CN102321292A - 一种茂金属pe石头纸及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及一种茂金属PE石头纸及其制造方法。本发明的茂金属PE石头纸其由上表层、中间层和下表层组成，上、表层母料组成以重量百分比计为：二氧化钛40~60%，茂金属PE35~55%，偶联剂0.5~1%，分散剂0.5~1%，阻燃剂0.5~1%，相容剂0.5~1%，爽滑剂0.5~1%，中间层母料组成为：碳酸钙粉40-60%，茂金属PE35-55%，钛酸酯偶联剂0.5~1%，分散剂0.5~1%，阻燃剂0.5~1%，相容剂，0.5~1%，爽滑剂0.5~1%，通过三层压延法制做成三层复合石头纸，具有很好的拉伸强度及耐潮湿、防水、尺寸稳定性好、耐撕、耐折、几何尺寸稳定、印刷清晰度高等优点。

Description

一种茂金属PE石头纸及其制造方法

 

技术领域

本发明涉及一种石头纸及其制造方法，具体涉及茂金属PE石头纸及其制造方法。

 

背景技术

传统的纸是用木材等植物纤维制成的，其不具有耐潮、防腐及机械加工的性能，不能满足许多特殊要求。上世纪50年代，已经出现了由塑料、碳酸钙。用吹膜法、流延法生产的环保合成纸，石头纸是无机粉体环保石头纸的简称，在造纸业的名称叫做“合成纸”，是加工纸的一个品种，是以地壳内最为丰富的矿产资源碳酸钙为主要原料，以高分子材料及多种无机物为辅助原料，利用高分子界面化学原理和填充改性技术，经特殊工艺加工而成的一种可逆性循环利用，具有现代技术特点的新型造纸技术。现有的石头纸在耐潮湿、防水、尺寸稳定性等方面存在一定缺陷，由于其主要材料是碳酸钙，碳酸钙的含量达70%以上，该石头纸在拉伸方向的强度和模量相对较低，纸张的平整度，厚薄度均匀度相对较低。茂金属PE（聚乙烯）是一种新颖热塑性塑料，它是用茂金属(MAO) 为聚合催化剂生产出来的聚乙烯，因此，其在性能上与传统的 Ziegler-Natta 催化剂聚合而成的PE 有显著的不同，茂金属PE在优化聚乙烯的同时强化了材料本身的挤出及加工性能，其还可以改善材料的拉伸性能。本发明人发现在合成纸的组成中采用茂金属PE将极大提高纸张的加工性能及平整度和均与度，并且有利于加工。

 

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，扩大石头纸的应用范围，提高石头纸纸张在耐潮湿、防水、平整度及厚薄均匀度，本发明的目的在于一种茂金属PE石头纸。

本发明的另一目的在于提供一种茂金属PE石头纸的制造方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种茂金属PE石头纸，其由上表层、中间层和下表层组成，上表层和下表层由表层母料组成，中间层由中间层母料组成，其中母料的组成配方如下：

（一）表层母料组成及配方以重量百分比计为：

二氧化钛              40~60%              

       茂金属PE             35~55%              

       钛酸酯偶联剂          0.5~1%              

       分散剂                0.5~1%              

       阻燃剂                0.5~1%              

       相容剂                0.5~1%              

       爽滑剂                0.5~1%              ；

（二）中间层母料组成及配方以重量百分比计为：

      碳酸钙粉               40-60%                

      茂金属PE              35-55%                

      钛酸酯偶联剂           0.5~1%              

      分散剂                 0.5~1%                

      阻燃剂                 0.5~1%               

      相容剂                 0.5~1%               

      爽滑剂                 0.5~1%              。

   其中上表层中表层母料的重量占母料总重量的3-8%，下表层中表层母料的重量占母料总重量的3-8%，中间层中中间层母料占母料总重量的86-94%。茂金属PE具有较低的熔点和明显的熔区，并且在韧性、透明度、热粘性、热封温度、低气味方面等明显优于传统聚乙烯。

