CN104558774A - 一种用聚丙烯腈纤维增强高填充环保纸的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用聚丙烯腈纤维增强高填充环保纸的方法，其特征在于：将高密度聚乙烯20～25份、聚丙烯腈纤维0.5～2.0份、十八烷基氨基甲酸聚乙二醇酯0.2～0.8份加入到密炼机中，经密炼至温度达到150℃时恒温20分钟，再将重质碳酸钙75～80份、分子量为3000的粉末状聚炳烯酸钠？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，继续密炼至温度达到160℃时恒温20分钟；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，得到需要的环保纸。
Description
技术领域
本发明涉及一种用聚丙烯腈纤维增强高填充环保纸的方法。
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。
中国发明专利CN102212223A提供了一种复合环保纸的制造方法，其特征在于：先将碳酸钙晶须改性，将高密度聚乙烯、改性的碳酸钙晶须、无水氯化钙 、十二烷基苯磺酸钠、抗氧剂1076加入到密炼机中，经密炼至温度达到150～180℃；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组拉伸辊拉伸，得到需要的环保纸。用本方法所得到的复合环保纸的密度为0.6～1.2 g/cm3。
中国发明专利CN1229719公开了一种制造环保纸的方法，包括：（１）将包括天然无机矿粉、聚乙烯和助剂的组合物经混合挤压混炼聚合制成颗粒状材料；（２）将颗粒状材料投入纸膜制造机，形成膜管；（３）向膜管内充压缩空气，同时进行膜管拉伸，制成具有双向组织强度的环保纸。该发明还涉及一种制造环保纸的组合物，其包括56至80重量％的天然无机矿粉、43至18重量％的聚乙烯以及１至２重量％的助剂。
由于环保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%，所以环保纸的强度不高，但有些使用场合要求更高的强度，比如，用环保纸做手提袋等。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。目前环保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；本发明采用在环保纸中加入聚丙烯腈纤维，用聚丙烯腈纤维提高环保纸的强度，改善压延法环保纸的纵横向强度差；由于聚丙烯腈纤维表面极性较强，而高密度聚乙烯极性很弱，二者结合力差、相容性不好，为了提高聚丙烯腈纤维与高密度聚乙烯之间的结合力。本发明采用对聚丙烯腈纤维表面进行改性，将聚乙二醇与十八烷基异氰酸酯按摩尔比1：1进行混合反应，制得十八烷基氨基甲酸聚乙二醇酯，十八烷基氨基甲酸聚乙二醇酯含有一个十八个碳的碳氢长链和聚乙二醇长链，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，而聚乙二醇长链与聚丙烯腈纤维相容性好、结合力强。这样十八烷基氨基甲酸聚乙二醇酯一端通过聚乙二醇长链与聚丙烯腈纤维通过分子间的作用力结合在一起，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，从而使聚丙烯腈纤维能很好地分散到高密度聚乙烯中，复合了聚丙烯腈纤维的高密度聚乙烯再用于环保纸的制备，从而使环保纸的强度得到提高。
发明内容
一种用聚丙烯腈纤维增强高填充环保纸的方法，其特征在于：将聚乙二醇与十八烷基异氰酸酯按摩尔比1：1进行混合反应，制得十八烷基氨基甲酸聚乙二醇酯；将高密度聚乙烯20～25份、聚丙烯腈纤维0.5～2.0份、十八烷基氨基甲酸聚乙二醇酯0.2～0.8份加入到密炼机中，经密炼至温度达到150℃时恒温20分钟，再将重质碳酸钙75～80份、分子量为3000的粉末状聚炳烯酸钠 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，继续密炼至温度达到160℃时恒温20分钟；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，得到需要的环保纸；
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；
所述的聚丙烯腈纤维的平均长度为3mm、平均直径为15µm；
所述的聚乙二醇平均分子量为400；
所述的片材在多辊拉伸机中的拉伸倍数为1. 2～3.0。
环保纸抗张强度按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
实施例中聚丙烯腈纤维的平均长度为3mm、平均直径为15µm；聚乙二醇平均分子量为400。
实施例1
