CN110229380A - 一种高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及塑料薄膜开口剂技术领域，具体涉及一种高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂的制备方法，包括以下步骤：底水升温，加入碳酸氢铵和水玻璃溶液得第一反应液；反应并流至第二反应液的pH值为：3.0‑5.0，之后老化30min，得反应浆料；将所述反应浆料加水洗涤，磨浆、雾化干燥、粉碎制得高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂。本发明的有益效果在于：反应过程，采用不同反应阶段pH值由高到低控制，加速原级粒子生成，得到较高比表面积和适当吸油值。所得二氧化硅产品多孔的结构吸附了金属离子，例如铁离子、铜离子、锰离子等有色离子，使其发生氧化导致变色的可能性减小，有效改善了塑料薄膜“末端黄变”的现象。
Description
技术领域
本发明涉及塑料薄膜开口剂技术领域，具体涉及一种高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂的制备方法。
背景技术
塑料薄膜在堆积及缠卷时，由于表面张力的存在，当受压或受热时，容易使塑料薄膜黏结在一起，不易分离，甚至无法使用。为了防止这种现象的发生，通常在生产塑料薄膜时加入一定量的开口剂。最早的开口剂是无机的滑石粉、硅藻土等；中期发展到有机的油酸酰胺、芥酸酰胺及EBS衍生物等。目前合成二氧化硅作开口剂在薄膜中的应用也较为广泛。但是现有的二氧化硅产品用作塑料薄膜开口剂时，所得塑料薄膜存在开口性能和透明度低的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：本发明的目的在于提供一种开口性能优良的高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：提供一种高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂的制备方法，包括以下步骤：
底水升温80-90℃后，加入占底水0.1-2％的碳酸氢铵和占底水体积3-8％的水玻璃溶液搅拌均匀得第一反应液；所述水玻璃溶液的SiO2的含量为20-28wt％；所述第一反应液PH值控制为10.0-11.0；
反应并流第一阶段：并流加入稀硫酸和水玻璃溶液至第一反应液，控制反应温度80-90度，控制第一反应液pH值为：10.0-11.0，并流加入反应时间20-40min；之后加入硫酸把第一反应液的pH值调整为：7.5-8.5，得第二反应液；
反应并流第二阶段：并流加入稀硫酸和水玻璃溶液至第二反应液，控制反应温度80-90度，控制第二反应液pH值为：7.5-8.5，并流加入反应时间40-60min，之后定速加入稀硫酸，酸化至第二反应液的pH值为：3.0-5.0，之后老化30min，得反应浆料；
将所述反应浆料加水洗涤，磨浆、雾化干燥、粉碎制得高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂。
本发明的有益效果在于：本发明的高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂的制备方法生成的二氧化硅产品具有如下优点：1、通过优化纳米二氧化硅合成工艺，使生成的二氧化硅纳米颗粒大小均匀和规则二次聚集体结构，提高二氧化硅开口剂在塑料薄膜中的分散性，反应底水加入碳酸氢氨，促进二氧化硅粒子的生成，生成粒子球形度好。2、所得二氧化硅产品具有较高的比表面积，抗粘连性强，良好的分散性，能很均匀的分散塑料体系中，提高二氧化硅开口剂在塑料薄膜中的加工性能和透明度。反应过程，采用不同反应阶段pH值由高到低控制，加速原级粒子生成，得到较高比表面积和适当吸油值。3、所得二氧化硅产品多孔的结构吸附了金属离子，例如铁离子、铜离子、锰离子等有色离子，使其发生氧化导致变色的可能性减小，有效改善了塑料薄膜“末端黄变”的现象。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。
本发明提供一种高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂的制备方法，包括以下步骤：
