CN108586915A - 一种复合纸 - Google Patents

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CN108586915A CN201810242855.3A CN201810242855A CN108586915A CN 108586915 A CN108586915 A CN 108586915A CN 201810242855 A CN201810242855 A CN 201810242855A CN 108586915 A CN108586915 A CN 108586915A
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陈荣丰
求立波
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Abstract

本发明公开了一种复合纸，包括下述重量份组成：聚乙烯：5～15份聚丙烯：10～30份纳米二氧化钛：0.5～2份改性剂：1～5份碳酸钙粉：20～40份白云石粉：10～20份叶腊石：1～5份沸石：2～5份蒙脱土：5～15份增白剂：1～5份抗氧剂：0.5～1份增韧剂：1～3份紫外线吸收剂：0.5～1份；所述改性剂包括下述重量份组成：乙烯三[(1‑甲基乙烯基)氧]硅烷：2份三甲氧基(2‑苯基乙基)硅烷：2份。本发明的复合纸具有油墨附着力强的特点。

Description

一种复合纸
技术领域
本发明涉及一种复合材料，更具体的说是涉及一种复合纸。
背景技术
复合纸又叫石头纸，石头纸是一种介于纸张和塑料之间的新型材料，既可替代传统的部分功能性纸张、专业性纸张，又能替代传统的大部分塑料包装物。且具有成本低、可控性降解的特点，能够为使用者节省大量的成本，且不会产生污染。从替代传统部分纸张角度看，它能为社会节省大量的林木资源，又能减少造纸过程中产生的二次污染；从替代传统部分塑料包装物角度看，它能为国家节省大量的战略资源石油(每使用1吨可节省石油2.3吨)，产品使用后能够降解，不会造成二次白色污染。环保新材料石头纸生产取材十分广泛，产品升级、技术提升、应用领域扩大的空间十分广阔，是一个生命力极强的，有好发展的产业。
但是，现有技术中的复合纸，与油性油墨结合力不强，印刷效果不佳，特别是在经过太阳长时间暴晒的情况下，油墨很容易脱落，也有人因此在制造过程中加入了抗紫外线的助剂，但这只是增强了纸张本身的奶黄变能力，而没有增强油墨与纸张的结合能力。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种油墨与纸张结合能力强的复合纸。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种复合纸，包括下述重量份组成：
聚乙烯：5～15份
聚丙烯：10～30份
纳米二氧化钛：0.5～2份
改性剂：1～5份
碳酸钙粉：20～40份
白云石粉：10～20份
叶腊石：1～5份
沸石：2～5份
蒙脱土：5～15份
增白剂：1～5份
抗氧剂：0.5～1份
增韧剂：1～3份
紫外线吸收剂：0.5～1份；
所述改性剂包括下述重量份组成：
乙烯三[(1-甲基乙烯基)氧]硅烷：2份
三甲氧基(2-苯基乙基)硅烷：2份。
作为本发明的进一步改进：
所述沸石为改性沸石，所述改性沸石包括下述重量份组成：
沸石粉末：100份
乙烯基三甲氧基硅烷：2份
巯丙基三甲氧基硅烷：2份
