CN101476259B - 一种无机填料增强纸栈板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种无机填料增强纸栈板及其制备方法,其特征是按原料重量配比为:纸浆50-100份、烷基烯酮二聚体1-5份、硅烷偶联剂1-5份、硅酸钙1-5份、水200-500份进行配料;先将硅酸钙粉碎成细粉,用硅烷偶联剂预处理,然后在容器中先加水,按原料的重量比例,按顺序加入纸浆、烷基烯酮二聚体、硅酸钙,边搅拌边加热到80-105℃,保温1-2小时,搅拌均匀后得到混合料,然后按抄制法、压模法制得纸栈板,本发明原料来源丰富,制作工艺简单,生产效率高,极大地增加了纸栈板的机械强度,静态承重能力可以达到2000公斤/平方米以上,特别是使用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷偶联剂情况下,静态承重能力可以达到3000公斤/平方米以上,十分适合于重型货物的一次性作业场合使用。

Description

一种无机填料增强纸栈板及其制备方法
技术领域
本发明涉及纸栈板及其制备方法,特别是一种添加了无机增强填料的纸栈板及其制备方法。
背景技术
目前,出口货运用的栈板越来越多的采用纸栈板。
纸栈板主要由面板、支柱组成。纸栈板面板一般分两类,一类为蜂窝纸板型,另一类为瓦楞纸板型。采用支柱的原因是为了节约材料,纸栈板面板的强度决定了纸栈板的主要性能。
由于目前各国都重视环境,无论是欧洲、美洲、澳洲、东南亚等都一样,要求禁止木头砍伐及出口,因此慢慢对纸栈板需求越来越高,木栈板因为有虫蛀的问题,需要烟熏防虫,可是烟熏也是有毒物质,因此市场出现纸栈板取代木头的发展趋势。
纸栈板比木栈板具有相当优势,木栈板是由木条所组成,纸栈板是一整面性的、密闭性的组成,所以比较不易让商品有被压过的痕迹。纸栈板的其它优点还包括美观、干净、免烟熏、免防蛀处理。在重量方面,纸栈板质量轻,一米长宽的木栈板约25公斤,而纸栈板只有6公斤,所以适合空运及海运。
但纸栈板在使用过程中也表现出一些缺点,如机械承受压力的能力比金属栈板差,而且生产工艺流程长,加工速度慢,大部分依靠手工来完成,与木质相比,最终的性价比优势不明显。国内生产纸栈板的厂家技术比较传统,自动化程度很低,有很多手工成份,生产成本不具明显优势,且主要生产蜂窝纸制托盘和瓦楞纸托盘。这两种栈板虽然符合国际上的免虫卵检疫要求,但其强度有限。主要用于轻质物品一次性作业场合。大多数的纸栈板通常静态承重能力不超过2000公斤/平方米。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种添加了无机增强填料的纸栈板及其制备方法,其机械强度较高,最适宜用于重质物品一次性的作业场合。
本发明的技术方案为:
一种添加了无机增强填料的纸栈板,按原料重量配比为:纸浆50-100份、烷基烯酮二聚体1-5份、硅烷偶联剂1-5份、硅酸钙1-5份、水200-500份进行配料。
烷基烯酮二聚体作为施胶剂使用。
本发明所述的硅烷偶联剂,可以是γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或者γ-甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷,γ-硫基丙基三甲氧基硅烷中的一种,最好为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
本发明所述的硅烷偶联剂,是为了加强以硅酸钙为代表的无机物质与以纸浆为代表的复杂的有机物体系的紧密联合程度。
