CN102634117A - 石头纸专用母粒及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种石头纸专用母粒及其制备方法，由下列质量百分比的组分组成：无机矿物粉60～85%、合成树脂10～35%、抗氧化剂0.2～0.5%、抗静电剂0.2～0.5%、偶联剂1～2%、润滑剂1～5%。通过将无机矿物粉体加热再加入偶联剂，然后加入润滑剂后，再加入合成树脂、抗氧化剂和抗静电剂，然后混合搅拌至丝团状时，再冷却后进行混炼，最后挤成条状，再切成颗粒，即得到石头纸专用母粒。其制备方法具有低温混合、高填充、高产量，自动化程度高，劳动强度低，产量高，操作简单，成本低等特点，所得石头纸专用母粒分散性好，密实性好，用其制成的纸品具有可降解、可回收再利用、防水防潮、书写性好、印刷性好、清晰度高、机械性能好。

Description

石头纸专用母粒及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于石头纸的专用母粒及其制备方法，属于轻工造纸技术领域。 

背景技术

国内石头纸的问世时间不长，在材料选择、机械设备、生产工艺、产品性能、应用推广等方面，尚存在诸多需要认真研究的问题、不足，并需要不断改进、完善、提高。尤其是石头纸母粒的质量直接影响着石头纸质量。专利公开号为CN101704661A，发明名称为“一种用石头造纸的原料制备方法”的中国专利申请，未对配方、生产设备、工艺温度控制等进行详细说明，生产出的石头纸母料密实性差，容易在下一阶段出纸过程中产生冒泡、断裂、洞隙等现象。专利公开号为CN1480485A，发明名称为“合成纸专用母料及其生产工艺”的中国专利申请，其碳酸钙含量仅占总量的30～45%，生产的母粒原料成本高，不利于石头纸推广应用。 

另外，上述母粒的生产大多采用高混机、双螺杆挤出机造粒，再经模面热切等，存在的问题是：挤出温度较高、混合不好、填料分散不匀，只能生产高填充的PE母粒，且产量较低，不能生产以PP为载体的高填充母粒，因PP黏性大，用模面热切无法达到性能要求。 

发明内容

为解决现有技术存在的母粒生产时挤出温度较高、混合不好、填料分散不匀等问题，本发明提供一种石头纸专用母粒及其制备方法。 

将原用于橡胶生产的密炼机用于石头纸专用母粒的混炼，然后经挤出机挤出再经风冷拉条工艺造粒。 

本发明通过下列技术方案实现：一种石头纸专用母粒，其特征在于由下列质量百分比的组分组成： 

无机矿物粉        60～85%   合成树脂       10～35%

抗氧化剂         0.2～0.5%   抗静电剂      0.2～0.5%

偶联剂             1～2%    润滑剂           1～5%。

所述无机矿物粉为重质碳酸钙粉、滑石粉、轻质碳酸钙中的一种或几种，无机矿物粉在石头纸专用母粒的制备过程中非常重要，既要求容易分散，又要求白度高，达98%以上，因此，所述无机矿物粉的平均粒径为5～10um（相当于800～2500目），水分含量在0.3%以下，重金属含量在0.03%以下。优选重质碳酸钙粉。 

所述合成树脂为聚丙烯、高密度聚乙烯、线性聚乙烯中的一种或几种，其中聚丙烯树脂的熔体流动速率（MI）为2.5～10g/10min，高密度聚乙烯的熔体流动速率（MI）为0.2～2g/10min，线性聚乙烯树脂的熔体流动速率（MI）为1.5～5g/10min。本发明使用的合成树脂对石头纸专用母粒的制备非常重要，既要求合成树脂体系不能影响物料的物理机械性能，而且还要耐受高温不发生挥发和分解。为确保合成树脂与无机矿物粉体充分混合，最好将合成树脂加工成粉状，既利于改善各组分的分散性，降低界面黏附，又有利于加工成型。 