其制备方法如下：将乙烯基三甲氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷溶解至正庚烷中，其中正庚烷与巯丙基三甲氧基硅烷的质量比为1∶50，将沸石在20％浓度的亚磷酸中浸泡2小时，之后加入水稀释沸石亚磷酸的混合物，之后过滤得到沸石，沸石再经过水冲洗烘干，加入到上述正庚烷溶液中，在90℃的水浴条件下进行反应12小时，之后经过过滤烘干得到改性沸石。
作为本发明的进一步改进：
所述增白剂为钛白粉。
作为本发明的进一步改进：
所述抗氧剂为硫代二丙酸二硬脂醇酯。
作为本发明的进一步改进：
紫外线吸收剂为UV531、UV234、UV326、UV327或UV328中的任一种或几种。
作为本发明的进一步改进：
所述碳酸钙粉、白云石粉、叶腊石、沸石、蒙脱土的粒径为1500目。
作为本发明的进一步改进：
所述增韧剂包括下述重量份组成：
BaSO4晶须：10份
三元乙丙橡胶：5份。
作为本发明的另一发明目的，提供一种复合纸的制造方法，包括：
步骤一：称取碳酸钙粉、白云石粉、叶腊石、沸石、蒙脱土在高速搅拌机在1500转的转速下进行混合，混合时间为1小时；
步骤二：在步骤一中的混合物中加入纳米二氧化钛、增白剂、抗氧剂、增韧剂、改性剂、紫外线吸收剂，在1000转的转速、80℃条件下混合10分钟；
步骤三：在称取聚乙烯和聚丙烯粉末，与步骤二中的混合物在转速为800-1000r/min的磨粉机中进行磨粉、混合10分钟得到混合物；
步骤四：将步骤三得到的混合物加入密炼机中密炼，控制温度不要超过150～190℃后，密炼30分钟出料，通过单螺杆造粒机制备成颗粒料。
步骤五：将步骤四得到的颗粒料加入到吹膜机中，螺杆温度控制在130～210℃制膜，经平整辊压平，切刀裁切，得到复合纸。
在本发明中，以聚乙烯、聚丙烯为高分子原料，加入无机矿物质碳酸钙粉、白云石粉、蒙脱土，来制备复合纸，其中通过添加改性剂来使得复合纸具有较好的油墨附着能力，同时在长时间使用过后仍然具有较好的油墨附着能力。在改性剂的选择上，选用乙烯三[(1-甲基乙烯基)氧]硅烷、三甲氧基(2-苯基乙基)硅烷，乙烯三[(1-甲基乙烯基)氧]硅烷、三甲氧基(2-苯基乙基)硅烷能够与聚丙烯和聚乙烯相互发生反应，并将其与无机矿物质偶联，粘合了无机矿物质的同时，还改变了纸张表面的物质成份及结构，这样就可以使得油墨能够和复合纸表面具有较好的结合力，同时由于偶联反应，也保证了在长时间使用过程中，特别是阳光照射情况下仍然具有较好的油墨附着力。并且纳米二氧化钛和沸石的加入，能够与改性剂产生协同作用，使得大幅度提高油墨附着能力。
叶腊石的加入，一部分作为填充剂，填充进无机矿物质中，另一部分作为润滑内部的作用，使得混合更加均匀，加工更加方便流畅，降低了加工时的产热。在沸石的选择上，进一步优选了改性沸石，其中改性沸石是通过沸石偶联乙烯基三甲氧基硅烷和巯丙基三甲氧基硅烷得到的，上述改性剂主要用于改性有机物，而改性沸石的作用主要是用来调和有机物和无机物，使得无机矿物质能够充分混合，并且通过改性沸石和改性剂的协同作用，进一步提高了油墨附着能力。
另外增韧剂优选BaSO4晶须、三元乙丙橡胶的混合物，这种增韧剂与本发明的体系较为符合，具有更好的效果。
具体实施方式
实施例一：
一种复合纸，包括下述重量份组成：
聚乙烯：5份
聚丙烯：20份
纳米二氧化钛：2份
改性剂：3份
碳酸钙粉：20份
白云石粉：15份
叶腊石：5份
沸石：3份
蒙脱土：5份
增白剂：3份
抗氧剂：1份
增韧剂：2份
紫外线吸收剂：0.5份；
所述改性剂包括下述重量份组成：
乙烯三[(1-甲基乙烯基)氧]硅烷：2份
三甲氧基(2-苯基乙基)硅烷：2份。
所述沸石为改性沸石，所述改性沸石包括下述重量份组成：
