利用离子液体进行办公废纸脱墨脱色的方法技术

本发明专利技术涉及利用离子液体进行办公废纸脱墨脱色的方法。本发明专利技术中所用的废纸脱墨脱色过程中没有使用碱、有机溶剂等污染严重、毒性较大的化学试剂，克服现有碱法脱墨技术对环境污染严重，脱墨药品无法回收和酶法脱墨技术中条件控制苛刻的问题。离子液体可以富集回收循环利用，节约成本。微波加热设备简单，价格便宜，操作条件温和无毒，无害。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
废纸回收就是把可用的纸浆纤维素从纸张的其他组分(如油墨、 颜料、无机填料、激光调色剂颗粒、粘合剂等)中分离出来，对废纸 进行再生处理的过程。回收过程中会产生两种物料1、纸浆纤维， 叫做"再生"纤维，可重新作为造纸原料。由于纸张中的纤维素聚集 态结构的特点，分子间和分子内存在地大量的氢键，使得纤维素具有不熔化、在大多数溶剂中不溶解的特点，加工性能较差。2、复合废 料，主要包括废纸中含有的油墨和颜料。油墨和颜料的残存量左右着 回收纸浆纤维素的质量，并决定回收纸浆纤维素的用途。因此，如何 高效溶解纸张纤维素，并去除纸张中的主要杂质如油墨和颜料是废纸 回收再利用的关键。传统的废纸主要是废旧新闻纸、生活用纸、包装纸、废旧书籍等。 然而，随着时代的进步，办公自动化的不断发展，激光印刷与影印越 来越快速便捷，办公废纸的数量越来多，并逐步成为废纸回收中重要 的一支。因此，研究办公废纸的回收，尤其是办公废纸的脱墨、脱色 技术具有重要的意义。然而办公废纸与传统的废旧报纸、废旧生活用纸，包装纸的回收 存在很大的不同，首先，影印与激光印刷的办公废纸的印刷方式中所 用的油墨是除了主要成分热塑性树脂外，还加入了烯烃、颜料、电荷 控制剂、流动化剂等添加剂。在印刷过程中，加热油墨使其熔融或加 以压力使油墨固定在纸上，比一般印刷多了熔融、固化这两个程序。 因此，在办公废纸离解或碎浆过程中，油墨与纤维素结合牢固以及碎 解后的油墨离子分布范围太广等是造成油墨难于与纤维素分离的主 要原因；另外，热塑性树脂主要是苯乙烯与丙烯酸之类树脂的共聚物， 不溶于水，传统的废纸碱法脱墨所用的加碱皂化等方式对它不起作 用。同时，处理废纸时需要加入大量的化学试剂，造成污染负荷增加， 污染环境。同时使用碱法脱墨时，含有较多机械浆的废纸易发生"碱 变黑"现象，引起纸浆白度降低，并需专设漂白工艺才能保证浆的白 度，影响纸的质量。因此，用传统的化学试剂、机械作用等方法难以 奏效。目前生物酶法脱墨技术对办公废纸的脱墨比较有效，其工艺是利 用纤维素酶的生物催化作用，降解部分纤维素丝使油墨和纤维素的连接减弱，使油墨易于从纤维素上分离下来,再将油墨粒子进一歩通过浮选法或洗涤法从纸浆中除去(相关专利CN 1594729 A; CNll6rT791 A及CN 1299902 A等)。但酶法脱墨技术中用于脱墨的生物酶对环境 要求敏感，温度和pH值都对酶的活性影响显著，进行脱墨时为了调 节pH值，也需加入酸碱等化学试剂，同样存在环境污染。这些方法所用到的浮选、洗涤等去除油墨的工艺过程均需采用水 力碎桨机。而办公废纸经水力碎浆机处理后，油墨的颗粒将分散成薄 片状结构，用常规脱墨方法(如浮选法和洗涤法)处理时纤维素损失 高达20 25%，固体废弃物量大，成本高，脱墨效率低，油墨很难 去除。况且水力碎浆机本身在工作时，由于纸浆对叶轮转动的阻力极 高，装机容量和动力消耗很大，使得脱墨浓度低，动力消耗及化学药 品消耗高，脱墨效率难以提高，成本较高。因此急需寻找一种高效无 污染的绿色溶剂，不仅可以溶解纸张纤维，而且可以很好地分离纸张 纤维与油墨、颜料，实现无污染、无毒害、低能耗、绿色环保的办公 废纸脱墨、脱色方法。离子液体作为一种环境友好型的绿色反应介质，具有较宽的液态温度范围，极低的蒸气压、良好的热稳定性，较高的极性、不易燃、 无毒害的特点，现已被广泛应用于纤维素的溶解。Richafd等(J.AM. CHEM. SOC. 2002, 124, 4974)研究了用l-甲基-3-丁基咪唑氯盐溶解 滤纸，最大溶解量可达25%。专利CN1596282 A报道了用离子液体 微波加热溶解纤维状纤维素、木浆、棉绒、棉花球或纸。Zhang等 (Macromolecules, 2005， 38, 8272)报道了用功能性离子液体1-烯丙 基_3-甲基咪唑氯盐溶解纤维素，并通过铺膜的方法使纤维素再生。