,本發明并不限制于以上描述的具體實施例。對于本領域技術人員而言,任何對本發明進行的等同修改和替代也都在本發明的范疇之中。因此,在不脫離本發明的精神和范圍下所作的均等變換和修改,都應涵蓋在本發明的范圍內。