底水升温80-90℃后，加入占底水0.1-2％的碳酸氢铵和占底水体积3-8％的水玻璃溶液搅拌均匀得第一反应液；所述水玻璃溶液的SiO2的含量为20-28wt％；所述第一反应液PH值控制为10.0-11.0；
反应并流第一阶段：并流加入稀硫酸和水玻璃溶液至第一反应液，控制反应温度80-90度，控制第一反应液pH值为：10.0-11.0，并流加入反应时间20-40min；之后加入硫酸把第一反应液的pH值调整为：7.5-8.5，得第二反应液；
反应并流第二阶段：并流加入稀硫酸和水玻璃溶液至第二反应液，控制反应温度80-90度，控制第二反应液pH值为：7.5-8.5，并流加入反应时间40-60min，之后定速加入稀硫酸，酸化至第二反应液的pH值为：3.0-5.0，之后老化30min，得反应浆料；
将所述反应浆料加水洗涤，磨浆、雾化干燥、粉碎制得高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂。
由上描述可知，上述的高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂的制备方法生成的产品具有如下优点：1、通过优化纳米二氧化硅合成工艺，使生成的二氧化硅纳米颗粒大小均匀和规则二次聚集体结构，提高二氧化硅开口剂在塑料薄膜中的分散性。反应底水加入碳酸氢氨，促进二氧化硅粒子的生成，生成粒子球形度好。2、具有较高的比表面积，抗粘连性强，良好的分散性，能很均匀的分散塑料体系中，提高二氧化硅开口剂在塑料薄膜中的加工性能和透明度。反应过程，采用不同反应阶段pH值由高到低控制，加速原级粒子生成，得到较高比表面积和适当吸油值。3、二氧化硅多孔的结构吸附了金属离子，例如铁离子、铜离子、锰离子等有色离子，使其发生氧化导致变色的可能性减小，有效改善了塑料薄膜“末端黄变”的现象。
本发明高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂还具有如下优点：A、二氧化硅具有极高的触变性、流动性、分散性、光散射性。B、二氧化硅对塑料薄膜有补强作用，可提高塑料薄膜的抗蠕动触变性能。C、二氧化硅无毒、无害、无污染，可用于食品、医药、涂料等行业的塑料包装。D、调价二氧化硅所得的塑料薄膜加工性、印刷性、热封性好。E、二氧化硅不含任何易挥发物及析出物，保证了塑料的质量，提高薄膜的透明性和表面光洁性。
优选的，上述的高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂的制备方法中，所述步骤“底水升温”具体为：通入蒸汽升温到80-90℃。
优选的，上述的高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂的制备方法中，所述水玻璃溶液的制备方法为：
选用模数为3.0-3.6的固体水玻璃投入静压釜内再加水，再加入经过精密过滤器的蒸汽，加压至1.0MPa，保压2小时，所得浓水玻璃再加入水，配制成SiO2的含量为20-28wt％的水玻璃溶液。
优选的，上述的高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂的制备方法中，所述步骤“定速加入稀硫酸”中，稀硫酸的加入流量为1-2m3/h。
优选的，上述的高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂的制备方法中，包括以下具体步骤：
步骤1、在90m3反应釜内，先加入30m3的底水，通入蒸汽升温80℃，加50Kg碳酸氢铵和1.5m3水玻璃溶液搅拌均匀得第一反应液；
步骤2、反应并流第一阶段：并流加入稀硫酸和水玻璃溶液至第一反应液，控制反应温度80度，控制第一反应液pH值为：10.5，并流加入反应时间45min：之后加入硫酸把第一反应液的pH值调整为：8.0，得第二反应液；
反应并流第二阶段：并流加入稀硫酸和水玻璃溶液至第二反应液，控制反应温度80度，控制第二反应液pH值为8.0，并流加入反应时间45min，之后定速加入稀硫酸，酸化至第二反应液的pH值为：4.0，之后老化30min，得反应浆料；
步骤4、板框注入反应浆料，用过滤后的自来水洗涤，制浆、磨浆得第三浆料；
通过高速旋转雾化盘把第三浆料离心雾化成微小雾滴，利用热空气加热干燥，制备粉状产品，产品水分质量分数控制在5.0％；
