CN108822394A - Pp人造合成纸及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及PP人造合成纸，其特征在于，所述PP人造合成纸由以下重量份的原料制备得到：聚丙烯20‑30份、聚异丁烯丁二酰亚胺2‑3份、硅烷偶联剂2‑3份、乙烯‑丙烯嵌段共聚物10‑20份、聚乙烯树脂20‑30份、分子筛2‑10份、云母1‑5份。本发明所得PP合成纸能够更好的适用于油画、水墨画、书法、素描等艺术品领域；本发明所得产品的平整度、光滑度、亮度等均有显著提升；采用本发明原料配方制备得到的合成纸能够使油墨、水彩、墨汁等长时间保持鲜亮，能够使艺术品延长保藏周期；本发明在不需要进行任何抗静电处理的情况下，仍然能够满足正常生产和日常使用的需要，极大的节约制造成本，对于简化加工条件，是合成纸领域的重大技术成果。

Description

PP人造合成纸及其制备方法

技术领域

本发明PP人造合成纸技术领域，尤其涉及PP人造合成纸及其制备方法。

背景技术

合成纸，是以聚烯烃等树脂和无机填充物为主要原料，通过挤出工艺加工而成的，同时具有塑料和纸特征的多功能性材料。合成纸是一种塑料新型材料产品，也是一种环保产品，具有比重轻、强度大、抗撕裂、印刷性好，遮光、抗紫外线，经久耐用，经济环保等特点。由于合成纸的生产过程无污染，可以100％回收，循环使用，是现代纸张生产的一次重大革命。

合成纸按原料不同分为：PP合成纸、HDPE合成纸、PS合成纸、PVC合成纸、PET合成纸、ABS合成纸等。

CN104960301A公开了一种PP合成纸及其制备方法，合成纸由表层1、表层2和芯层组成；表层1的原料组分及重量百分数为：PP98-99％、抗粘连剂1-2％；芯层原料组分及重量百分数为：PP67-81％、抗静电剂1.5-2.5％、珠光料17-30％。制得的合成纸的厚度为50-200微米，性能优异，制备方法简单，有利于推广应用。

CN106147016A公开了一种含复合改性多孔硅酸钙粉体的PP合成纸及其制备方法，该方法以聚丙烯和苯乙烯-丙烯腈共聚物混合作为树脂基料，并以复合改性多孔硅酸钙粉体作为填料，可有效的改善合成纸的综合性能，经过预分散处理的多壁碳纳米管的分散性极佳，可有效改善纸张对油墨的润湿性，提高印刷性能；本合成纸强度高，透气透湿，印刷牢固，经久耐用。

CN105968577A公开了一种含复合改性碳化椰棕丝微粉的PP合成纸及其制备方法，该合成纸以聚丙烯、马来酸酐改性聚丙烯混合作为树脂基料，并在其中添加复合改性碳化椰棕丝微粉，这种复合填料较之传统的填料具有更佳的相容性和分散性，能赋予纸品良好的吸附性，油墨能快速润湿结合，不易脱落，加入的镍粉、纳米结晶纤维素等原料经过预分散处理，其利用率更高，可有效的改善纸张的性能；本发明的合成纸亮度高，高弹柔韧，不易脱墨，经久耐用，有效提升了传统PP合成纸的使用价值。

然而，由于合成纸天然的塑料属性，使得铅笔、油画、软笔书法、硬笔书法、水墨画等对纸张天然植物属性要求高的使用领域无法得到有效的推广，然而，铅笔、油画、软笔书法、硬笔书法、水墨画等具有艺术品价值的作品由于普遍需要使用传统造纸工艺生产的例如宣纸等专用纸张，使得作品不易保存、易掉色、纸制易发黄、变脆。因此，如何通过改进合成纸的生产工艺使得其能够应用于艺术作品领域，是亟待解决的技术难题

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供PP人造合成纸及其制备方法。

本发明提供PP人造合成纸，所述PP人造合成纸由以下重量份的原料制备得到：聚丙烯20-30份、聚异丁烯丁二酰亚胺2-3份、硅烷偶联剂2-3份、乙烯-丙烯嵌段共聚物10-20份、聚乙烯树脂20-30份、分子筛2-10份、云母1-5份。

