CN104530534B - 一种用木纤维增强高填充合成纸强度的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用木纤维增强高填充合成纸强度的方法，其特征在于：先将木纤维用十二烷基缩水甘油醚改性，再将高密度聚乙烯20～25份、十二烷基缩水甘油醚改性的木纤维0.5～2.0份加入到密炼机中，经密炼至温度达到140～150℃时，再将重质碳酸钙75～80份、无水氯化钙0.3～1.5份、硬脂酸单季戊四醇酯0.2～1.0份、抗氧剂1010为0.05～0.3份加入到密炼机中，经密炼至温度达到170～190℃；然后将密炼后的材料送入挤出机中，挤出熔体经T型模头送入到压延机中，在140～160℃的温度下压延成片材；压延机出来的片材用相对湿度为50～100%的空气冷却至50℃以下；然后将片材送入多辊拉伸机中，片材先预热至110～130℃，经2～5组拉伸，得到需要的合成纸。
Description
技术领域
本发明涉及一种用木纤维增强高填充合成纸强度的方法。
背景技术
过去的合成纸是以高分子聚合物为主要原料，碳酸钙为辅助原料，碳酸钙含量小于40%，所以不但成本相对较高，而且依赖于石油，其发展受到一定的限制。最近这一技术得到较大的发展，碳酸钙为主要原料，含量最高达到80%，高分子聚合物为辅助原料，含量小于30%，通过各种新技术的应用，使其同时具有塑料和纸的特性，但这种环保纸的强度比过去的合成纸有明显的降低。环保合成纸作为新型的纸种，环保合成纸的优良性能越来越明显，用途也越来越广泛，已拓展到许多新领域，许多新产品不断地被开发出来。环保合成纸在国外已经有三十多年的发展史，随着全球环保意识的加强，因普通木纤维纸造成大量污染，加快了合成纸的发展，新的环保合成纸品种不断出现，扩大了环保合成纸的应用范围。
中国发明专利 CN102837473A公开了一种高吸墨性合成纸的制造方法，其特征在于：用两台挤出机进行，一台挤出机挤出中间芯层材料，芯层材料按重量份计高密度聚乙烯为30～40份、重质碳酸钙为60～70份、油酸钙为0.3～1.5份、硬脂酸钠为0.2～1.0份、抗氧剂1010为0.02～0.10份；另一台挤出机挤出上下表面面层材料，面层材料按重量份计低密度聚乙烯为10～15份、轻质碳酸钙为85～90份、聚乙烯蜡为3～5份、硬脂酸钙为0.2～1.0份、抗氧剂1010为0.02～0.10份；两台挤出机挤出的熔体通过分配器，芯层材料分配在中间，面层材料分配在芯层材料的表面，熔体通过吹膜机的“O”型模头，在压缩空气的作用下吹成三层圆筒状合成纸，经切刀裁成两片，每片浸入酸槽酸洗、浸入水洗槽水洗、烘干后分别收卷，得到表面多孔的合成纸。
中国发明专利CN101457056公开了一种合成纸涂料及其制备方法和用途，该涂料包括10～20％废聚苯乙烯泡沫塑料、20～30％高岭土、50～60％甲苯、0.2～0.5％抗静电剂、0.1～0.3％滑爽剂、2～3％复合助剂，以上百分比为质量百分比。向聚苯乙烯泡沫塑料中加入甲苯后，在不超过150℃的温度下熔化聚苯乙烯泡沫塑料，再加入复合助剂，制成AK改性树脂；将高岭土和制得的AK改性树脂充分分散均匀，然后研磨至细度≤15微米；最后将滑爽剂、抗静电剂和研磨好的物料一起分散均匀即制得合成纸涂料。将合成纸涂料在合成纸表层上形成可印刷层，提高合成纸的印刷适性，方便合成纸适用一般的印刷方式和普通油墨印刷，扩大合成纸的使用范围。
由于合成纸是重质碳酸钙和高密度聚乙烯制作而成，且重质碳酸钙含量很高，接近75～80%，所以合成纸的强度不高，但有些使用场合要求更高的强度，比如，用合成纸做手提袋等。传统的纸张为了提高强度一般采用厚纸复塑料薄膜的办法，这样势必造成资源浪费、成本升高、回收麻烦等问题。目前合成纸生产方法主要为压延法和吹膜法，压延法工艺稳定、控制简单，可以生产200～400µm的厚纸，但缺点是纵横向强度差别较大，纵向强度大而横向强度小，横向容易撕裂；而吹膜法工艺稳定差、控制难，成本高、技术不成熟，但优点是纵横向强度差别小，可以生产100～200µm的薄纸；本发明采用在合成纸中加入木纤维，用木纤维提高合成纸的强度，改善压延法合成纸的纵横向强度差；由于木纤维表面含有大量的羟基极性较强，而高密度聚乙烯极性很弱，二者结合力差、相容性不好，为了提高木纤维与高密度聚乙烯之间的结合力，本发明采用对木纤维表面进行改性，十二烷基缩水甘油醚含有一个十二个碳的碳氢长链和一个环氧基团，碳氢长链与高密度聚乙烯极性近似，所以它们之间相容性好、结合力强，而环氧基团可以在氨催化的条件下开环与木纤维表面的羟基进行反应形成醚键，结合到木纤维表面，这样十二烷基缩水甘油醚分子一端通过化学键与木纤维表面连接，另一端碳氢长链与高密度聚乙烯分子链通过分子间的作用力结合在一起，从而使木纤维能很好地分散到高密度聚乙烯中，复合了木纤维的高密度聚乙烯再用于合成纸的制备，从而使合成纸的强度得到提高。