本发明所述的纸浆可以是制备蜂窝纸板的中间过程中的浆料。也可以是从稻草、芦苇、桦木原料经过氢氧化钠处理的传统的打浆后的浆料。
为了进一步降低成本,本发明所述的纸浆优先选用造纸厂的残次的纸浆。
造纸厂的纸浆通常是分级使用的,优质的纸浆通常用于制备高档的铜版纸等高级纸张,中档的纸浆用于制备普通的书写纸。而低档的纸浆或者回收的纸浆或残次的纸浆通常用于制备纸栈板的原料。
一种无机填料增强纸栈板及其制备方法,按下列步骤操作:
先将硅酸钙粉碎成细粉,用硅烷偶联剂预处理。然后在容器中先加水,按原料的重量比例,按顺序加入纸浆、烷基烯酮二聚体、硅酸钙,边搅拌边加热到80-105℃,保温1-2小时,搅拌均匀后,抄制,卷取,剪切,挤压,再烘干水分,得到纸栈板。该方法属于造纸纸板抄制法。
一种无机填料增强纸栈板及其制备方法,按下列步骤操作:
先将硅酸钙粉碎成细粉,用硅烷偶联剂预处理。然后在容器中先加水,按原料的重量比例,按顺序加入纸浆、烷基烯酮二聚体、硅酸钙,边搅拌边加热到80-105℃,保温1-2小时,搅拌均匀后得到混合料,再将混合料压入可加热的模具中成型,再烘干水分,脱模,先得到纸面板,再粘上支柱得到纸栈板。该方法属于造纸纸板压模法。
本发明还提供一种无机填料增强纸栈板及其制备方法,该方法能实现快速脱模,按下列步骤操作:
先将硅酸钙粉碎成细粉,用硅烷偶联剂预处理。然后在容器中先加水,按原料的重量比例,按顺序加入纸浆、烷基烯酮二聚体、硅酸钙,边搅拌边加热到80-105℃,保温1-2小时,搅拌均匀后得到混合料,向模具内壁喷洒二甲基硅油脱模剂,再将混合料压入可加热的模具中成型,再烘干水分,脱模,先得到纸面板,再粘上支柱得到纸栈板。该方法属于造纸纸板压模法。
硅油系列的脱模剂在市场上有多种选择和供应。日本信越和德国的瓦克公司都有硅油系列的脱模剂供应,国内也有许多化工公司可以提供成本比较低的硅油系列的脱模剂。
本发明的原料配方是基于以下原理考虑的:
硅酸钙是强度很高、价格低廉的原料,常用来作为保温建材使用,例如硅酸钙保温管、硅酸钙保温弯头。但硅酸钙脆性大,容易断裂,且大面积的硅酸钙的承重能力有限。
在现有的技术中,有将纸浆等形式的植物纤维加入硅酸钙进行柔性改性的,但由于仍然是注重作为保温建材使用,所以其植物纤维的添加量非常有限,原料中硅酸钙用量远远大于植物纤维。
目前强度比较大的纸板中常添加碳酸钙、石英石、白炭黑作为填料改性,因为碳酸钙、石英石、白炭黑本身也常作为造纸的填料。其添加量可以很高或很低,但采用碳酸钙、石英石、白炭黑对刚性的改性贡献不大。
各种无机钙与常规的纸浆的结合在普通的书写、印刷纸领域中是常见技术,无机钙的作用是改善书写或印刷功能。但在纸栈板中采用硅酸钙与纸浆的结合与普通的书写、印刷纸领域有明显区别,这主要是纸栈板依赖分布在纸浆的纤维网中硅酸钙来承受重力,显然细小的粉末状态的硅酸钙不具有承受重力,只有选择合适的施胶剂和硅烷偶联剂才有可能使得固化在纸浆的纤维网中的硅酸钙产生足够的静态承重能力。
本发明的一个主要创新点是:适当添加硅酸钙对纸浆进行改性,使纸板的机械强度性能良好。其比例为纸浆50-100份和硅酸钙1-5份。显然该比例不同于以往原料中硅酸钙用量,远远大于植物纤维的改性硅酸钙保温板、保温管。
对于简易的纸栈板生产厂家,可以采用造纸纸板抄制法。先获得纸面板,再手工完成纸面板与支柱的粘合。
由于纸栈板主要由纸面板、支柱组成。以往的纸面板与支柱的结合由手工完成。但本发明为了获得机械化的生产效率,采用了造纸纸板压模法,虽然能耗高些,但生产效率大大提高,可以将中间产物直接压入可加热的模具中成型,从而获得纸面板与支柱连为一体的纸栈板,适合大规模的纸栈板生产厂家。
本发明所述的快速脱模方法,选择外用的二甲基硅油脱模剂,有效地解决了纸面板容易与模具粘连拉扯,影响产品质量或者增加裁切工序的问题。