把雾化干燥后的产品采用高压气流磨磨粉，制得高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂。
由上描述可知，上述的高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂的制备方法中采用高压气流磨，高压气流一次对撞生成细小颗粒，所得产品粒径分布居中、大小均匀，提高二氧化硅开口剂的开口效率和透明度。
优选的，上述的高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂的制备方法中，所述高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂粒径D50控制为7um。
实施例1：
精选优质的固体水玻璃模数控制3.0，投入静压釜内加入处理水，通入经过精密过滤器的蒸汽，加压至1.0MPa，保压2小时。浓水玻璃加入水，配制成SIO2为25wt％的水玻璃溶液，存储备用。
在90m3反应釜内，先加入30m3底水，通入蒸汽升温到80度，加入50KGg碳酸氢铵，加入1.5m3水玻璃搅拌均匀得第一反应液；第一反应液PH值10.5，
反应并流第一阶段：第一反应液加入稀硫酸、水玻璃(固定水玻璃流量，通过调整稀硫酸的流量保证浆料的pH值稳定)，反应温度80℃，控制反应浆料pH值：10.5，并流加入反应45min。加入硫酸把反应浆料pH值调整至：8.0，得第二反应液；
反应并流第二阶段：第二反应液加入稀硫酸、水玻璃，在反应温度80℃，控制反应浆料pH值8.0，并流加入反应45min。并流结束后开始酸化反应，以一定流速加入稀硫酸，酸化至浆料的pH值为4.0，老化30min，得反应浆料。
板框注入反应浆料，用过滤后的自来水洗涤，制浆、磨浆得第三浆料；
通过高速旋转雾化盘把第三浆料离心雾化成微小雾滴，利用热空气加热干燥，制备粉状产品，产品水分质量分数控制在5.0％；
把雾化干燥后的产品采用高压气流磨磨粉，制得高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂。所得粒径分布集中，产品粒径D50控制5.0um，称重包装。
实施例2：
精选优质的固体水玻璃模数控制3.2，投入静压釜内加入处理水，通入经过精密过滤器的蒸汽，加压至1.0MPa，保压2小时。浓水玻璃加入水，配制成SIO2为26wt％的水玻璃溶液，存储备用。
在90m3反应釜内，先加入28m3底水，通入蒸汽升温到85，加入30KGg碳酸氢铵，加入1.0m3水玻璃搅拌均匀得第一反应液；第一反应液PH值10.0，
反应并流第一阶段：第一反应液加入稀硫酸、水玻璃(固定水玻璃流量，通过调整稀硫酸的流量保证浆料的pH值稳定)，反应温度85℃，控制反应浆料pH值：10.0，并流加入反应45min。加入硫酸把反应浆料pH值调整至：8.5，得第二反应液；
反应并流第二阶段：第二反应液加入稀硫酸、水玻璃，在反应温度85℃，控制反应浆料pH值8.5，并流加入反应45min。并流结束后开始酸化反应，以一定流速加入稀硫酸，酸化至浆料的pH值为4.5，老化30min，得反应浆料。
板框注入反应浆料，用过滤后的自来水洗涤，制浆、磨浆得第三浆料；
通过高速旋转雾化盘把第三浆料离心雾化成微小雾滴，利用热空气加热干燥，制备粉状产品，产品水分质量分数控制在5.0％；
把雾化干燥后的产品采用高压气流磨磨粉，制得高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂。所得粒径分布集中，产品粒径D50控制3.0um，称重包装。
实施例3：
精选优质的固体水玻璃模数控制3.6，投入静压釜内加入处理水，通入经过精密过滤器的蒸汽，加压至1.0MPa，保压2小时。浓水玻璃加入水，配制成SIO2为23wt％的水玻璃溶液，存储备用。
在90m3反应釜内，先加入28m3底水，通入蒸汽升温到90，加入50KGg碳酸氢铵，加入1.0m3水玻璃搅拌均匀得第一反应液；第一反应液PH值11.0，
反应并流第一阶段：加入稀硫酸、水玻璃(固定水玻璃流量，通过调整稀硫酸的流量保证浆料的pH值稳定)，在反应温度90℃，控制反应浆料pH值：11.0，并流加入反应40min。加入硫酸把反应浆料pH值调整至：8.5，得第二反应液；
反应并流第二阶段：第二反应液加入稀硫酸、水玻璃，在反应温度90℃，控制反应浆料pH值8.5，并流加入反应50min。并流结束后开始酸化反应，以1m3/h流速加入稀硫酸，酸化至浆料的pH值为4.0，老化30min，得反应浆料。