发明内容
一种用木纤维增强高填充合成纸强度的方法，其特征在于：将木纤维分散于水中，木纤维在水中的质量含量为1～2%，往水中加入十二烷基缩水甘油醚，其加入量为木纤维质量的1～2%，再往水中加入10%的氨水，使水的pH 值达到9～10，继续搅拌30分钟，将木纤维过滤出来，105℃下烘干备用，得到十二烷基缩水甘油醚改性的木纤维；
将高密度聚乙烯20～25份、十二烷基缩水甘油醚改性的木纤维0.5～2.0份加入到密炼机中，经密炼至温度达到140～150℃时，再将重质碳酸钙75～80份、无水氯化钙0.3～1.5份、硬脂酸单季戊四醇酯0.2～1.0份、抗氧剂1010为0.05～0.3份加入到密炼机中，经密炼至温度达到170～190℃；然后将密炼后的材料送入挤出机中，挤出熔体经T型模头送入到压延机中，在140～160℃的温度下压延成片材；压延机出来的片材用相对湿度为50～100%的空气冷却至50℃以下；然后将片材送入多辊拉伸机中，片材先预热至110～130℃，经2～5组拉伸，得到需要的合成纸；
所述的高密度聚乙烯的热熔融流动指数MFI为0.01～0.5；
所述的重质碳酸钙的目数为400～1000目；
所述的片材在多辊拉伸机中的拉伸倍数为1. 2～3.0。
合成纸抗张强度按GB/T T12914-2008«纸和纸板抗张强度的测定»进行测试。
具体实施方式
实施例1
将1.1kg木纤维分散于70kg的水中，搅拌分散1小时，往水中加入十二烷基缩水甘油醚21g，再往水中加入10%的氨水，使水的pH 值达到9，继续搅拌30分钟，然后将木纤维用气动隔膜泵送入板框压滤机中压干水分，然后在105℃下烘干，得到十二烷基缩水甘油醚改性的木纤维；
将热熔融流动指数MFI为0.5的高密度聚乙烯25kg、十二烷基缩水甘油醚改性的木纤维1.1kg加入到密炼机中，经密炼至温度达到148℃时，再将 1000目重质碳酸钙75kg、无水氯化钙1.1kg、硬脂酸单季戊四醇酯1.0kg、抗氧剂1010 0.3kg加入到密炼机中，继续密炼至温度达到180℃时，停止密炼；将密炼后的材料送入挤出机中，挤出机的挤出温度为200℃，挤出熔体经T型模头送入到压延机中，在150℃的温度下压延成片材，片材的厚度为240µm，宽度为800mm；压延机出来的片材用相对湿度为50%的空气冷却至30℃；然后将片材送入多辊拉伸机中，片材在拉伸机中先经油加热辊预热至124℃，经4组拉伸辊拉伸，拉伸倍数为2.5，得到的合成纸厚度200µm，纵向强度为14.5kN/m、横向强度为5.7kN/m。对比实施例：其他条件相同，只是没加木纤维, 得到的合成纸厚度200µm，纵向强度为11.0kN/m、横向强度为1.2kN/m。
实施例2
将1.4kg木纤维分散于70kg的水中，搅拌分散1小时，往水中加入十二烷基缩水甘油醚28g，再往水中加入10%的氨水，使水的pH 值达到10，继续搅拌30分钟，然后将木纤维用气动隔膜泵送入板框压滤机中压干水分，然后在105℃下烘干，得到十二烷基缩水甘油醚改性的木纤维；
将热熔融流动指数MFI为0.3的高密度聚乙烯20kg、十二烷基缩水甘油醚改性的木纤维1.4kg加入到密炼机中，经密炼至温度达到150℃时，再将 800目重质碳酸钙80kg、无水氯化钙1.5kg、硬脂酸单季戊四醇酯0.2kg、抗氧剂1010 0.05kg加入到密炼机中，继续密炼至温度达到190℃时，停止密炼；将密炼后的材料送入挤出机中，挤出机的挤出温度为200℃，挤出熔体经T型模头送入到压延机中，在155℃的温度下压延成片材，片材的厚度为220µm，宽度为800mm；压延机出来的片材用相对湿度为100%的空气冷却至45℃；然后将片材送入多辊拉伸机中，片材在拉伸机中先经油加热辊预热至124℃，经5组拉伸辊拉伸，拉伸倍数为3.0，得到的合成纸厚度180µm，纵向强度为12.6kN/m、横向强度为4.4kN/m。对比实施例：其他条件相同，只是没加木纤维, 得到的合成纸厚度180µm，纵向强度为9.9kN/m、横向强度为0.8kN/m。
