一種低密度復(fù)合白卡紙專用無機粉體的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)保紙原料領(lǐng)域，具體涉及一種低密度復(fù)合白卡紙專用無機粉體的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]蔡倫利用植物纖維造紙的技術(shù)是人類文明史上的一項杰出的發(fā)明創(chuàng)造，紙的出現(xiàn)為人類的生活、學(xué)習(xí)帶來了極大的便利。造紙技術(shù)經(jīng)過不斷變革發(fā)展至今，幾乎達到了完美的地步。但隨著紙張在包裝等領(lǐng)域的大量應(yīng)用，需求越來越大，生產(chǎn)需要消耗大量的森林資源，產(chǎn)生大量的廢水。因此利用植物纖維造紙的技術(shù)面領(lǐng)著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
[0003]—種以無機礦物粉體為主要原料的環(huán)保石頭紙開辟了造紙技術(shù)的又一個發(fā)展方向，同時解決了高能耗、高污染的問題，避免了紙張對植物纖維紙漿的過度依賴。石頭紙的原料組成相比于傳統(tǒng)紙張種類數(shù)大幅減少，廉價易得的礦物粉是主要原料。由于石頭紙中含有85%以上的無機礦物粉，因此該領(lǐng)域?qū)⑹^紙也稱作石粉紙、復(fù)合紙、礦物紙等，是一種性能優(yōu)異的環(huán)保紙。但同時，由于含有較高的無機礦物粉，因而密度大、手感較沉，成為阻礙石頭紙?zhí)娲鷤鹘y(tǒng)紙的障礙。特別是制作較厚的復(fù)合白卡用于制作包裝盒、包裝袋時，高密度的缺陷表現(xiàn)更為明顯。為了降低石頭紙的密度，目前已有相關(guān)報道專門針對石頭紙降低密度的改進。
[0004]中國發(fā)明專利CN102229188A明公開了一種輕質(zhì)石頭紙的制造方法，將石頭紙原材料分別造粒，其中部分添加發(fā)泡劑，經(jīng)過紙膜制造機成型制成輕質(zhì)石頭紙。
[0005]中國發(fā)明專利CN104441870A公開了一種低密度石頭紙及其制備方法，利用發(fā)泡母粒，經(jīng)由擠出裝置三層流道在模頭?？谔帞D出成上中下三層疊加組合物，得到低密度石頭紙。
[0006]中國發(fā)明專利CN103881214A公開了高填充膨潤土發(fā)泡石頭紙及其制備方法，利用膨潤土的結(jié)合水賦予體系發(fā)泡功能，可替代化學(xué)發(fā)泡劑使用。
[0007]上述通過發(fā)泡可有效降低石頭紙的密度，但產(chǎn)生的氣泡對石頭紙的機械性能、表面性會產(chǎn)生負面影響，因此對發(fā)泡倍率和發(fā)泡孔徑的大小要求較高，難以控制。
[0008]石頭紙密度高的根本原因是含有85%以上無機礦物粉，無機礦物粉的高密度決定了石頭紙高密度。為了從根本上解決石頭紙的密度問題，首要解決礦物粉體的密度問題。
[0009]中國專利公開號為CN102154932A公開了一種比重小的石頭紙，該發(fā)明以比重輕的空心玻璃珠、粉煤灰為原料制備石頭紙。這種以多孔和空心為主要原料的無機粉體有效地降低了石頭紙密度，也為降低石頭紙密度提供了一個可行的方向。但存在的問題是多孔材料吸附性強，吸油值高，要實現(xiàn)潤滑加工需要加入更多的潤滑劑；而空心玻璃珠由于耐壓性差，在螺桿擠壓成型中極易破碎，這就使得潤滑助劑占據(jù)了多孔材料的孔洞，因此石頭紙密度降低幅度有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為了降低環(huán)保石頭紙的密度，本發(fā)明出一種低密度復(fù)合白卡紙專用無機粉體的制備方法。其特征是通過在加壓條件下對多孔材料進行涂覆，使多孔材料表面粘接形成具有耐壓性和柔性的保護層，而多孔材料內(nèi)部空洞完好的保留，具有優(yōu)異的低密度特性。用于在螺桿擠壓機中制備環(huán)保紙時具有抗破碎性，適合于制備厚度在0.5mm以上的復(fù)合白卡紙，成為低密度復(fù)合白卡紙的優(yōu)選原料。