本发明优选的方案中，所述的表层母料组成及配方以重量百分比计为：

二氧化钛              50%              

       茂金属PE             47.2%              

       钛酸酯偶联剂          0.8%              

       分散剂                0.5%              

       阻燃剂                0.5%              

       相容剂                0.5%              

       爽滑剂                0.5%    ；

    所述中间层母料组成及配方以重量百分比计为：

      碳酸钙粉              50%                

      茂金属PE             47.2%                

      钛酸酯偶联剂          0.8%              

      分散剂                0.5%                

      阻燃剂                0.5%               

      相容剂                0.5%               

      爽滑剂                0.5%。

本发明更为优选的方案中，所述的上表层中表层母料的重量占母料总重量的5%，下表层中表层母料的重量占母料总重量的5%，中间层中中间层母料占母料总重量的90%。

本发明中所述的分散剂为聚乙烯蜡。

优选的，所述碳酸钙粉的目数为1200-1500目。

本发明所述石头纸成品的厚度为0.3-1mm。

一种茂金属PE石头纸的制造方法，其包括以下步骤：

（1）表层母料的制备：先将混料锅预热，然后加入二氧化钛粉和末茂金属PE，用搅拌器低速搅拌，然后按照偶联剂、分散剂、阻燃剂、相容剂、爽滑剂的顺序每隔3-5分钟依次加入到混料锅中，调整搅拌器的转速高速搅拌，之后转入到设定好温度的真空捏合机中进行捏合，经过捏合后的物料送入到混炼造粒机中混炼造粒，得到表层母料；

（2）中间层母料的制备：再将混料锅预热，然后加入碳酸钙粉末和茂金属PE，用搅拌器低速搅拌，然后按照偶联剂、分散剂、阻燃剂、爽滑剂的顺序每隔3-5分钟依次加入到混料锅中，调整搅拌器的转速高速搅拌，之后转入到设定好温度的真空捏合机中进行捏合，经过捏合后的物料送入到混炼造粒机中混炼造粒，得到中间层母料；

（3）成型制作：采用三台挤出机共用一个挤出模头，按照上述比例将上述表层母料分装入其中两台挤出机中，将中间层母料装入第三台挤出机中，同时挤出，挤出之后送入到压延机中进行压延，最后得到成品纸张并收卷。

优选的，所述混料锅预热温度为100-110℃；低速搅拌时，搅拌机的转速为80-150r/min，搅拌时间为3-5分钟；高速搅拌时，搅拌机的转速为200-250r/min，搅拌时间为8-10分钟。

所述真空捏合机的温度设置为105-110℃，捏合时间为8-10分钟。

为了使母料融体均匀的分布在表层和中层，助力小，没有死角，保证了片材的厚薄均匀度，本发明优选的方案中，所述挤出模头为“T”型挤出模头。其中T型模头的内腔为模头制造厂根据融体流动速率值设计内腔结构模头。

在压延机内，各辊筒之间的距离应与产品片材的厚度相匹配，可略比片材的厚度大但依靠片材的张力压强作用，也可以实现片材的压力减薄，并生产出合符要求的产品。优选的，所述压延机为五辊压延机，各辊筒之间的距离比纸张厚度大20-80%。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明的茂金属PE石头纸，通过添加茂金属PE有效减少了碳酸钙的用量，提高了纸张在拉伸方向的强度和模量，从而保证了纸张的平整度和厚薄度均匀度，满足了一些特殊领域的要求；本发明的茂金属PE石头纸还具有耐潮湿、防水、尺寸稳定性好、耐撕、耐折、抗拉强度高、耐破坏强度高，几何尺寸稳定、印刷清晰度比普通纸张更高，可广泛应用于高级书籍、地图、海图等。另外，本发明的茂金属PE石头纸的制造方法工艺简单、易操作，母料共用一个“T”型模头通过三层共挤方法形成三层结构的复合膜，其厚度控制在0.3-1mm之间。

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

 

具体实施方式

一种茂金属PE石头纸的制造方法其包括以下步骤：

（1）表层母料的制备：先将混料锅预热至100-110℃，然后加入二氧化钛粉末和茂金属PE，用搅拌器低速搅拌3-5分钟，搅拌机的转速为80-150r/min，然后按照偶联剂、分散剂、阻燃剂、相容剂、爽滑剂的顺序每隔3-5分钟依次加入到混料锅中，调整搅拌器的转速高速搅拌8-10分钟，搅拌机的转速为200-250r/min；之后转入到设定好温度的真空捏合机中进行捏合，捏合机的温度设置为105-110℃，捏合时间为8-10分钟，经过捏合后的物料送入到混炼造粒机中混炼造粒，得到表层母料；

（2）中间层母料的制备：再将混料锅预热至100-110℃，然后加入碳酸钙粉末和茂金属PE，用搅拌器低速搅拌3-5分钟，搅拌机的转速为80-150r/min，然后按照偶联剂、分散剂、阻燃剂、爽滑剂的顺序每隔3-5分钟依次加入到混料锅中，调整搅拌器的转速高速搅拌8-10分钟，搅拌机的转速为200-250r/min；之后转入到设定好温度的真空捏合机中进行捏合，捏合机的温度设置为105-110℃，捏合时间为8-10分钟，经过捏合后的物料送入到混炼造粒机中混炼造粒，得到中间层母料；