所述抗氧化剂为自酚类的1010、胺类的DLTDP、亚磷酸酯类的DSTDP、丙烯基官能团168、硫代脂TNPP中的一种或几种，抗氧化剂可以保证材料在加工使用过程中有良好的稳定性，避免色泽性能发生变化。优选自酚类1010。 

所述抗静电剂为非离子型的乙氧基化脂肪族烷基胺、乙氧基月桂酸胺中的一种或几种。优选乙氧基月桂酸胺 

所述偶联剂为复合型偶联剂的TLZJ-901，硅烷类的乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰基氧硅烷，钛酸酯类的OL-T951、OL-T671，铝酸脂的DL-411-DF中的一种或几种。硅烷类的偶联剂对含有极性集团的填充体系偶联效果较明显；钛酸酯类的偶联剂进一步扩大了硅烷类偶联剂的使用范围，使非极性的钙塑填充体系的偶联效果明显提高，但多数为液体状，添加不方便且价格高。铝酸酯类偶联剂为蜡状固体，颜色为白色，应用方便，价格低廉，不仅可以改善无机粉体的加工性能，而且也可以明显改善填充母粒的物理力学性能，填料分散均匀，可增加无机粉体的填充量。因此，所述偶联剂优选复合型偶联剂或铝酸酯偶联剂。

所述润滑剂为硬脂酸的1801，低分子蜡类的PE蜡、PP蜡，石蜡，金属皂类的硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或几种的组合。上述润滑剂可以防止填料粒子之间相互聚集，与树脂、填料有适当的相容性，热稳定性良好，成型加工时的流动性好，不引起颜色飘移，无毒、价廉等特点，但加入量不能太大，否则会影响纸品的物理性能。如硬脂酸的添加量应在1%左右，若添加量太大，加工时会引起模唇的黏流物析出。石蜡的添加量应小于3%，添加量过大，会影响纸品的力学性能。低分子蜡类（如PE蜡、PP蜡）添加量控制在3%以内，添加量过高，成本会增加。金属皂类（如硬脂酸锌、硬脂酸钙）的添加量应控制在2%以内。 

本发明的另一目的在于提供一种石头纸专用母粒的制备方法，其特征在于经过下列各步骤： 

（1）按下列质量百分比称量各组分备用：

无机矿物粉        60～85%   合成树脂       10～35%

抗氧化剂         0.2～0.5%   抗静电剂      0.2～0.5%

偶联剂             1～2%    润滑剂           1～5%；

并将合成树脂粉碎成粉；

（2）将步骤（1）所备无机矿物粉体加热至80～135℃，再加入步骤（1）所备偶联剂，5～8分钟后加入润滑剂，2～3分钟后加入步骤（1）所备合成树脂、抗氧化剂和抗静电剂，然后混合搅拌3～5分钟至丝团状时，得到混合物料；

（3）将步骤（2）所得的混合物料，冷却至50～60℃后，再在165～200℃下进行混炼20～25分钟；

（4）将步骤（3）所得的混合物料在200～240℃下挤成条状，再进行风冷拉条切成颗粒，即得到石头纸专用母粒。

经过分筛后的长条和粉状不合格品再进行二次密炼，确保回收利用。 

本发明具备的优点和效果：该石头纸专用母粒的制备方法具有低温混合、高填充、高产量等特点，且自动化程度高，劳动强度低，产量高，操作简单，成本低，能实现工业化生产，同时可用于PP、PE石头纸专用母粒的生产。所得石头纸专用母粒分散性好，密实性好，用本发明生产的石头纸专用母粒制成的纸品具有可降解、可回收再利用、防水防潮、书写性好、印刷性能好、清晰度高、机械性能好、可用于纸张印刷设备和纸张印刷油墨。 

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。 

实施例1 

（1）按下列质量称量各组分备用：

重质碳酸钙粉（800目）                    75kg

聚丙烯                                   20 kg

自酚类的1010                            0.2 kg

乙氧基化脂肪族烷基胺                     0.3 kg

铝酸脂的DL-411-DF                       1.5kg

PE蜡                                    1.5kg

硬脂酸锌                                  1kg

石蜡                                    0.5kg

并将合成树脂粉碎成粉状；

（2）将步骤（1）所备无机矿物粉体加热至120℃，再加入步骤（1）所备偶联剂，5分钟后加入润滑剂，3分钟后加入步骤（1）所备合成树脂、抗氧化剂和抗静电剂，然后混合搅拌3分钟至丝团状时，得到混合物料；