表1添加与不添加脱模剂的效果对比
  效果   生产时间
  不添加外用的脱模剂   容易与模具粘连拉扯,稍微影响产品等级   烘干后2个工人3分钟可以脱模2付
  添加外用的二甲基硅油脱模剂   与模具不粘连拉扯,不影响产品等级   烘干后2个工人1分钟可以脱模1付
本发明原料来源丰富,制作工艺简单,生产效率高,极大地增加了纸栈板的机械强度,静态承重能力可以达到2000公斤/平方米以上,特别是使用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷偶联剂情况下,静态承重能力可以达到3000公斤/平方米以上,十分适合于重型货物的一次性作业场合使用。
具体实施方式
本发明将通过以下实施例作进一步说明。
实施例1、
按原料重量配比为:纸浆80份、烷基烯酮二聚体2份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷2份、硅酸钙2份、水300份进行配料。
其制备方法,按下列步骤操作:
先将硅酸钙粉碎成细粉,用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷预处理。在容器中先加水,然后按原料的重量比例,按顺序加入纸浆、烷基烯酮二聚体、硅酸钙,边搅拌边加热到100℃,保温1个半小时,搅拌均匀后,抄制,卷取,剪切,挤压,再烘干水分,得到纸栈板。
实施例2、
按原料重量配比为:纸浆100份、烷基烯酮二聚体5份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷5份、硅酸钙5份、水500份进行配料。
其制备方法:边搅拌边加热到105℃,保温1小时。其余原料的种类和制备方法的工序同实施例1。
实施例3、
按原料重量配比为:纸浆50份、烷基烯酮二聚体1份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷1份、硅酸钙1份、水200份进行配料。
其制备方法:边搅拌边加热到80℃,保温2小时。其余原料的种类和制备方法的工序同实施例1。
实施例4、
无机填料增强纸栈板及其制备方法,按下列步骤操作:
先将硅酸钙打碎成细粉,用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷预处理。在容器中先加水,然后按原料的重量比例投料,按顺序加入纸浆、烷基烯酮二聚体、硅酸钙,边搅拌边加热到100℃,保温1个半小时,搅拌均匀后得到混合料,再将混合料压入可加热的模具中成型,再烘干水分,脱模,先得到纸面板,再粘上支柱得到纸栈板。其余原料的种类和用量同实施例1。
实施例5、
无机填料增强纸栈板及其制备方法,按下列步骤操作:
先将硅酸钙打碎成细粉,用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷预处理。在容器中先加水,然后按原料的重量比例投料,按顺序加入纸浆、烷基烯酮二聚体、硅酸钙,边搅拌边加热到80℃,保温2小时,搅拌均匀后得到混合料,再将混合料压入可加热的模具中成型,再烘干水分,脱模,先得到纸面板,再粘上支柱得到纸栈板。其余原料的种类和用量同实施例2。
实施例6、
无机填料增强纸栈板及其制备方法,按下列步骤操作:
先将硅酸钙打碎成细粉,用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷预处理。在容器中先加水,然后按原料的重量比例投料,按顺序加入纸浆、烷基烯酮二聚体、硅酸钙,边搅拌边加热到105℃,保温1小时,搅拌均匀后得到混合料,再将混合料压入可加热的模具中成型,再烘干水分,脱模,先得到纸面板,再粘上支柱得到纸栈板。其余原料的种类和用量同实施例3。