实施例3
将0.8kg木纤维分散于70kg的水中，搅拌分散1小时，往水中加入十二烷基缩水甘油醚12g，再往水中加入10%的氨水，使水的pH 值达到9.5，继续搅拌30分钟，然后将木纤维用气动隔膜泵送入板框压滤机中压干水分，然后在105℃下烘干，得到十二烷基缩水甘油醚改性的木纤维；
将热熔融流动指数MFI为0.1的高密度聚乙烯22kg、十二烷基缩水甘油醚改性的木纤维0.8kg加入到密炼机中，经密炼至温度达到145℃时，再将 600目重质碳酸钙78kg、无水氯化钙0.3kg、硬脂酸单季戊四醇酯1.0kg、抗氧剂1010 0.1kg加入到密炼机中，继续密炼至温度达到170℃时，停止密炼；将密炼后的材料送入挤出机中，挤出机的挤出温度为200℃，挤出熔体经T型模头送入到压延机中，在150℃的温度下压延成片材，片材的厚度为220µm，宽度为800mm；压延机出来的片材用相对湿度为90%的空气冷却至50℃；然后将片材送入多辊拉伸机中，片材在拉伸机中先经油加热辊预热至120℃，经2组拉伸辊拉伸，拉伸倍数为1.2，得到的合成纸厚度200µm，纵向强度为15.2kN/m、横向强度为6.3kN/m。对比实施例：其他条件相同，只是没加木纤维, 得到的合成纸厚度200µm，纵向强度为11.1kN/m、横向强度为1.4kN/m。
实施例4
将1.2kg木纤维分散于70kg的水中，搅拌分散1小时，往水中加入十二烷基缩水甘油醚20g，再往水中加入10%的氨水，使水的pH 值达到9.3，继续搅拌30分钟，然后将木纤维用气动隔膜泵送入板框压滤机中压干水分，然后在105℃下烘干，得到十二烷基缩水甘油醚改性的木纤维；
将热熔融流动指数MFI为0.05的高密度聚乙烯23kg、十二烷基缩水甘油醚改性的木纤维0.6kg加入到密炼机中，经密炼至温度达到140℃时，再将 400目重质碳酸钙77kg、无水氯化钙0.9kg、硬脂酸单季戊四醇酯0.8kg、抗氧剂1010 0.09kg加入到密炼机中，继续密炼至温度达到182℃时，停止密炼；将密炼后的材料送入挤出机中，挤出温度控制在200℃，挤出熔体经T型模头送入到压延机中，在148℃的温度下压延成片材，片材的厚度为240µm，宽度为800mm；压延机出来的片材用相对湿度为80%的空气冷却至35℃；然后将片材送入多辊拉伸机中，片材在拉伸机中先经油加热辊预热至117℃，经3组拉伸辊拉伸，拉伸倍数为1.9，得到的合成纸厚度200µm，纵向强度为14.5kN/m、横向强度为5.4kN/m。对比实施例：其他条件相同，只是没加木纤维, 得到的合成纸厚度200µm，纵向强度为11.0kN/m、横向强度为1.2kN/m。
Claims (1)
1.一种用木纤维增强高填充合成纸强度的方法，其特征在于：将木纤维分散于水中，木纤维在水中的质量含量为1～2%，往水中加入十二烷基缩水甘油醚，其加入量为木纤维质量的1～2%，再往水中加入10%的氨水，使水的pH 值达到9～10，继续搅拌30分钟，将木纤维过滤出来，105℃下烘干备用，得到十二烷基缩水甘油醚改性的木纤维；
将高密度聚乙烯20～25份、十二烷基缩水甘油醚改性的木纤维0.5～2.0份加入到密炼机中，经密炼至温度达到140～150℃时，再将重质碳酸钙75～80份、无水氯化钙0.3～1.5份、硬脂酸单季戊四醇酯0.2～1.0份、抗氧剂1010为0.05～0.3份加入到密炼机中，经密炼至温度达到170～190℃；然后将密炼后的材料送入挤出机中，挤出熔体经T型模头送入到压延机中，在140～160℃的温度下压延成片材；压延机出来的片材用相对湿度为50～100%的空气冷却至50℃以下；然后将片材送入多辊拉伸机中，片材先预热至110～130℃，经2～5组拉伸，得到需要的合成纸；
所述的高密度聚乙烯的热熔融流动指数MFI为0.01～0.5；
所述的重质碳酸钙的目数为400～1000目；
所述的片材在多辊拉伸机中的拉伸倍数为1. 2～3.0。
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