（3）将步骤（2）所得的混合物料，冷却至50℃后，再在200℃下进行混炼20分钟；

（4）将步骤（3）所得的混合物料在240℃下挤成条状，再进行风冷拉条切成颗粒，即得到石头纸专用母粒，其熔融指数为7.2～7.4g/10min，灰分为73～75%。

经过分筛后的长条和粉状不合格品再进入密炼机进行二次密炼，确保回收利用。 

实施例2 

（1）按下列质量百分比称量各组分备用：

重质碳酸钙粉（1250目）                  70 kg

滑石粉（1250目）                         6 kg

高密度聚乙烯                             18 kg

线性聚乙烯                                2 kg

自酚类的1010                            0.1 kg

丙烯基官能团牌号168                     0.1 kg

乙氧基化脂肪族烷基胺                     0.3 kg

钛酸酯类的OL-T951                        2 kg

PE蜡                                      1 kg

硬脂酸钙                                 0.5 kg

并将合成树脂粉碎成粉状；

（2）将步骤（1）所备无机矿物粉体加热至80℃，再加入步骤（1）所备偶联剂，8分钟后加入润滑剂，2分钟后加入步骤（1）所备合成树脂、抗氧化剂和抗静电剂，然后混合搅拌4分钟至丝团状时，得到混合物料；

（3）将步骤（2）所得的混合物料，冷却至60℃后，再在180℃下进行混炼25分钟；

（4）将步骤（3）所得的混合物料在220℃下挤成条状，再进行风冷拉条切成颗粒，即得到石头纸专用母粒，其熔融指数为2.5～2.8g/10min，灰分为78～80%。

经过分筛后的长条和粉状不合格品再进行二次密炼，确保回收利用。 

实施例3 

（1）按下列质量百分比称量各组分备用：

轻质碳酸钙粉（1250目）                            85 kg

聚丙烯                                             8 kg

线性聚乙烯                                         2 kg

胺类的DLTDP                                     0.3 kg

乙氧基月桂酷胺                                    0.2 kg

复合型偶联剂                                      1.5 kg

PE蜡                                              2 kg

石蜡                                               1 kg

并将合成树脂粉碎成粉状；

（2）将步骤（1）所备无机矿物粉体加热至135℃，再加入步骤（1）所备偶联剂，6分钟后加入润滑剂，3分钟后加入步骤（1）所备合成树脂、抗氧化剂和抗静电剂，然后混合搅拌5分钟至丝团状时，得到混合物料；

（3）将步骤（2）所得的混合物料，冷却至55℃后，再在165℃下进行混炼22分钟；

（4）将步骤（3）所得的混合物料在200℃下挤成条状，再进行风冷拉条切成颗粒，即得到石头纸专用母粒，其熔融指数为6.5～6.8g/10min，灰分为83～85%。

经过分筛后的长条和粉状不合格品再进行二次密炼，确保回收利用。 

实施例4 

（1）按下列质量百分比称量各组分备用：

方解石粉（2500目）                                  60kg

高密度聚乙烯                                        33kg

自酚类的1010                                       0.3kg

亚磷酸酯类的DSTDP                                 0.2kg

    乙氧基化脂肪族烷基胺                                0.3kg

乙氧基月桂酸胺                                      0.2kg

甲基丙烯酰基氧硅烷                                   2kg

硬脂酸钙                                             1kg

PP蜡                                                3kg；

并将合成树脂粉碎成粉状；

（2）将步骤（1）所备无机矿物粉体加热至135℃，再加入步骤（1）所备偶联剂，8分钟后加入润滑剂，2分钟后加入步骤（1）所备合成树脂、抗氧化剂和抗静电剂，然后混合搅拌5分钟至丝团状时，得到混合物料；

