CN111302703B - 一种具备良好印刷适应性的石头合成纸 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具备良好印刷适应性的石头合成纸,包括改性多孔碳酸钙50‑70份、聚合物4‑10份、润滑剂5‑8份、复合型偶联剂0.5‑2份、分散剂0.5‑1份、超微发泡剂0.1‑1份、辅料19‑34.5份。与现有技术相比,本发明采用改性多孔碳酸钙,比表面积更大,制备得到的石头合成纸与油墨的接触角小,对油墨的接受性能好,油墨能够在石头合成纸表面很好的润湿和铺展,使得本发明的石头合成纸具备良好的印刷适应性。

Description

一种具备良好印刷适应性的石头合成纸
技术领域
本发明属于造纸技术领域,具体涉及一种具备良好印刷适应性的石头合成纸。
背景技术
石头合成纸,又叫石头纸,是社会上的一个通俗叫法,并不是传统意义上的植物纤维(木浆)纸,也不是薄膜塑胶(合成)纸。石头纸是以地壳中丰富的矿产资源和高分子聚合物(主要是聚烯烃)为主要原材料,另加多种辅助原料,利用高分子填充改性技术,经过混炼挤压成型制成的现代环保纸。石头纸具有成本低、环境污染小的特点,生产过程不需要消耗水和大量的森林资源,解决了传统造纸给环境带来的污染问题,而且产品可以循环使用,提高了塑料的利用效率,减少了白色污染。但事实上,石头纸实质上是一种高填充的改性塑料材料。喷墨打印对于纸张的要求与传统印刷方式不同,对纸张的白度、光泽度、平滑度等都有较高的要求。对于石头纸来说,石头纸大部分是以聚丙烯、碳酸钙等为主要材料制成,其表面为致密的薄膜层,不具有类似于纸张表面的多孔结构,导致石头纸的油墨吸收性很差;不仅如此,占石头纸主要成分的碳酸钙表面亲水疏油,极性强,对油墨的吸附性能差,导致石头纸的印刷适应性差,油墨干燥速度较慢,干燥时间长。
因此,对石头纸的主要原料-碳酸钙由表面亲水性到亲油性的适当转变十分重要。本发明通过对石头纸的主要原料碳酸钙入手,研发出一种多孔碳酸钙,并通过改性脂肪酸对多孔碳酸钙进行表面疏水亲油改性,制备得到一种具备良好印刷适应性的石头合成纸。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷,本发明所要解决的技术问题是提高石头合成纸对油墨的亲和性,改善石头合成纸的印刷适应性。
为实现上述目的,本发明提供了一种具备良好印刷适应性的石头合成纸,包括以下重量份的原料:多孔碳酸钙或改性多孔碳酸钙50-70份、聚合物4-10 份、润滑剂5-8份、复合型偶联剂0.5-2份、分散剂0.5-1份、超微发泡剂0.1-1 份、辅料19-34.5份。
优选的,所述多孔碳酸钙的制备方法如下:在10~35℃、搅拌转速300~800 r/min的条件下,将模板剂加入到CaCl2水溶液中搅拌混合1~3min;接着加入上 Na2CO3水溶液,在10~35℃、搅拌转速300~800r/min的条件下搅拌混合5~20 min;接着用去离子水和无水乙醇交替分别洗涤三次,在50~65℃的条件下干燥 8~20h,即得多孔碳酸钙;所述模板剂为聚乙二醇6000、三嵌段共聚物 EO20PO70EO20、十二烷基硫酸钠、乙二胺四乙酸二钠、四乙基氢氧化铵中的一种或其任意组合;进一步优选的,所述模板剂为十二烷基硫酸钠与四乙基氢氧化铵的混合,其摩尔比为1:(1~3)。
本发明制备的多孔碳酸钙具备较多的微孔结构,具备更高的比表面积,制备得到的石头合成纸具备透性较好、渗透力较强的优点,能够有效提高石头纸对油墨的亲和性,改善石头合成纸的印刷适应性。
进一步的,本发明还提供了一种具备良好印刷适应性的石头合成纸,包括以下重量份的原料:改性多孔碳酸钙50-70份、聚合物4-10份、润滑剂5-8份、复合型偶联剂0.5-2份、分散剂0.5-1份、超微发泡剂0.1-1份、辅料19-34.5份。
优选的,所述改性多孔碳酸钙的制备方法如下:
I)在10~35℃、搅拌转速300~800r/min的条件下,将模板剂加入到CaCl2水溶液中搅拌混合1~3min;接着加入Na2CO3水溶液,在10~35℃、搅拌转速 300~800r/min的条件下搅拌混合5~20min;接着用去离子水和无水乙醇交替分别洗涤三次,在50~65℃的条件下干燥8~20h,即得多孔碳酸钙;所述模板剂为聚乙二醇6000、三嵌段共聚物EO20PO70EO20、十二烷基硫酸钠、乙二胺四乙酸二钠、四乙基氢氧化铵中的一种或其任意组合;进一步优选的,所述模板剂为十二烷基硫酸钠与四乙基氢氧化铵的混合,其摩尔比为1:(1~3);