沸石粉末：100份
乙烯基三甲氧基硅烷：2份
巯丙基三甲氧基硅烷：2份
其制备方法如下：将乙烯基三甲氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷溶解至正庚烷中，其中正庚烷与巯丙基三甲氧基硅烷的质量比为1∶50，将沸石在20％浓度的亚磷酸中浸泡2小时，之后加入水稀释沸石亚磷酸的混合物，之后过滤得到沸石，沸石再经过水冲洗烘干，加入到上述正庚烷溶液中，在90℃的水浴条件下进行反应12小时，之后经过过滤烘干得到改性沸石。
所述增白剂为钛白粉。
所述抗氧剂为硫代二丙酸二硬脂醇酯。
紫外线吸收剂为UV531。
所述碳酸钙粉、白云石粉、叶腊石、沸石、蒙脱土的粒径为1500目。
所述增韧剂包括下述重量份组成：
BaSO4晶须：10份
三元乙丙橡胶：5份。
复合纸的制造方法，包括：
步骤一：称取碳酸钙粉、白云石粉、叶腊石、沸石、蒙脱土在高速搅拌机在1500转的转速下进行混合，混合时间为1小时；
步骤二：在步骤一中的混合物中加入纳米二氧化钛、增白剂、抗氧剂、增韧剂、改性剂、紫外线吸收剂，在1000转的转速、80℃条件下混合10分钟；
步骤三：在称取聚乙烯和聚丙烯粉末，与步骤二中的混合物在转速为800-1000r/min的磨粉机中进行磨粉、混合10分钟得到混合物；
步骤四：将步骤三得到的混合物加入密炼机中密炼，控制温度不要超过150～190℃后，密炼30分钟出料，通过单螺杆造粒机制备成颗粒料。
步骤五：将步骤四得到的颗粒料加入到吹膜机中，螺杆温度控制在130～210℃制膜，经平整辊压平，切刀裁切，得到复合纸。
实施例二：
一种复合纸，包括下述重量份组成：
聚乙烯：10份
聚丙烯：10份
纳米二氧化钛：1份
改性剂：5份
碳酸钙粉：30份
白云石粉：10份
叶腊石：3份
沸石：5份
蒙脱土：10份
增白剂：1份
抗氧剂：0.7份
增韧剂：3份
紫外线吸收剂：0.7份；
所述改性剂包括下述重量份组成：
乙烯三[(1-甲基乙烯基)氧]硅烷：2份
三甲氧基(2-苯基乙基)硅烷：2份。
所述增白剂为钛白粉。
所述抗氧剂为硫代二丙酸二硬脂醇酯。
紫外线吸收剂为UV234。
所述碳酸钙粉、白云石粉、叶腊石、沸石、蒙脱土的粒径为1500目。
所述增韧剂选用市购HUALIN(华麟)的2910型增韧剂。
复合纸的制造方法，包括：
步骤一：称取碳酸钙粉、白云石粉、叶腊石、沸石、蒙脱土在高速搅拌机在1500转的转速下进行混合，混合时间为1小时；
步骤二：在步骤一中的混合物中加入纳米二氧化钛、增白剂、抗氧剂、增韧剂、改性剂、紫外线吸收剂，在1000转的转速、80℃条件下混合10分钟；
步骤三：在称取聚乙烯和聚丙烯粉末，与步骤二中的混合物在转速为800-1000r/min的磨粉机中进行磨粉、混合10分钟得到混合物；
步骤四：将步骤三得到的混合物加入密炼机中密炼，控制温度不要超过150～190℃后，密炼30分钟出料，通过单螺杆造粒机制备成颗粒料。
步骤五：将步骤四得到的颗粒料加入到吹膜机中，螺杆温度控制在130～210℃制膜，经平整辊压平，切刀裁切，得到复合纸。
实施例三：
一种复合纸，包括下述重量份组成：
聚乙烯：15份
聚丙烯：30份
纳米二氧化钛：0.5份
改性剂：1份
碳酸钙粉：40份
白云石粉：20份
叶腊石：1份
沸石：2份
蒙脱土：15份
增白剂：5份
抗氧剂：0.5份
增韧剂：1份
紫外线吸收剂：1份；
所述改性剂包括下述重量份组成：
乙烯三[(1-甲基乙烯基)氧]硅烷：2份
三甲氧基(2-苯基乙基)硅烷：2份。
所述增白剂为钛白粉。
所述抗氧剂为硫代二丙酸二硬脂醇酯。
紫外线吸收剂为UV326。
