一种造纸污泥回用剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种造纸污泥回用剂的制备方法，采用聚乙烯醇与甲基丙烯酸酯化反应生成聚合酯，之后在引发剂过硫酸铵的作用下与阳离子单体DMC和丙烯酰胺聚合为高分子聚合物，最后表面枝接壳聚糖即得回用剂，该回用剂可高效回收造纸污泥中随循环水流失的细小纤维、碳酸钙、滑石粉、淀粉、施胶剂等造纸原料，不仅可节省造纸浆料，提升原料留着率和利用率进而提升制得的纸品品质，而且减少了污泥的产生量，从而节省污泥处理的能耗及费用，利于工业生产。

Preparation of a Paper Sludge Recycling Agent

【技术实现步骤摘要】
一种造纸污泥回用剂的制备方法
本专利技术涉及清洁生产及废弃物处理
，特别涉及一种造纸污泥回用剂的制备方法。
技术介绍
造纸生产过程中，随着污水循环水的流动，大量细小纤维、碳酸钙、滑石粉、淀粉、施胶剂等随水流失，流失物长时间在水体中会被厌氧菌污染变成污泥，形成固废，不仅浪费大量的原材料，形成的固体废弃物还严重污染了环境。针对现有造纸污泥的处理，多采用压滤填埋焚烧或使用造纸污泥制备其余低利率的污泥板材等，压滤填埋的处理方法无法从本质上消除污染，而焚烧又会产生大量烟气，造成新的污染，制备污泥板材的利率较低且无法高效利用污泥，影响经济效益，不适用于工业生产，并且重要的是上述处理方法均无法做到充分利用原料用于造纸、节约成本并提升纸质的目的。故如何制备一种可回收利用造纸污泥中流失的原料的药剂是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种造纸污泥回用剂的制备方法，制备一种可回收造纸污泥中流失的细小纤维等造纸原料的药剂，提升原料留着率和利用率，提升纸品品质，同时降低固体废弃物的产出，节省后续污泥处理费用。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种造纸污泥回用剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚乙烯醇与甲基丙烯酸混合并搅拌均匀，置于密闭容器中反应2-3h，降至室温，得聚乙烯醇甲基丙烯酸酯和聚乙烯醇双甲基丙烯酸酯的混合物；(2)向所述步骤(1)中所得的聚乙烯醇甲基丙烯酸酯和聚乙烯醇双甲基丙烯酸酯的混合物中加入过量去离子水和一定量的阳离子单体DMC，然后加入丙烯酰胺，搅拌均匀的混合物；(3)向所述步骤(2)所得的混合物中加入过硫酸铵并搅拌均匀，之后升温反应2.5-3.5h，得亲水性高分子聚合物；(4)将所述步骤(3)制得的亲水性高分子聚合物降温，之后加入羧化壳聚糖，搅拌反应10-15min出料，即得造纸污泥回用剂。优选的，所述步骤(1)中的催化剂为对甲基苯磺酸，其用量为聚丙烯醇和甲基丙烯酸混合物摩尔质量的5‰-1.5％。优选的，所述步骤(1)中的反应温度为130-165℃。上述优选技术方案的有益效果是：温度低时酯化反应进行的很慢甚至无法进行，温度过高会出现甲基丙烯酸自聚反应致使反应失败，无法制得产物，故本专利技术将温度限定于130-165℃，使反应可顺利进行的前提下还具有最高的反应效率。优选的，所述步骤(1)中聚乙烯醇与甲基丙烯酸的摩尔比为1：(1.1-1.3)。上述优选技术方案的有益效果是：在此比例下反应聚乙烯醇甲基丙烯酸单酯和聚乙烯醇甲基丙烯酸双酯的比例能达到最优化。优选的，所述步骤(1)中的反应在氮气氛围中进行。上述优选技术方案的有益效果是：采用氮气作为带水剂和反应保护剂，既不会带入其它杂质又能使反应隔绝空气的影响。优选的，所述步骤(2)中加入的阳离子单体DMC的量为聚丙烯醇和甲基丙烯酸混合物摩尔质量的3-5％，加入的丙烯酰胺的量为聚丙烯醇和甲基丙烯酸混合物摩尔质量的2-3％。上述优选技术方案的有益效果是：阳离子单体DMC给产品带来了阳离子度，使其带正电荷，可以很好的和污泥中带负电荷细小纤维、碳酸钙填料、胶黏物等结合，更好的将其回用到纸张中，用量过低无法保证回用率，用量过高则会使污泥相互排斥，无法回用。优选的，所述步骤(3)中加入的过硫酸铵的量为聚丙烯醇和甲基丙烯酸混合物摩尔质量的1.7-2.6％。上述优选技术方案的有益效果是：引发剂用量过低，会导致产品的分子量过高，且反应不充分，产品性能达不到标准；引发剂用量过高，会导致产品的分子量过低，且产品会出现残渣，影响使用效果。优选的，所述步骤(3)中的反应温度为72-82℃。上述优选技术方案的有益效果是：温度低反应速率低，单体会在反应釜中累计，单体反应不能按正常比例的精聚速率反应，无法做到有效的控制目标产品的有效量，并且产品的分子量过高；温度高会反应速率过快，聚合热量无法有效的散出，会使反应暴聚，产品的粒径大，影响产品的性能。优选的，所述步骤(4)中加入的羧化壳聚糖的量为聚丙烯醇和甲基丙烯酸混合物摩尔质量的10-16％。上述优选技术方案的有益效果是：在此范围内羧化壳聚糖的效果与上部产品的氢键结合最牢固，产品的性能最好。优选的，所述步骤(4)中的降温为降温至50℃。上述优选技术方案的有益效果是：温度过高，反应过程危险性大，具有安全隐患，温度过低不利于羧化壳聚糖和产品的氢键结合。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术提供了一种造纸污泥回用剂的制备方法，采用多种原料经过酯化、引发聚合及壳聚糖枝接等反应制得了一种造纸污泥回用剂，回用剂具有的阳离子电荷，使产品可以很好的和污泥中带负电荷细小纤维、碳酸钙填料、胶黏物等结合又能和纸浆纤维结合，产品的高分子量又会增加其和纸浆纤维的结合概率，会更好的使污泥回用到纸张中，可有效提升原料留着率，回收造污泥中随循环水流失的细小纤维、碳酸钙、滑石粉、淀粉、施胶剂等造纸原料，不仅可节省造纸浆料，提升原料利用率进而提升制得的纸品品质，而且减少了污泥的产生量，从而节省污泥处理的能耗及费用，利于工业生产。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1附图为本专利技术实施例制得的回用剂的纸浆留着率测试对比图；具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1本专利技术提供了一种造纸污泥回用剂的制备方法，具体采用如下步骤：(1)将聚乙烯醇、甲基丙烯酸按摩尔比为1：(1.1-1.3)与占聚乙烯醇、甲基丙烯酸混合物摩尔质量5‰-1.5％的对甲基苯磺酸混合并搅拌均匀，置于密闭容器中在氮气氛围中130-165℃的环境下反应2-3h，降至室温，得聚乙烯醇甲基丙烯酸酯和聚乙烯醇双甲基丙烯酸酯的混合物；(2)向步骤(1)中所得的聚乙烯醇甲基丙烯酸酯和聚乙烯醇双甲基丙烯酸酯的混合物中加入过量去离子水和占聚丙烯醇与甲基丙烯酸混合物摩尔质量3-5％的阳离子单体DMC，然后加入占聚丙烯醇与甲基丙烯酸混合物摩尔质量2-3％的丙烯酰胺，搅拌均匀的混合物；(3)向步骤(2)所得的混合物中加入占聚丙烯醇与甲基丙烯酸混合物摩尔质量1.7-2.6％的过硫酸铵并搅拌均匀，之后升温至72-82℃反应2.5-3.5h，得亲水性高分子聚合物；(4)将步骤(4)制得的亲水性高分子聚合物降温至50℃，之后加入占聚丙烯醇与甲基丙烯酸混合物摩尔质量10-16％的羧化壳聚糖，搅拌反应10-15min出料，即得造纸污泥回用剂。下面将采用实施例2-9的具体数值，经实施例1的方法制备的造纸污泥回用剂，对本专利技术的技术效果进行进一步说明：采用同批造纸污泥对上述实施例1-3制得的回用剂进行回用性能测试，结果如下：具体与未添加回用剂的浆料的留着率的对比如附图1所示，由附图1表明，本专利技术技术方案生产的造纸污泥回用剂可有效提升浆料的留着率，降低原料有效组分的流失量，提升原料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种造纸污泥回用剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将聚乙烯醇、甲基丙烯酸和催化剂混合并搅拌均匀，置于密闭容器中反应2‑3h，降至室温，得聚乙烯醇甲基丙烯酸酯和聚乙烯醇双甲基丙烯酸酯的混合物；(2)向所述步骤(1)中所得的聚乙烯醇甲基丙烯酸酯和聚乙烯醇双甲基丙烯酸酯的混合物中加入过量去离子水和一定量的阳离子单体DMC，然后加入丙烯酰胺，搅拌均匀的混合物；(3)向所述步骤(2)所得的混合物中加入过硫酸铵并搅拌均匀，之后升温反应2.5‑3.5h，得亲水性高分子聚合物；(4)将所述步骤(3)制得的亲水性高分子聚合物降温，之后加入羧化壳聚糖，搅拌反应10‑15min出料，即得造纸污泥回用剂。