进一步地，所述分子筛包括ZSM-5分子筛、β-分子筛、MCM-41和/或MCM-22。优选地，所述分子筛的BET比表面积为700-1200、孔径为1-6nm。

进一步地，所述云母包括天然云母和/或合成云母。

进一步地，所述云母经过破碎、煅烧、再破碎直至其颗粒平均粒径小于2μm。

进一步地，所述云母的平均粒径为10nm-1μm。

本发明进一步地提供一种前述PP人造合成纸的制备方法，所述制备方法包括：

1)按重量份数，将分子筛、云母投入到装有聚异丁烯丁二酰亚胺、硅烷偶联剂的反应器中进行混合，超声和搅拌相结合，使所述分子筛和所述云母充分分散于液相中，得到物料A备用；优选地，所述物料A的熔融温度为200-230℃、熔融指数为2-4g/10min；

2)按重量份数，将聚丙烯、乙烯-丙烯嵌段共聚物和聚乙烯树脂混合，加热使其充分混合得到物料B备用；优选地，所述物料B的熔融温度为190-200℃、熔融指数为4-6g/10min；

3)将所述物料A加入到所述物料B中，在高速混合机中充分混合，得到混合物料；

4)将所述步骤3)得到的混合物料在密炼机中进行塑化，得到塑化后的物料；

5)将所述步骤4)得到的塑化后的物料输送到挤出机挤压成型、冷却定型、测厚、修边，最终得到成品；优选地，所得成品在沿料流方向的收缩率不大于0.2％、垂直料流方向的收缩率不大于0.08％。由于合成纸在加工过程中，大量原料为有机物，其天然存在收缩现象，使得所得成品纸平整度、光滑度、亮度等受到影响，而本发明创新性的对原料配方及其之间的配比进行调整，使得挤压成型过程中在沿料流方向的收缩率和垂直料流方向的收缩率均远低于聚丙烯等有机聚合物自身在这二个方向上的收缩率，使得所得产品的平整度、光滑度、亮度等均有显著提升。

优选地，挤出温度为200-230℃；例如是200℃、202℃、205℃、209℃、211℃、212℃、214℃、217℃。

进一步地，所述步骤5)在挤压成型后，进行轧花处理。

本发明前述方法制备得到的成品，能够直接作为合成纸，也可以为了特殊使用领域的需要，作为多层合成纸中的任一层。

本发明的有益效果在于：

1、本发明创新性的在PP人造合成纸的原料配方中引入分子筛和云母，使其能够具有更好的吸附性能，使得所得PP人造合成纸能够更好的适用于油画、水墨画、书法、素描等艺术品领域；

2、本发明的人造合成纸原料，由于配方中原料及重量份的配比，使得所得成品在沿料流方向的收缩率和垂直料流方向的收缩率均远低于聚丙烯等有机聚合物自身在这二个方向上的收缩率，使得所得产品的平整度、光滑度、亮度等均有显著提升；

3、采用本发明原料配方制备得到的人造合成纸能够使油墨、水彩、墨汁等长时间保持鲜亮，能够使艺术品延长保藏周期；

4、本发明还意外的发现，按照本发明配方制备所得的纸样，在不需要进行任何抗静电处理(包括添加抗静电剂或者涂覆抗静电层等)的情况下，仍然能够满足正常生产和日常使用的需要，极大的节约制造成本，对于简化加工条件，是合成纸领域的重大技术成果。

具体实施方式

以下通过具体实施例介绍本发明的实现和所具有的有益效果，但不应据此对本发明的实施范围构成任何限定。

实施例1

PP人造合成纸A，所述PP人造合成纸由以下重量份的原料制备得到：聚丙烯20份、聚异丁烯丁二酰亚胺2份、硅烷偶联剂2份、乙烯-丙烯嵌段共聚物10份、聚乙烯树脂20份、分子筛2份(ZSM-5，BET比表面积为800、孔径2nm)、云母1份；其中，所述云母经过破碎、煅烧、再破碎直到其颗粒平均粒径为20nm；