所述碳酸钙粉、白云石粉、叶腊石、沸石、蒙脱土的粒径为1500目。
所述增韧剂包括下述重量份组成：
BaSO4晶须：10份
三元乙丙橡胶：5份。
复合纸的制造方法，包括：
步骤一：称取碳酸钙粉、白云石粉、叶腊石、沸石、蒙脱土在高速搅拌机在1500转的转速下进行混合，混合时间为1小时；
步骤二：在步骤一中的混合物中加入纳米二氧化钛、增白剂、抗氧剂、增韧剂、改性剂、紫外线吸收剂，在1000转的转速、80℃条件下混合10分钟；
步骤三：在称取聚乙烯和聚丙烯粉末，与步骤二中的混合物在转速为800-1000r/min的磨粉机中进行磨粉、混合10分钟得到混合物；
步骤四：将步骤三得到的混合物加入密炼机中密炼，控制温度不要超过150～190℃后，密炼30分钟出料，通过单螺杆造粒机制备成颗粒料。
步骤五：将步骤四得到的颗粒料加入到吹膜机中，螺杆温度控制在130～210℃制膜，经平整辊压平，切刀裁切，得到复合纸。
对比例一：
一种复合纸，包括下述重量份组成：
聚乙烯：10份
聚丙烯：10份
碳酸钙粉：30份
白云石粉：10份
叶腊石：3份
沸石：5份
蒙脱土：10份
增白剂：1份
抗氧剂：0.7份
增韧剂：3份
紫外线吸收剂：0.7份；
所述增白剂为钛白粉。
所述抗氧剂为硫代二丙酸二硬脂醇酯。
紫外线吸收剂为UV234。
所述碳酸钙粉、白云石粉、叶腊石、沸石、蒙脱土的粒径为1500目。
所述增韧剂选用市购HUALIN(华麟)的2910型增韧剂。
复合纸的制造方法，包括：
步骤一：称取碳酸钙粉、白云石粉、叶腊石、沸石、蒙脱土在高速搅拌机在1500转的转速下进行混合，混合时间为1小时；
步骤二：在步骤一中的混合物中加入纳米二氧化钛、增白剂、抗氧剂、增韧剂、改性剂、紫外线吸收剂，在1000转的转速、80℃条件下混合10分钟；
步骤三：在称取聚乙烯和聚丙烯粉末，与步骤二中的混合物在转速为800-1000r/min的磨粉机中进行磨粉、混合10分钟得到混合物；
步骤四：将步骤三得到的混合物加入密炼机中密炼，控制温度不要超过150～190℃后，密炼30分钟出料，通过单螺杆造粒机制备成颗粒料；
步骤五：将步骤四得到的颗粒料加入到吹膜机中，螺杆温度控制在130～210℃制膜，经平整辊压平，切刀裁切，得到复合纸。
对比例二：
一种复合纸，包括下述重量份组成：
聚乙烯：10份
聚丙烯：10份
纳米二氧化钛：1份
改性剂：5份
碳酸钙粉：30份
白云石粉：10份
叶腊石：3份
沸石：5份
蒙脱土：10份
增白剂：1份
抗氧剂：0.7份
增韧剂：3份
紫外线吸收剂：0.7份；
所述改性剂为乙烯三[(1-甲基乙烯基)氧]硅烷。
所述增白剂为钛白粉。
所述抗氧剂为硫代二丙酸二硬脂醇酯。
紫外线吸收剂为UV234。
所述碳酸钙粉、白云石粉、叶腊石、沸石、蒙脱土的粒径为1500目。
所述增韧剂选用市购HUALIN(华麟)的2910型增韧剂。
复合纸的制造方法，包括：
步骤一：称取碳酸钙粉、白云石粉、叶腊石、沸石、蒙脱土在高速搅拌机在1500转的转速下进行混合，混合时间为1小时；
步骤二：在步骤一中的混合物中加入纳米二氧化钛、增白剂、抗氧剂、增韧剂、改性剂、紫外线吸收剂，在1000转的转速、80℃条件下混合10分钟；
步骤三：在称取聚乙烯和聚丙烯粉末，与步骤二中的混合物在转速为800-1000r/min的磨粉机中进行磨粉、混合10分钟得到混合物；
步骤四：将步骤三得到的混合物加入密炼机中密炼，控制温度不要超过150～190℃后，密炼30分钟出料，通过单螺杆造粒机制备成颗粒料；
步骤五：将步骤四得到的颗粒料加入到吹膜机中，螺杆温度控制在130～210℃制膜，经平整辊压平，切刀裁切，得到复合纸。
