[发明专利]纳米TiO2复配体系及在废纸脱墨浆助留助滤中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种废纸脱墨浆的助留助滤剂，尤其是应用于废纸脱墨浆助留助滤的纳米TiO₂多元复配体系。

背景技术

助留助滤剂是纸页成形过程的重要助剂，近些年来，越来越多的学者致力于造纸过程中助留助滤剂的研究。上世纪八十年代，由无机负电微粒和有机正电高聚物组成的微粒助留助滤体系在纸页抄造过程中得到广泛应用，一定程度上满足了纸机高速运行的需要。近来通过与其它高聚物复配，有机正电微粒和无机正电微粒也被作为助留助滤剂引入到纸机湿部化学中来，因该类微粒正电性与浆料的负电性正好相反，存在比负电微粒体系产生更好留着与滤水效果的可能，并初步显示出诱人的应用前景，形成新的研究热点。尤其是阳离子微粒助留助滤剂对白水中DCS(溶解和胶体性物质)的去除与控制效果，更是引起了研究者的兴趣。尤其是废纸脱墨浆(DIP)中，因其DCS含量大，能否有效期去除更是显得尤为重要。

纳米TiO₂具有巨大的比表面积和正电性，其表面丰富的羟基使其易与其他物质发生吸附，因此对于浆料的负电性纤维、细小物质、DCS等会产生吸附絮聚作用。研究发现纳米TiO₂的二元体系对脱墨浆中DCS有好的去除与控制效果。

单独的纳米TiO₂或者淀粉和高聚物的助留助滤效果在一定程度上受到限制，而且目前的研究没有考虑实际生产中填料的存在，不能很好的体现实际生产状况。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的缺点，在更加贴近实际生产的前提下，添加了填料，探索性地寻找最优的助留助滤配方，通过改变各多元体系组分、含量等得到不同的配方，通过动态滤水实验来考察各体系的助留助滤效果，得到留着和滤水性能都好的配方。

为达到这一目的，本发明采取了如下技术方案：

一种纳米TiO₂二元复配体系，包括纳米TiO₂和聚合物，所述聚合物为淀粉类聚合物或聚丙烯酰胺类聚合物，其中淀粉类聚合物为两性淀粉或阳离子淀粉，聚丙烯酰胺类聚合物为阳离子聚丙烯酰胺或阴离子聚丙烯酰胺，所述二元体系中纳米TiO₂和淀粉类聚合物的比例为(1～10)∶5；纳米TiO₂和聚丙烯酰胺类聚合物的比例为(2～20)∶1。所述纳米TiO₂的平均粒径为7.91nm。

优选地，二元复配体系中，当聚合物为阴离子聚丙烯酰胺时，复配体系的添加顺序为先添加纳米TiO₂，再添加聚合物；当聚合物为淀粉类聚合物或阳离子聚丙烯酰胺时，复配体系的添加顺序为先添加聚合物，再添加纳米TiO₂。

一种纳米TiO₂三元复配体系，包括纳米TiO₂以及淀粉类聚合物和聚丙烯酰胺类聚合物，其中淀粉类聚合物为两性淀粉或阳离子淀粉，聚丙烯酰胺类聚合物为阳离子聚丙烯酰胺或阴离子聚丙烯酰胺，所述纳米TiO₂、淀粉类聚合物和聚丙烯酰胺类聚合物三者的比例为(1～20)∶(1～40)∶1。

优选地，三元复配体系中，复配体系的添加顺序为先添加聚丙烯酰胺类聚合物，再添加淀粉类聚合物，最后添加纳米TiO₂。

优选地，所述的两性淀粉的阳离子取代度从0.01到0.5，阴离子取代度从0.01到0.5；所述阳离子淀粉的阳离子取代度从0.01到0.5。

优选地，所述阴离子聚丙烯酰胺的分子量从500万到1500万；所述阳离子聚丙烯酰胺的分子量从500万到1500万，其阳离子度从10％到50％。

上述复配体系在废纸脱墨浆助留助滤中的应用，所述废纸脱墨浆中加有填料，所述填料为碳酸钙、高岭土或者滑石粉，且为所述废纸脱墨浆绝干浆质量浓度的20％。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明中纳米TiO₂的多元复配体系对DIP抄造有良好的助留助滤效果；两性淀粉以及阳离子淀粉中存在电荷相反的极性，且具有三维结构，为纤维、DCS等提供了更多的结合机会，改善了絮体结构，增加更多的絮聚机会，从而有利于助留与滤水。

附图说明

图1为纳米TiO₂和CS、AmS二元体系的助留效果图；

图2为纳米TiO₂和CPAM、APAM二元体系的的助留效果图；

图3为纳米TiO₂和CS、AmS二元体系的滤水性能效果图；