将116g聚乙二醇与94g十八烷基异氰酸酯进行混合反应30分钟，制得十八烷基氨基甲酸聚乙二醇酯；将热熔融流动指数MFI为0.01的高密度聚乙烯21kg、聚丙烯腈纤维1kg、十八烷基氨基甲酸聚乙二醇酯210g加入到密炼机中，经密炼至温度达到150℃时恒温20分钟，再将 400目重质碳酸钙79kg、分子量为3000的粉末状聚炳烯酸钠 1.0kg、硬脂酸单季戊四醇酯0.6kg、抗氧剂1010 0.3kg加入到密炼机中，继续密炼至温度达到160℃时恒温20分钟，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230µm，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2.4，得到的环保纸厚度190µm，纵向强度为14.0kN/m、横向强度为4.6kN/m。对比实施例：其他条件相同，只是没加聚丙烯腈纤维, 得到的环保纸厚度190µm，纵向强度为11.2kN/m、横向强度为0.9kN/m。
实施例2
将550g聚乙二醇与450g十八烷基异氰酸酯进行混合反应30分钟，制得十八烷基氨基甲酸聚乙二醇酯；将热熔融流动指数MFI为0.2的高密度聚乙烯24kg、聚丙烯腈纤维1.4kg、十八烷基氨基甲酸聚乙二醇酯1000g加入到密炼机中，经密炼至温度达到150℃时恒温20分钟，再将 800目重质碳酸钙76kg、分子量为3000的粉末状聚炳烯酸钠 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160℃时恒温20分钟，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240µm，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，得到的环保纸厚度200µm，纵向强度为14.4kN/m、横向强度为4.9kN/m。对比实施例：其他条件相同，只是没加聚丙烯腈纤维, 得到的环保纸厚度200µm，纵向强度为11.4kN/m、横向强度为1.2kN/m。
实施例3
将232g聚乙二醇与188g十八烷基异氰酸酯进行混合反应30分钟，制得十八烷基氨基甲酸聚乙二醇酯；将热熔融流动指数MFI为0.5的高密度聚乙烯22kg、聚丙烯腈纤维0.8kg、十八烷基氨基甲酸聚乙二醇酯420g加入到密炼机中，经密炼至温度达到150℃时恒温20分钟，再将 600目重质碳酸钙78kg、分子量为3000的粉末状聚炳烯酸钠 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160℃时恒温20分钟，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140℃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1.4，得到的环保纸厚度190µm，纵向强度为15.0kN/m、横向强度为5.6kN/m。对比实施例：其他条件相同，只是没加聚丙烯腈纤维, 得到的环保纸厚度190µm，纵向强度为11.1kN/m、横向强度为1.0kN/m。
实施例4
将348g聚乙二醇与282g十八烷基异氰酸酯进行混合反应30分钟，制得十八烷基氨基甲酸聚乙二醇酯；将热熔融流动指数MFI为0.05的高密度聚乙烯24kg、聚丙烯腈纤维2.0kg、十八烷基氨基甲酸聚乙二醇酯630g加入到密炼机中，经密炼至温度达到150℃时恒温20分钟，再将 600目重质碳酸钙76kg、分子量为3000的粉末状聚炳烯酸钠 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160℃时恒温20分钟，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4组拉伸辊拉伸，拉伸倍数为2.2，得到的环保纸厚度200µm，纵向强度为15.1kN/m、横向强度为6.0kN/m。对比实施例：其他条件相同，只是没加聚丙烯腈纤维, 得到的环保纸厚度200µm，纵向强度为11.1kN/m、横向强度为1.3kN/m。
Claims (1)
1.一种用聚丙烯腈纤维增强高填充环保纸的方法，其特征在于：将聚乙二醇与十八烷基异氰酸酯按摩尔比1：1进行混合反应，制得十八烷基氨基甲酸聚乙二醇酯；将高密度聚乙烯20～25份、聚丙烯腈纤维0.5～2.0份、十八烷基氨基甲酸聚乙二醇酯0.2～0.8份加入到密炼机中，经密炼至温度达到经密炼至温度达到150℃时恒温20分钟，再将重质碳酸钙75～80份、分子量为3000的粉末状聚炳烯酸钠 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，继续密炼至温度达到160℃时恒温20分钟；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，得到需要的环保纸；
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；
所述的聚丙烯腈纤维的平均长度为3mm、平均直径为15µm；
所述的聚乙二醇平均分子量为400；
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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