实施例7、
无机填料增强纸栈板及其制备方法(快速脱模),按下列步骤操作:
先将硅酸钙打碎成细粉,用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷预处理。在容器中先加水,然后按原料的重量比例投料,按顺序加入纸浆、烷基烯酮二聚体、硅酸钙,边搅拌边加热到100℃,保温1小时,搅拌均匀后得到混合料,向模具内壁喷洒向模具内壁喷洒二甲基硅油脱模剂,再将混合料压入可加热的模具中成型,再烘干水分,脱模,先得到纸面板,再粘上支柱得到纸栈板。
实施例8、
按原料重量配比为:纸浆100份、烷基烯酮二聚体3份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷3份、硅酸钙5份、水300份进行配料。
其制备方法:边搅拌边加热到80℃,保温2小时。其余原料的种类和制备方法的工序同实施例1。所得到的纸栈板的静态承重能力可以达到3500公斤/平方米。
实施例9、
按原料重量配比为:纸浆100份、烷基烯酮二聚体3份、γ-甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷3份、硅酸钙5份、水300份进行配料。
其制备方法:边搅拌边加热到80℃,保温2小时。其余原料的种类和制备方法的工序同实施例1。所得到的纸栈板的静态承重能力达到2000公斤/平方米。
实施例10、
按原料重量配比为:纸浆100份、烷基烯酮二聚体3份、γ-硫基丙基三甲氧基硅烷3份、硅酸钙5份、水300份进行配料。
其制备方法:边搅拌边加热到80℃,保温2小时。其余原料的种类和制备方法的工序同实施例1。所得到的纸栈板的静态承重能力达到2000公斤/平方米。
实施例11、
其中纸浆可以是制备蜂窝纸板的中间过程中的浆料。其余分别重复上述实施例。
实施例12、
其中纸浆可以是从稻草、芦苇、桦木原料经过氢氧化钠处理的传统的打浆后的浆料。其余分别重复上述实施例。

Claims (4)

1.一种无机填料增强纸栈板,其特征是按原料重量配比为:纸浆50-100份、烷基烯酮二聚体1-5份、硅烷偶联剂1-5份、硅酸钙1-5份、水200-500份进行配料;
其中硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷或者γ-硫基丙基三甲氧基硅烷。
2.权利要求1所述的纸栈板的制备方法,其特征是按下列步骤操作:先将硅酸钙粉碎成细粉,用硅烷偶联剂预处理,然后在容器中先加水,按原料的重量比例,按顺序加入纸浆、烷基烯酮二聚体、硅酸钙,边搅拌边加热到80-105℃,保温1-2小时,搅拌均匀后,抄制,卷取,剪切,挤压,再烘干水分,得到纸栈板。
3.权利要求1所述的纸栈板的制备方法,其特征是按下列步骤操作:先将硅酸钙粉碎成细粉,用硅烷偶联剂预处理,然后在容器中先加水,按原料的重量比例,按顺序加入纸浆、烷基烯酮二聚体、硅酸钙,边搅拌边加热到80-105℃,保温1-2小时,搅拌均匀后得到混合料,再将混合料压入可加热的模具中成型,再烘干水分,脱模,先得到纸面板,再粘上支柱得到纸栈板。
4.权利要求1所述的纸栈板的制备方法,其特征是按下列步骤操作:先将硅酸钙粉碎成细粉,用硅烷偶联剂预处理,然后在容器中先加水,按原料的重量比例,按顺序加入纸浆、烷基烯酮二聚体、硅酸钙,边搅拌边加热到80-105℃,保温1-2小时,搅拌均匀后得到混合料,向模具内壁喷洒二甲基硅油脱模剂,再将混合料压入可加热的模具中成型,再烘干水分,脱模,先得到纸面板,再粘上支柱得到纸栈板。
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