板框注入反应浆料，用过滤后的自来水洗涤，制浆、磨浆得第三浆料；
通过高速旋转雾化盘把第三浆料离心雾化成微小雾滴，利用热空气加热干燥，制备粉状产品，产品水分质量分数控制在5.0％；
把雾化干燥后的产品采用高压气流磨磨粉，制得高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂。所得粒径分布集中，产品粒径D50控制4.0um，称重包装。
本发明实施例1-3所得产品指标如下表1所示。
表1
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
底水升温80-90℃后，加入占底水0.1-2％的碳酸氢铵和占底水体积3-8％的水玻璃溶液搅拌均匀得第一反应液；所述水玻璃溶液的SiO2的含量为20-28wt％；所述第一反应液PH值控制为10.0-11.0；
反应并流第一阶段：并流加入稀硫酸和水玻璃溶液至第一反应液，控制反应温度80-90度，控制第一反应液pH值为：10.0-11.0，并流加入反应时间20-40min；之后加入硫酸把第一反应液的pH值调整为：7.5-8.5，得第二反应液；
反应并流第二阶段：并流加入稀硫酸和水玻璃溶液至第二反应液，控制反应温度80-90度，控制第二反应液pH值为：7.5-8.5，并流加入反应时间40-60min，之后定速加入稀硫酸，酸化至第二反应液的pH值为：3.0-5.0，之后老化30min，得反应浆料；
将所述反应浆料加水洗涤，磨浆、雾化干燥、粉碎制得高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂。
2.根据权利要求1所述的高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂的制备方法，其特征在于，所述步骤“底水升温”具体为：通入蒸汽升温到80-90℃。
3.根据权利要求1所述的高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂的制备方法，其特征在于，所述水玻璃溶液的制备方法为：
选用模数为3.0-3.6的固体水玻璃投入静压釜内再加水，再加入经过精密过滤器的蒸汽，加压至1.0MPa，保压2小时，所得浓水玻璃再加入水，配制成SiO2的含量为20-28wt％的水玻璃溶液。
4.根据权利要求1所述的高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂的制备方法，其特征在于，所述步骤“定速加入稀硫酸”中，稀硫酸的加入流量为1-2m3/h。
5.根据权利要求1所述的高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
步骤1、在90m3反应釜内，先加入30m3的底水，通入蒸汽升温80℃，加50Kg碳酸氢铵和1.5m3水玻璃溶液搅拌均匀得第一反应液；
步骤2、反应并流第一阶段：并流加入稀硫酸和水玻璃溶液至第一反应液，控制反应温度80度，控制第一反应液pH值为：10.5，并流加入反应时间45min：之后加入硫酸把第一反应液的pH值调整为：8.0，得第二反应液；
反应并流第二阶段：并流加入稀硫酸和水玻璃溶液至第二反应液，控制反应温度80度，控制第二反应液pH值为8.0，并流加入反应时间45min，之后定速加入稀硫酸，酸化至第二反应液的pH值为：4.0，之后老化30min，得反应浆料；
步骤4、板框注入反应浆料，用过滤后的自来水洗涤，制浆、磨浆得第三浆料；
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把雾化干燥后的产品采用高压气流磨磨粉，制得高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂。
6.根据权利要求5所述的高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂的制备方法，其特征在于，所述高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂粒径D50控制为3-5um。
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