（3）成型制作：采用三台挤出机共用一个“T”型挤出模头，将上述表层母料分装入其中两台挤出机中，将中间层母料装入第三台挤出机中，同时挤出，挤出之后送入到压延机中进行压延，最后得到成品纸张并收卷。

其中（一）表层母料组成及配方以重量百分比计为：

二氧化钛              40~60%              

       茂金属PE             35~55%              

       钛酸酯偶联剂          0.5~1%              

       分散剂                0.5~1%              

       阻燃剂                0.5~1%              

       相容剂                0.5~1%              

       爽滑剂                0.5~1%              ；

（二）中间层母料组成及配方以重量百分比计为：

      碳酸钙粉               40-60%                

      茂金属PE              35-55%                

      钛酸酯偶联剂           0.5~1%              

      分散剂                 0.5~1%                

      阻燃剂                 0.5~1%               

      相容剂                 0.5~1%               

      爽滑剂                 0.5~1%               

    上表层中表层母料的重量占母料总重量的3-8%，下表层中表层母料的重量占母料总重量的3-8%，中间层中中间层母料占母料总重量的86-94%。

下面是具体的实施例。

实施例1

按照上述步骤操作，其中

（一）表层母料组成及配方以重量百分比计为：

二氧化钛              40%              

       茂金属PE             55%              

       钛酸酯偶联剂          1%              

       分散剂                1%              

       阻燃剂                1%              

       相容剂                0.5%              

       爽滑剂                0.5%              ；

（二）中间层母料组成及配方以重量百分比计为：

      碳酸钙粉               40%                

      茂金属PE              55%                

      钛酸酯偶联剂           1%              

      分散剂                 1%                

      阻燃剂                 1%               

      相容剂                 1%               

  爽滑剂                 1%    ；

上表层中表层母料的重量占母料总重量的3-8%，下表层中表层母料的重量占母料总重量的3-8%，中间层中中间层母料占母料总重量的86-94%。生产出的纸张的厚度为0.3-1mm，纸张白度和不透明度达到90%以上，平滑度≥700%，纸张纵向拉伸强度≥70MPa，拉伸模量≥1000MPa；横向拉伸强度≥140MPa以上，拉伸模量≥1800MPa。

实施例2

按照上述步骤操作，其中

所述的表层母料组成及配方以重量百分比计为：

二氧化钛              50%              

       茂金属PE             47.2%              

       钛酸酯偶联剂          0.8%              

       分散剂                0.5%              

       阻燃剂                0.5%              

       相容剂                0.5%              

       爽滑剂                0.5%    ；

    所述中间层母料组成及配方以重量百分比计为：

      碳酸钙粉              50%                

      茂金属PE             47.2%                

      钛酸酯偶联剂          0.8%              

      分散剂                0.5%                

      阻燃剂                0.5%               

      相容剂                0.5%               

      爽滑剂                0.5%。

上表层中表层母料的重量占母料总重量的5%，下表层中表层母料的重量占母料总重量的5%，中间层中中间层母料占母料总重量的90%。生产出的纸张的厚度为0.5mm，纸张白度和不透明度达到90%以上，平滑度≥700%，纸张纵向拉伸强度≥70MPa，拉伸模量≥1000MPa；横向拉伸强度≥140MPa以上，拉伸模量≥1800MPa。

实施例3

按照上述步骤操作，其中

（一）表层母料组成及配方以重量百分比计为：

二氧化钛              60%              

       茂金属PE             35%              

       钛酸酯偶联剂          1%              

       分散剂                1%              

       阻燃剂                1%              

       相容剂                1%              

       爽滑剂                1%              ；

（二）中间层母料组成及配方以重量百分比计为：

      碳酸钙粉               60%                

      茂金属PE              35%                

      钛酸酯偶联剂           1%              

      分散剂                 1%                

      阻燃剂                 1%               

      相容剂                 1%               

      爽滑剂                 1%               

上表层中表层母料的重量占母料总重量的3-8%，下表层中表层母料的重量占母料总重量的3-8%，中间层中中间层母料占母料总重量的86-94%。生产出的纸张的厚度为0.3-1mm，纸张白度和不透明度达到90%以上，平滑度≥700%，纸张纵向拉伸强度≥70MPa，拉伸模量≥1000MPa；横向拉伸强度≥140MPa以上，拉伸模量≥1800MPa。