但 在实际应用中，办公废纸中不仅含有纤维素还含有油墨、颜料等杂质， 如何高效的利用离子液体溶解纤维素并去除油墨、颜料杂质是办公废 纸回收的关键，而关于利用离子液体进行办公废纸脱墨、脱色的相关 技术还未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供利用离子液体进行办公废纸脱墨脱色的 方法。该技术无污染、无毒害、绿色环保。本专利技术的原理在于，离子液体可以溶解办公废纸中的纤维素，形 成离子液体/纤维素溶液；而油墨、颜料等其他杂质不溶于离子液体， 从而达到办公废纸中的纤维素与油墨、染料等杂质分离的目的。纤维 素可以通过铺膜的方式进行再生，离子液体采用双水相技术回收再利 用。离子液体/纤维素溶液中的油墨可以离心分离除去，颜料用活性 炭进行物理吸附分离。下面，介绍本专利技术涉及利用离子液体进行办公废纸脱墨脱色的方说明书第3/5页法。一种利用离子液体进行办公废纸脱墨的方法，其步骤和条件如下1) 所述办公废纸在使用前未经活化处理； 所述的办公废纸在经过碎纸机绞碎后使用效果更好； 对办公废纸和离子液体进行充分干燥是必须的，因为体系中游离的水分会劣化离子液体对纤维素的溶解能力。所述的办公废纸为激光打印废纸、便条废纸、彩色复印废纸、复 印文件、商业名片、通讯刊物、杂志；2) 将办公废纸和离子液体按1: 5 1: 20的质量比混合，优选质 量比为1: 7 1: 10，用微波加热使废纸中的纤维素完全溶解在离子 液体中，得到离子液体/纤维素溶液；油墨粒子悬浮于溶液中；3) 离心分离离子液体/纤维素溶液和油墨；4) 将分离后的离子液体/纤维素溶液铺膜使纤维素再生，水洗， 干燥处理，得到再生纤维素膜；离子液体溶丁水中与纤维素膜分离；5) 在离子液体水溶液中加入无机盐(如K3P04、 K2HP04、 K2C03)，使离子液体经双水相方法回收再利用。离子液体与无机盐的质量比为 1: 0.6。一种利用离子液体进行办公废纸脱色的方法1) 所述办公废纸在使用前未经活化处理； 所述的办公废纸在经过碎纸机绞碎后使用效果更好； 对办公废纸和离子液体进行充分干燥是必须的，因为体系中游离的水分会劣化离子液体对纤维素的溶解能力。所述的办公废纸为激光打印废纸、便条废纸、彩色复印废纸、复 印文件、商业名片、通讯刊物、杂志；2) 将办公废纸和离子液体按按1: 5 1: 20的质量比混合，优选 质量比为h 7 1: 10，微波加热使废纸中的纤维素完全溶解在离子液体中，办公废纸与离子液体混合后用微波反复加热，直至显微镜下观察无纤维素丝，溶解完全，得到离子液体/纤维素溶液；3) 将溶解在离子液体中的纤维素溶液铺膜或纺丝、水洗、干燥， 得到再生纤维素丝、膜片或薄膜再生纤维素制品；离子液体在水洗时 溶于水中，颜料也冲洗到水相与纤维素分离，得到离子液体/颜料水 溶液；4) 在离子液体/颜料水溶液中加入活性碳吸附颜料后，离子液体 水溶液呈无色透明。离心除去少量悬浮活性炭后得到离子液体水溶 液；5) 在离子液体水溶液中加入无机盐(如K3P04、K2HP04、K2C03)，使离子液体经双水相方法回收再利用；离子液体与无机盐的质量比为1: 0.6;所述的离子液体为l-甲基-3-丁基咪唑氯盐离子液体(Cl)， 使用前经过真空干燥处理。CN 95190080.3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用离子液体进行办公废纸脱墨的方法，其特征在于，其步骤和条件如下：１）所述办公废纸在使用前未经活化处理；对办公废纸和离子液体进行干燥；２）将办公废纸和离子液体按１∶５～１∶２０的质量比混合，优选质量比为１∶７～１∶１０，用微波加热使废纸中的纤维素完全溶解在离子液体中，得到离子液体／纤维素溶液；油墨粒子悬浮于溶液中；３）离心分离离子液体／纤维素溶液和油墨；４）将溶解在离子液体中的纤维素溶液铺膜或纺丝、水洗、干燥，得到再生纤维素丝、膜片或薄膜再生纤维素制品；离子液体溶于水中与纤维素膜分离；５）在离子液体水溶液中加入无机盐（如Ｋ↓［３］ＰＯ↓［４］、Ｋ↓［２］ＨＰＯ↓［４］、Ｋ↓［２］ＣＯ↓［３］），使离子液体经双水相方法回收再利用，离子液体与无机盐的质量比为１∶０．６；所述的离子液体为１－甲基－３－丁基咪唑氯盐离子液体（［Ｃ↓［４］ｍｉｍ］Ｃ１）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈继，郭琳，刘郁，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]