制备方法包括：

1)按重量份数，将分子筛、云母投入到装有聚异丁烯丁二酰亚胺、硅烷偶联剂的反应器中进行混合，超声和搅拌相结合，使所述分子筛和所述云母充分分散于液相中，得到物料A备用；其中，所述物料A的熔融温度为200℃、熔融指数为2g/10min；

2)按重量份数，将聚丙烯、乙烯-丙烯嵌段共聚物和聚乙烯树脂混合，加热使其充分混合得到物料B备用；其中，所述物料B的熔融温度为190℃、熔融指数为4g/10min；

3)将所述物料A加入到所述物料B中，在高速混合机中充分混合，得到混合物料；

4)将所述步骤3)得到的混合物料在密炼机中进行塑化，得到塑化后的物料；

5)将所述步骤4)得到的塑化后的物料输送到挤出机挤压成型、冷却定型、测厚、修边，最终得到成品；其中，所得成品在沿料流方向的收缩率为0.19％、垂直料流方向的收缩率为0.077％。

实施例2

PP人造合成纸B，所述PP人造合成纸由以下重量份的原料制备得到：聚丙烯23份、聚异丁烯丁二酰亚胺2份、硅烷偶联剂3份、乙烯-丙烯嵌段共聚物14份、聚乙烯树脂25份、分子筛2.5份(MCM-41，BET比表面积为700、孔径2nm)、云母1份；其中，所述云母经过破碎、煅烧、再破碎直到其颗粒平均粒径为30nm；

制备方法包括：

1)按重量份数，将分子筛、云母投入到装有聚异丁烯丁二酰亚胺、硅烷偶联剂的反应器中进行混合，超声和搅拌相结合，使所述分子筛和所述云母充分分散于液相中，得到物料A备用；其中，所述物料A的熔融温度为208℃、熔融指数为4g/10min；

2)按重量份数，将聚丙烯、乙烯-丙烯嵌段共聚物和聚乙烯树脂混合，加热使其充分混合得到物料B备用；其中，所述物料B的熔融温度为200℃、熔融指数为5g/10min；

3)将所述物料A加入到所述物料B中，在高速混合机中充分混合，得到混合物料；

4)将所述步骤3)得到的混合物料在密炼机中进行塑化，得到塑化后的物料；

5)将所述步骤4)得到的塑化后的物料输送到挤出机挤压成型、冷却定型、测厚、修边，最终得到成品；其中，所得成品在沿料流方向的收缩率为0.14％、垂直料流方向的收缩率为0.069％。

实施例3

PP人造合成纸C，所述PP人造合成纸由以下重量份的原料制备得到：聚丙烯23份、聚异丁烯丁二酰亚胺2份、硅烷偶联剂3份、乙烯-丙烯嵌段共聚物14份、聚乙烯树脂25份、分子筛2.5份(MCM-41，BET比表面积为700、孔径2nm)、云母1份；其中，所述云母经过破碎、煅烧、再破碎直到其颗粒平均粒径为1μm；

制备方法包括：

1)按重量份数，将分子筛、云母投入到装有聚异丁烯丁二酰亚胺、硅烷偶联剂的反应器中进行混合，超声和搅拌相结合，使所述分子筛和所述云母充分分散于液相中，得到物料A备用；其中，所述物料A的熔融温度为230℃、熔融指数为3g/10min；

2)按重量份数，将聚丙烯、乙烯-丙烯嵌段共聚物和聚乙烯树脂混合，加热使其充分混合得到物料B备用；其中，所述物料B的熔融温度为195℃、熔融指数为6g/10min；

3)将所述物料A加入到所述物料B中，在高速混合机中充分混合，得到混合物料；

4)将所述步骤3)得到的混合物料在密炼机中进行塑化，得到塑化后的物料；

5)将所述步骤4)得到的塑化后的物料输送到挤出机挤压成型、冷却定型、测厚、修边，最终得到成品；其中，所得成品在沿料流方向的收缩率为0.17％、垂直料流方向的收缩率为0.04％。

