[发明专利]造纸废浆污泥纤维复合填充剂及其在塑料制备中的应用

说明书

本发明属于环境保护技术领域，涉及造纸工业的废弃物，尤其涉及一种造纸工业废浆污泥及其应用。

纸张广泛用于各行各业，但造纸业给环境带来了严重的污染，这已引起世界各国的高度重视。目前世界上对造纸废浆常用焚烧和填埋等方法进行处理。文献：Marimuthu P，GunasekaranJP，et al，IPPTA，1999，H(1)：11～18．报道了把污泥进行燃烧，烧去有机物，可得到有用的石灰石；文献：Kato K，SuzukiM，et al，Kami Pa Gikyoshi，1998，52(10)：1366。1372(J)．利用纸浆污泥在高温旋转窑中燃烧制造碳化材料，用于热绝缘和抗氧化；文献：王淑君编译(日本特许公报)，建材工业信息，1991，(1)：16-17，则利用废纸浆焚烧灰来制造轻质无机板材。上述的焚烧处理方法设备投资大，需要造价昂贵的焚烧炉，还要消耗大量的辅助燃料，因此从资源利用角度来讲是不理想的，况且焚烧造成二次污染。填埋处理则将需要宝贵的土地和空间，并易造成二次污染。因此造纸废浆污泥的再生利用成为人们积极探索的一个课题。

造纸废浆污泥的再生利用有许多方法，较长纤维如一段污泥用于制造纤维复合材料；含纤维较多的污泥可用于生产乳酸；造纸污泥也可用超临界技术氧化成有机物，用于有机合成，其无机残留物可作它用；污泥还可用于作燃料回收能量或作材料，但许多工作处于研究阶段，还未进入实用阶段。中国专利：申请号89105558将造纸废浆经干燥后，以该细纤维为主要原料，与各种适量的填充剂包括乳胶、松节油、颜料等混合制成装饰膏，用于建筑行业的内墙装饰；中国专利：CN1156126A则提及利用污泥的木质素等有机物与制浆造纸中的粗浆渣或废纸浆制造纤维板。上述专利涉及废纸浆污泥的利用，所利用的污泥以一段污泥(含较长纤维)为主，很少利用二段污泥(含较短纤维)，且目前未对污泥进行预处理，因此，进一步开发研究造纸废浆污泥的新的处理方法和再生利用，将具有十分重要的意义。

本发明的目的之一在于提供一种经过干燥、表面处理、用于塑料可改善塑料性能的造纸废浆污泥再生纤维复合填充剂；

本发明的目的之二在于公开上述的造纸废浆污泥再生纤维复合填充剂在塑料中的应用，以替代传统的木粉、碳酸钙、高岭土等填充剂。

本发明的构思是这样的：

造纸废浆污泥的主要成份为纸短纤维等有机物和钙、硅、铝化合物等无机物，呈灰黑色的污泥状，其含水量高达60～65％，短纸纤维等有机物与含钙、硅、铝等无机物的比例为53／47左右，无毒性。本发明将它通过干燥、细化、表面改性等预处理过程，使之成为干燥的有一定细度的有机和无机复合的、纤维与粉状复合的复合填充剂，该复合填充剂可以作为塑料的填料，使废物资源得到充分的利用，且消除了造纸污泥对环境的污染。

实现本发明目的的技术方案如下所述：

本发明所说的造纸废浆污泥再生纤维填充剂是这样进行制备的：

(1)干燥：

造纸废浆污泥的含水量高达60～65％(Wt)，应先进行干燥脱水，可以采用常规的干燥器进行脱水，但最好采用单级滚筒干燥器或串联的二级滚筒干燥器，进风温度为600～800℃，最佳为750℃左右，出风温度在70～120℃，最佳在100℃左右，可以通过控制物料在干燥器内停留时间的方法对出风温度进行控制，干燥后含水量为7％～16％，最好为12％～15％(wt)。

(2)细化：

步骤(1)所获得的造纸废浆污泥干燥物内含纤维状有机物和粉状无机物，可以采用常规的方法将其粉碎，为不影响纤维性质，最好采用超级涡流磨粉碎机，将其细化成50～300目左右的纤维细粉，即为所说的复合填充剂。

为改善所得复合填充剂的性能，可进一步对其进行表面改性处理：

将步骤(2)所获得的复合填充剂与处理剂高速混合，使处理剂均匀地吸附在复合填充剂表面，即可获得经过表面处理的复合填充剂。

所说的处理剂为硅烷偶联剂或有机高分子化合物。

所说的硅烷偶联剂，如上海耀华玻璃厂生产的KH-550，KH-560等；

所说的有机高分子化合物可以是低分子量的酚醛树脂等，其平均分子量为150～500；

处理剂用量为2～20％，以纤维细粉的重量为基准，前者用量以2～10％为好，后者用量以5～20％为好。