对比例三：
一种复合纸，包括下述重量份组成：
聚乙烯：10份
聚丙烯：10份
纳米二氧化钛：1份
改性剂：5份
碳酸钙粉：30份
白云石粉：10份
叶腊石：3份
沸石：5份
蒙脱土：10份
增白剂：1份
抗氧剂：0.7份
增韧剂：3份
紫外线吸收剂：0.7份；
所述改性剂为三甲氧基(2-苯基乙基)硅烷。
所述增白剂为钛白粉。
所述抗氧剂为硫代二丙酸二硬脂醇酯。
紫外线吸收剂为UV234。
所述碳酸钙粉、白云石粉、叶腊石、沸石、蒙脱土的粒径为1500目。
所述增韧剂选用市购HUALIN(华麟)的2910型增韧剂。
复合纸的制造方法，包括：
步骤一：称取碳酸钙粉、白云石粉、叶腊石、沸石、蒙脱土在高速搅拌机在1500转的转速下进行混合，混合时间为1小时；
步骤二：在步骤一中的混合物中加入纳米二氧化钛、增白剂、抗氧剂、增韧剂、改性剂、紫外线吸收剂，在1000转的转速、80℃条件下混合10分钟；
步骤三：在称取聚乙烯和聚丙烯粉末，与步骤二中的混合物在转速为800-1000r/min的磨粉机中进行磨粉、混合10分钟得到混合物；
步骤四：将步骤三得到的混合物加入密炼机中密炼，控制温度不要超过150～190℃后，密炼30分钟出料，通过单螺杆造粒机制备成颗粒料；
步骤五：将步骤四得到的颗粒料加入到吹膜机中，螺杆温度控制在130～210℃制膜，经平整辊压平，切刀裁切，得到复合纸。
实施例四：
按照申请号为201110056150.0的中国专利进行制备复合纸。
通过百格测试法对油墨附着力的进行测试：
取上述实施例和对比例制成的复合纸，厚度为0.15mm，1m*1m的面积。将油性笔涂满在表面积上，用百格刀在涂满油性笔的面上划1mm宽的正方格，用胶带纸平粘与已划好格子的纸上，用橡皮擦在胶带表面来回擦拭30秒，以180度的角度将胶带快速剥离。观察油墨脱离状况，参照ASTM要求的5B、4B、3B、2B、1B、0B的标准来判定。
5B 格子无任何油墨脱落
4B 格子油墨脱落比率小于5％
3B 格子油墨脱落比率介于6％～15％
2B 格子油墨脱落比率介于16％～35％
1B 格子油墨脱落比率介于36％～65％
0B 格子油墨脱落比率介于66％～100％
白度测试：通过：YQ-Z-48B高精度白度测定仪测试；
拉伸强度和断裂伸长率通过电子万能试验机-CMT5205测定。
另外，将实施例和对比例制备的复合纸放入到紫外灯下照射24小时候，进行油墨附着力、白度、拉伸强度、断裂伸长率进行测试。
正常状态下的测试结果：
油墨附着力 白度 拉伸强度 断裂伸长率
实施例一 4B 85 15MPa 28％
实施例二 4B 80 13MPa 25％
实施例三 4B 80 12MPa 24％
对比例一 2B 75 10MPa 18％
对比例二 2B 75 10MPa 15％
对比例三 2B 75 10MPa 16％
对比例四 2B 75 8MPa 10％
经过紫外灯照射后的测试结果：
在本发明中，以聚乙烯、聚丙烯为高分子原料，加入无机矿物质碳酸钙粉、白云石粉、蒙脱土，来制备复合纸，其中通过添加改性剂来使得复合纸具有较好的油墨附着能力，同时在长时间使用过后仍然具有较好的油墨附着能力。在改性剂的选择上，选用乙烯三[(1-甲基乙烯基)氧]硅烷、三甲氧基(2-苯基乙基)硅烷，乙烯三[(1-甲基乙烯基)氧]硅烷、三甲氧基(2-苯基乙基)硅烷能够与聚丙烯和聚乙烯相互发生反应，并将其与无机矿物质偶联，粘合了无机矿物质的同时，还改变了纸张表面的物质成份及结构，这样就可以使得油墨能够和复合纸表面具有较好的结合力，同时由于偶联反应，也保证了在长时间使用过程中，特别是阳光照射情况下仍然具有较好的油墨附着力。并且纳米二氧化钛和沸石的加入，能够与改性剂产生协同作用，使得大幅度提高油墨附着能力。