（3）将步骤（2）所得的混合物料，冷却至55℃后，再在200℃下进行混炼25分钟；

（4）将步骤（3）所得的混合物料在240℃下挤成条状，再进行风冷拉条切成颗粒，即得到石头纸专用母粒。

经过分筛后的长条和粉状不合格品再进行二次密炼，确保回收利用。 

实施例5 

（1）按下列质量百分比称量各组分备用：

滑石粉                          61 kg

高密度聚乙烯                    34 kg

亚磷酸酯类的DSTDP             0.5 kg

乙氧基化脂肪族烷基胺            0.5 kg

OL-T671和DL-411-DF           各1 kg

硬脂酸锌和石蜡                 各1 kg；

并将合成树脂粉碎成粉状；

（2）将步骤（1）所备无机矿物粉体加热至105℃，再加入步骤（1）所备偶联剂，6分钟后加入润滑剂，2.5分钟后加入步骤（1）所备合成树脂、抗氧化剂和抗静电剂，然后混合搅拌5分钟至丝团状时，得到混合物料；

（3）将步骤（2）所得的混合物料，冷却至60℃后，再在180℃下进行混炼22分钟；

（4）将步骤（3）所得的混合物料在240℃下挤成条状，再进行风冷拉条切成颗粒，即得到石头纸专用母粒。

经过分筛后的长条和粉状不合格品再进行二次密炼，确保回收利用。 

上述的具体实施方式仅是本发明的较佳实施例。需要指出的是，本行业的技术人员在本发明的指导下，可以做出一些变形与改良。这些变形与改良都是本发明保护的范围。 

Claims (8)

1.一种石头纸专用母粒，其特征在于由下列质量百分比的组分组成：

无机矿物粉        60～85%   合成树脂       10～35%

抗氧化剂         0.2～0.5%   抗静电剂      0.2～0.5%

偶联剂             1～2%    润滑剂           1～5%。

2.根据权利要求1所述的石头纸专用母粒，其特征在于：所述无机矿物粉为重质碳酸钙粉、滑石粉、轻质碳酸钙粉中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的石头纸专用母粒，其特征在于：所述合成树脂为聚丙烯、高密度聚乙烯、线性聚乙烯中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的石头纸专用母粒，其特征在于：所述抗氧化剂为自酚类的1010、胺类的DLTDP、亚磷酸酯类的DSTDP、丙烯基官能团168、硫代脂TNPP中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的石头纸专用母粒，其特征在于：所述抗静电剂为非离子型的乙氧基化脂肪族烷基胺、乙氧基月桂酷胺中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的石头纸专用母粒，其特征在于：所述偶联剂为复合型偶联剂的TLZJ-901，硅烷类的乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰基氧硅烷，钛酸酯类的OL-T951、OL-T671，铝酸脂的DL-411-DF中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的石头纸专用母粒，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸的1801，低分子蜡类的PE蜡、PP蜡，石蜡，金属皂类的硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或几种的组合。

8.一种石头纸专用母粒的制备方法，其特征在于经过下列各步骤：

（1）按下列质量百分比称量各组分备用：

无机矿物粉        60～85%   合成树脂       10～35%

抗氧化剂         0.2～0.5%   抗静电剂      0.2～0.5%

偶联剂             1～2%    润滑剂           1～5%；

并将合成树脂粉碎成粉状；

（2）将步骤（1）所备无机矿物粉体加热至80～135℃，再加入步骤（1）所备偶联剂，5～8分钟后加入润滑剂，2～3分钟后加入步骤（1）所备合成树脂、抗氧化剂和抗静电剂，然后混合搅拌3～5分钟至丝团状时，得到混合物料；

（3）将步骤（2）所得的混合物料，冷却至50～60℃后，再在165～200℃下进行混炼20～25分钟；

（4）将步骤（3）所得的混合物料在200～240℃下挤成条状，再进行风冷拉条切成颗粒，即得到石头纸专用母粒。