上述实施例仅为本发明的优选实施例，不能以此来限定本发明的保护范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所作的任何非实质性的变化及替换，均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1. 一种茂金属PE石头纸，其特征在于：其由上表层、中间层和下表层组成，上表层和下表层由表层母料组成，中间层由中间层母料组成，其中母料的组成配方如下：

（一）表层母料组成及配方以重量百分比计：

二氧化钛              40~60%              

       茂金属PE             35~55%              

       钛酸酯偶联剂          0.5~1%              

       分散剂                0.5~1%              

       阻燃剂                0.5~1%              

       相容剂                0.5~1%              

       爽滑剂                0.5~1%              ；

（二）中间层母料组成及配方以重量百分比计：

      碳酸钙粉               40-60%                

      茂金属PE              35-55%                

      钛酸酯偶联剂           0.5~1%              

      分散剂                 0.5~1%                

      阻燃剂                 0.5~1%               

      相容剂                 0.5~1%               

      爽滑剂                 0.5~1%               ；

   上表层中表层母料的重量占母料总重量的3-8%，下表层中表层母料的重量占母料总重量的3-8%，中间层中中间层母料占母料总重量的86-94%。

2. 根据权利要求1所述的茂金属PE石头纸，其特征在于：所述表层母料组成及配方以重量百分比计为：

二氧化钛              50%              

       茂金属PE             47.2%              

       钛酸酯偶联剂          0.8%              

       分散剂                0.5%              

       阻燃剂                0.5%              

       相容剂                0.5%              

       爽滑剂                0.5%    ；

    所述中间层母料组成及配方以重量百分比计为：

      碳酸钙粉              50%                

      茂金属PE             47.2%                

      钛酸酯偶联剂          0.8%              

      分散剂                0.5%                

      阻燃剂                0.5%               

      相容剂                0.5%               

      爽滑剂                0.5%。

3. 根据权利要求1或2所述的茂金属PE石头纸，其特征在于：所述上表层中表层母料的重量占母料总重量的5%，下表层中表层母料的重量占母料总重量的5%，中间层中中间层母料占母料总重量的90%。

4. 根据权利要求1或2所述的茂金属PE石头纸，其特征在于：所述碳酸钙粉的目数为1200-1500目。

5. 根据权利要求1或2所述的茂金属PE石头纸，其特征在于：所述石头纸的厚度为0.3-1mm。

6. 如权利要求1所述茂金属PE石头纸的制造方法，其特征在于：其包括以下步骤：

（1）表层母料的制备：先将混料锅预热，然后加入二氧化钛粉末和茂金属PE，用搅拌器低速搅拌，然后按照偶联剂、分散剂、阻燃剂、爽滑剂的顺序每隔3-5分钟依次加入到混料锅中，调整搅拌器的转速高速搅拌，之后转入到设定好温度的真空捏合机中进行捏合，经过捏合后的物料送入到混炼造粒机中混炼造粒，得到表层母料；

（2）中间层母料的制备：再将混料锅预热，然后加入碳酸钙粉末和茂金属PE，用搅拌器低速搅拌，然后按照偶联剂、分散剂、阻燃剂、相容剂、爽滑剂的顺序每隔3-5分钟依次加入到混料锅中，调整搅拌器的转速高速搅拌，之后转入到设定好温度的真空捏合机中进行捏合，经过捏合后的物料送入到混炼造粒机中混炼造粒，得到中间层母料；

（3）成型制作：采用三台挤出机共用一个挤出模头，按照权利要求1中的比例将上述的表层母料分装入其中两台挤出机中，将中间层母料装入第三台挤出机中，同时挤出，挤出之后送入到压延机中进行压延，最后得到成品纸张并收卷。

7. 根据权利要求6所述茂金属PE石头纸的制造方法，其特征在于：所述混料锅预热温度为100-110℃；低速搅拌时，搅拌机的转速为80-150r/min，搅拌时间为3-5分钟；高速搅拌时，搅拌机的转速为200-250r/min，搅拌时间为8-10分钟。

8. 根据权利要求6所述茂金属PE石头纸的制造方法，其特征在于：所述真空捏合机的温度设置为105-110℃，捏合时间为8-10分钟。

9. 根据权利要求6所述茂金属PE石头纸的制造方法，其特征在于：所述挤出模头为“T”型挤出模头。

10. 根据权利要求6所述茂金属PE石头纸的制造方法，其特征在于：所述压延机为五辊压延机，各辊筒之间的距离比纸张厚度大20-80%。