叶腊石的加入，一部分作为填充剂，填充进无机矿物质中，另一部分作为润滑内部的作用，使得混合更加均匀，加工更加方便流畅，降低了加工时的产热。在沸石的选择上，进一步优选了改性沸石，其中改性沸石是通过沸石偶联乙烯基三甲氧基硅烷和巯丙基三甲氧基硅烷得到的，上述改性剂主要用于改性有机物，而改性沸石的作用主要是用来调和有机物和无机物，使得无机矿物质能够充分混合，并且通过改性沸石和改性剂的协同作用，进一步提高了油墨附着能力。另外增韧剂优选BaSO4晶须、三元乙丙橡胶的混合物，这种增韧剂与本发明的体系较为符合，具有更好的效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种复合纸，其特征在于：包括下述重量份组成：
聚乙烯：5～15份
聚丙烯：10～30份
纳米二氧化钛：0.5～2份
改性剂：1～5份
碳酸钙粉：20～40份
白云石粉：10～20份
叶腊石：1～5份
沸石：2～5份
蒙脱土：5～15份
增白剂：1～5份
抗氧剂：0.5～1份
增韧剂：1～3份
紫外线吸收剂：0.5～1份；
所述改性剂包括下述重量份组成：
乙烯三[(1-甲基乙烯基)氧]硅烷：2份
三甲氧基(2-苯基乙基)硅烷：2份。
2.根据权利要求1所述的一种复合纸，其特征在于：所述沸石为改性沸石，所述改性沸石包括下述重量份组成：
沸石粉末：100份
乙烯基三甲氧基硅烷：2份
巯丙基三甲氧基硅烷：2份
其制备方法如下：将乙烯基三甲氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷溶解至正庚烷中，其中正庚烷与巯丙基三甲氧基硅烷的质量比为1∶50，将沸石在20％浓度的亚磷酸中浸泡2小时，之后加入水稀释沸石亚磷酸的混合物，之后过滤得到沸石，沸石再经过水冲洗烘干，加入到上述正庚烷溶液中，在90℃的水浴条件下进行反应12小时，之后经过过滤烘干得到改性沸石。
3.根据权利要求2所述的一种复合纸，其特征在于：所述增白剂为钛白粉。
4.根据权利要求3所述的一种复合纸，其特征在于：所述抗氧剂为硫代二丙酸二硬脂醇酯。
5.根据权利要求4所述的一种复合纸，其特征在于：紫外线吸收剂为UV531、UV234、UV326、UV327或UV328中的任一种或几种。
6.根据权利要求5所述的一种复合纸，其特征在于：所述碳酸钙粉、白云石粉、叶腊石、沸石、蒙脱土的粒径为1500目。
7.根据权利要求6所述的一种复合纸，其特征在于：所述增韧剂包括下述重量份组成：
BaSO4晶须：10份
三元乙丙橡胶：5份。
8.如权利要求1至7所述复合纸的制造方法，其特征在于：包括：
步骤一：称取碳酸钙粉、白云石粉、叶腊石、沸石、蒙脱土在高速搅拌机在1500转的转速下进行混合，混合时间为1小时；
步骤二：在步骤一中的混合物中加入纳米二氧化钛、增白剂、抗氧剂、增韧剂、改性剂、紫外线吸收剂，在1000转的转速、80℃条件下混合10分钟；
步骤三：在称取聚乙烯和聚丙烯粉末，与步骤二中的混合物，在转速为800-1000r/min的磨粉机中进行磨粉、混合10分钟得到混合物；
步骤四：将步骤三得到的混合物加入密炼机中密炼，控制温度不要超过150～190℃后，密炼30分钟出料，通过单螺杆造粒机制备成颗粒料。
步骤五：将步骤四得到的颗粒料加入到吹膜机中，螺杆温度控制在130～210℃制膜，经平整辊压平，切刀裁切，得到复合纸。
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