[0011]—種低密度復(fù)合白卡紙專用無機粉體的制備方法，其特征在于:具體制備方法如下:
(1)將20-30重量份的水玻璃、10-15重量份的菱苦土、2-3重量份的聚合物單體加入反應(yīng)混合器，在常溫下以400-900rpm的高速攪拌分散15-20分鐘，得到涂覆劑；
(2)將步驟(1)得到的涂覆劑與80-120重量份的多孔無機粉體、5-8重量份的鎂鹽溶液、0.01-0.02重量份的引發(fā)劑加入密閉反應(yīng)器中進行加熱加壓，維持反應(yīng)器壓力在0.8-1.2MPa，溫度為60_80°C，然后以200_400rpm的攪拌速度攪拌反應(yīng)20_30min，涂覆劑包覆在多孔無機粉體顆粒的表面并聚合、凝固固化；
(3)將步驟(2)得到的物料與3-5重量份的偶聯(lián)劑加入高速混合機中，在800-1200rpm轉(zhuǎn)速、80-120°C條件下攪拌10-45min，過100目篩網(wǎng)得到干燥、分散均勻的無機粉體。
[0012]所述水玻璃的模數(shù)為1-2 ;所述菱苦土選用白度大于85%，粒徑小于5微米與鎂鹽溶液混合形成膠凝并硬化；所述的聚合物單體為丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯中的至少一種；所述多孔無機粉體為粉煤灰、硅藻土、膨脹蛭石粉、沸石粉、膨脹珍珠巖粉、膨脹?；⒅橹械闹辽僖环N；所述的引發(fā)劑選用2，3_ 二苯基丁腈，在引發(fā)劑的作用下，單體在多孔無機粉體表面聚合；所述的鎂鹽溶液為質(zhì)量濃度20%的硫酸鎂溶液或者氯化鎂溶液；所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯、鋁酸酯中的一種。
[0013]通過在加壓條件下對多孔材料進行涂覆，使多孔材料表面粘接形成具有耐壓性和柔性的保護層，而多孔材料內(nèi)部空洞完好的保留，具有優(yōu)異的低密度特性。特別是利用無機粘接劑與聚合物單體通過聚合和固化賦予輕質(zhì)無機粉體表面的閉孔性和韌性。該無機粉體用于在螺桿擠壓機中制備復(fù)合白卡紙時，具有抗破碎性，保證了復(fù)合白卡紙的密度更低、質(zhì)量更輕。成為低密度復(fù)合白卡紙的專用原料。
[0014]本發(fā)明得到的低密度復(fù)合白卡紙專用無機粉體，用于復(fù)合白卡紙加工時可以以質(zhì)量比80-90%與10-20%的聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯中至少一種聚合物通過螺桿擠出機加工，從而利用壓延或者流延得到厚度在0.5mm以上的復(fù)合白卡紙。最大程度保留了多孔無機材料內(nèi)部空洞的完整性，其優(yōu)異的性能表現(xiàn)在得到的復(fù)合白卡紙密度低于0.70g/cm3。
[0015]—種低密度復(fù)合白卡紙專用無機粉體的制備方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比突出的特點和有益的效果在于:
1、利用無機粘接劑與聚合物單體，通過聚合和固化賦予多孔無機粉體表面的閉孔性和韌性。通過閉孔涂覆使輕質(zhì)多孔粉體的吸油值降低，有效防止后續(xù)加工中度潤滑助劑的吸附。聚合物與無機凝膠共混的包覆劑使多孔粉體的耐壓性得到提高，用于螺桿擠出加工時有效防止破碎；
2、利用密閉反應(yīng)釜中加壓條件下對多孔材料進行涂覆，保留了多孔材料完整的內(nèi)部空洞，保證了低密度性能。
[0016]3、本發(fā)明一種低密度復(fù)合白卡紙專用無機粉體的制備方法，制備工藝易控，適合于大規(guī)模化生產(chǎn)應(yīng)用。
【具體實施方式】
[0017]以下通過【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明的范圍僅限于以下的實例。在不脫離本發(fā)明上述方法思想的情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均應(yīng)包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0018]實施例1