【技术特征摘要】
1.一种造纸污泥回用剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将聚乙烯醇、甲基丙烯酸和催化剂混合并搅拌均匀，置于密闭容器中反应2-3h，降至室温，得聚乙烯醇甲基丙烯酸酯和聚乙烯醇双甲基丙烯酸酯的混合物；(2)向所述步骤(1)中所得的聚乙烯醇甲基丙烯酸酯和聚乙烯醇双甲基丙烯酸酯的混合物中加入过量去离子水和一定量的阳离子单体DMC，然后加入丙烯酰胺，搅拌均匀的混合物；(3)向所述步骤(2)所得的混合物中加入过硫酸铵并搅拌均匀，之后升温反应2.5-3.5h，得亲水性高分子聚合物；(4)将所述步骤(3)制得的亲水性高分子聚合物降温，之后加入羧化壳聚糖，搅拌反应10-15min出料，即得造纸污泥回用剂。2.根据权利要求1所述的一种造纸污泥回用剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的催化剂为对甲基苯磺酸，其用量为聚丙烯醇和甲基丙烯酸混合物摩尔质量的5‰-1.5％。3.根据权利要求1所述的一种造纸污泥回用剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的反应温度为130-165℃。4.根据权利要求1所述的一种造纸污泥回用剂的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘阳，杜祥森，陈立莹，
申请(专利权)人：青岛祥泽高新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37