实施例4

PP人造合成纸D，所述PP人造合成纸由以下重量份的原料制备得到：聚丙烯30份、聚异丁烯丁二酰亚胺3份、硅烷偶联剂2份、乙烯-丙烯嵌段共聚物20份、聚乙烯树脂30份、分子筛6份(MCM-22，BET比表面积为1000、孔径4nm)、云母5份；其中，所述云母经过破碎、煅烧、再破碎直到其颗粒平均粒径为80nm；

制备方法包括：

1)按重量份数，将分子筛、云母投入到装有聚异丁烯丁二酰亚胺、硅烷偶联剂的反应器中进行混合，超声和搅拌相结合，使所述分子筛和所述云母充分分散于液相中，得到物料A备用；其中，所述物料A的熔融温度为210℃、熔融指数为4g/10min；

2)按重量份数，将聚丙烯、乙烯-丙烯嵌段共聚物和聚乙烯树脂混合，加热使其充分混合得到物料B备用；其中，所述物料B的熔融温度为200℃、熔融指数为4.5g/10min；

3)将所述物料A加入到所述物料B中，在高速混合机中充分混合，得到混合物料；

4)将所述步骤3)得到的混合物料在密炼机中进行塑化，得到塑化后的物料；

5)将所述步骤4)得到的塑化后的物料输送到挤出机挤压成型、冷却定型、测厚、修边，最终得到成品；其中，所得成品在沿料流方向的收缩率为0.09％、垂直料流方向的收缩率为0.05％。

实施例5

PP人造合成纸E，所述PP人造合成纸由以下重量份的原料制备得到：聚丙烯27份、聚异丁烯丁二酰亚胺2.4份、硅烷偶联剂2.5份、乙烯-丙烯嵌段共聚物17份、聚乙烯树脂26份、分子筛10份(MCM-22和MCM-41的混合物，其中，MCM-22的BET比表面积为1200、孔径5nm；MCM-41的BET比表面积为800、孔径为4nm)、云母3份；其中，所述云母经过破碎、煅烧、再破碎直到其颗粒平均粒径为90nm；

制备方法包括：

1)按重量份数，将分子筛、云母投入到装有聚异丁烯丁二酰亚胺、硅烷偶联剂的反应器中进行混合，超声和搅拌相结合，使所述分子筛和所述云母充分分散于液相中，得到物料A备用；其中，所述物料A的熔融温度为220℃、熔融指数为3.2g/10min；

2)按重量份数，将聚丙烯、乙烯-丙烯嵌段共聚物和聚乙烯树脂混合，加热使其充分混合得到物料B备用；其中，所述物料B的熔融温度为193℃、熔融指数为5.8g/10min；

3)将所述物料A加入到所述物料B中，在高速混合机中充分混合，得到混合物料；

4)将所述步骤3)得到的混合物料在密炼机中进行塑化，得到塑化后的物料；

5)将所述步骤4)得到的塑化后的物料输送到挤出机挤压成型、冷却定型、测厚、修边，最终得到成品；其中，所得成品在沿料流方向的收缩率为0.13％、垂直料流方向的收缩率为0.03％。

其中，印刷适应性测定方法如下：

1)测定仪器：IGT CI印刷适应性仪

测试步骤：

a.切取试样纸张的尺寸为45×29mm，每种纸张各四张，共16张；

b.固定上墨量，开始用上墨器上墨2大格，后每次实验后再加2小格，启动仪器，开始匀墨；

c.在试样纸张上用胶带贴上纸张，油墨均匀后将硬质辊靠上上墨辊，1-2min后，移开硬质辊，并将其换在压印位置，放上试样，印刷压力定为1000N，依次按合压和印刷键，开始转移油墨，完成后拿下试样，更换试样；

d.完成上次试验后，加墨2小格，再进行下次试验，依次完成所有试样纸张实验；

e.每印一色，都需要清洗各滚筒。

(2)密度测量

将K、C、M、Y四色油墨转移到试样纸张上，测定每种试样纸张上四种油墨的密度值。

从上述测定的密度值可见，本发明制备所得的纸张对于油墨的吸附能力好于现有的PP合成纸试样，可见，本发明配方中由于创造性的地加入了分子筛，使得所得产品对油墨的吸附性增强，能够更加持久的保持色彩的鲜艳。

值得注意的是，本发明所述的合成纸由于在原料中加入了分子筛，而分子筛具有较好的吸湿效果，进而使得合成纸产品在不添加抗静电剂的情况下，仍然具有良好的抗静电效果，这是合成纸技术领域的一项重大突破。众所周知，合成纸静电问题一直是行业内的一项技术难题，其原理是由于合成纸在加工过程中摩擦而产生的静电作用，静电会产生对灰尘等细小颗粒的吸附，不仅影响纸张表面的美观，还会在使用过程中发生相互粘结，影响正常的生产和使用。现有技术的解决方案均为添加抗静电剂，抗静电剂是一种能够防止静电荷产生或能有效消除静电荷的，以表面活性剂为主体的化学添加剂。通常使用的抗静电剂的方式是在制品表面涂覆或直接在原料中，这使得加工制造的成本提高，并且对制造工艺要求严格，以防止在生产加工过程中造成抗静电剂的变性或失效，然而，本发明在实践过程中意外的发现，由于添加了分子筛使得制备所得纸张表面的湿度范围恰好满足抗静电性的要求，是合成纸领域的重大技术性突破。

现有技术中常规采用的抗静电剂均为表面活性剂型抗静电剂，包括阳离子型抗静电剂、阴离子型抗静电剂、非离型抗静电剂和高分子导电型抗静电剂。然而，本发明在解决合成纸吸附油墨以及耐老化变色的技术问题的同时，突破性的发现了在原料中添加有分子筛后，在不使用抗静电剂的情况下，制备所得的纸张仍然具有较好的抗静电效果，无须对产品再进行额外的抗静电处理即可满足正常生产和日常使用的要求。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (9)

1.PP人造合成纸，其特征在于，所述PP人造合成纸由以下重量份的原料制备得到：聚丙烯20-30份、聚异丁烯丁二酰亚胺2-3份、硅烷偶联剂2-3份、乙烯-丙烯嵌段共聚物10-20份、聚乙烯树脂20-30份、分子筛2-10份、云母1-5份。

2.根据权利要求1所述的PP人造合成纸，其特征在于，所述分子筛包括ZSM-5分子筛、β-分子筛、MCM-41和/或MCM-22。

3.根据权利要求1或2所述的PP人造合成纸，其特征在于，所述云母包括天然云母和/或合成云母。

4.根据权利要求3所述的PP人造合成纸，其特征在于，所述云母经过破碎、煅烧、再破碎直至其颗粒平均粒径小于2μm。

5.根据权利要求4所述的PP人造合成纸，其特征在于，所述云母的平均粒径为10nm-1μm。

6.根据权利要求1-5任一项所述的PP人造合成纸，其特征在于，原料中不包含抗静电剂。

7.一种权利要求1-6任一项所述的PP人造合成纸的制备方法，其特征在于，包括：

1)按重量份数，将分子筛、云母投入到装有聚异丁烯丁二酰亚胺、硅烷偶联剂的反应器中进行混合，超声和搅拌相结合，使所述分子筛和所述云母充分分散于液相中，得到物料A备用；

2)按重量份数，将聚丙烯、乙烯-丙烯嵌段共聚物和聚乙烯树脂混合，加热使其充分混合得到物料B备用；

3)将所述物料A加入到所述物料B中，在高速混合机中充分混合，得到混合物料；

4)将所述步骤3)得到的混合物料在密炼机中进行塑化，得到塑化后的物料；

5)将所述步骤4)得到的塑化后的物料输送到挤出机挤压成型、冷却定型、测厚、修边，最终得到成品。

8.根据权利要求7所述的PP人造合成纸的制备方法，其特征在于，所述步骤5)在挤压成型后，进行轧花处理。

9.一种权利要求1-6中任一项所述的PP人造合成纸作为多层合成纸中任一层的用途。