II)将多孔碳酸钙加入到甲醇中,在58~66℃、转速为100~300r/min的条件下加入改性剂,搅拌5~12h,过滤,用去离子水和无水乙醇交替分别洗涤三次,在50~65℃的条件下干燥8~20h,即得改性多孔碳酸钙;所述改性剂为改性硬脂酸;所述改性剂的用量为多孔碳酸钙的1.0~2.0wt%。
优选的,所述模板剂的浓度为0.05~0.1mol/L。
优选的,所述CaCl2水溶液的浓度为0.03~0.06mol/L。
优选的,所述Na2CO3水溶液的浓度为0.03~0.06mol/L。
优选的,所述模板剂、CaCl2水溶液、Na2CO3水溶液的体积比为1:1:2。
优选的,所述聚合物为聚乙烯和萜烯树脂的混合物;优选的,所述聚合物中,聚乙烯和萜烯树脂的质量比为(3-5):1.6。
优选的,所述辅料包括三氧化二锑、磷酸铵、氢氧化镁乳状悬浊液、硫代硫酸钠、氧化钙、滑石粉中的一种或多种。
进一步优选的,所述辅料包括:三氧化二锑1.0-1.5重量份、磷酸铵0.5-1.0 重量份、氢氧化镁乳状悬浊液10-15重量份、硫代硫酸钠1.5-2.0重量份、氧化钙3-10重量份、滑石粉3-5重量份。
本发明的有益效果:
与现有技术相比,本发明对多孔碳酸钙具备较多的微孔结构,比表面积更大,制备得到的石头合成纸具备透性较好、渗透力较强的优点,能够有效提高石头纸对油墨的亲和性,改善石头合成纸的印刷适应性。其次,进一步对多孔碳酸钙进行表面疏水改性,能够有效提升碳酸钙的疏水性能,使得制备得到的石头合成纸的吸墨能力得到进一步提升,显著改善了石头合成纸的印刷适应性。
具体实施方式
本发明实施例中各物质的具体参数如下:
本发明实施例中的润滑剂为聚乙烯蜡和硬脂酸锌。
三嵌段共聚物EO20PO70EO20,别名:PEG-PPG-PEG,
Figure BDA0002431925130000031
123,平均分子量5800,CAS号:9003-11-3,来源Sigma-Aldrich。
碳酸钙:粒径1000目。
聚乙烯,采用线性低密度聚乙烯,型号:LL1001,熔体流动速率为0.1 g/min,密度为0.918g/cm3,美国埃克森美孚。
萜烯树脂,CAS号:9003-74-1,牌号:DN-5552S软化点110℃,品牌:登诺。
聚乙烯蜡,CAS号:9002-88-4,型号:Luwax A Pulver,巴斯夫。
本发明采用的复合型偶联剂为铝钛复合偶联剂,密度1.035g/cm3,型号 110,品牌:纽唯丝。
本发明采用的分散剂为油酸酰胺。
本发明采用的超微发泡剂为十二烷基硫酸钠。
氢氧化镁乳状悬浊液,氢氧化镁的质量分数为5wt%,将5g氢氧化镁加入到95g去离子水中,超声10min,即得。
滑石粉,粒径1000目。
对照例1
一种具备良好印刷适应性的石头合成纸,由以下重量份的原料制备而成:碳酸钙60份、聚乙烯5份、萜烯树脂1.6份、聚乙烯蜡6份、硬脂酸锌2份、复合型偶联剂2份、分散剂0.5份、超微发泡剂0.5份、三氧化二锑1.2份、磷酸铵0.7份、氢氧化镁乳状悬浊液10份、硫代硫酸钠1.5份、氧化钙8份、滑石粉4份。
一种具备良好印刷适应性的石头合成纸的制备方法:
步骤①:将碳酸钙60份、聚乙烯5份、萜烯树脂1.6份、聚乙烯蜡6份、硬脂酸锌2份、复合型偶联剂2份、分散剂0.5份、超微发泡剂0.5份、三氧化二锑1.2份、磷酸铵0.7份、氢氧化镁乳状悬浊液10份、硫代硫酸钠1.5份、氧化钙8份、滑石粉4份通过搅拌机均匀混合然后进行真空烘干处理至含水量小于2%;
步骤②:将上述干燥后的混料经造粒机加热至110℃进行挤出造粒;
步骤③:将上述步骤②挤出的造粒分别通过螺旋推进装置输送至带挤出头的加热装置中,所述造粒在210℃温度下形成熔融流体,所述熔融流体进入的真空定型平台,在真空压力0.6MPa下,经第一牵引机构牵引定形至厚度为2mm,获得石头纸粗纸;
步骤④:将上述步骤③获得石头纸粗纸进入经第二加温装置进行加热,加热温度设置为140℃,通过对辊进行滚压,再经过第二牵引装置牵引定形后,通过60℃低温烘烤将第二次牵引后的石头纸箱纸板中应力消除,随后进入风冷装置,再通过对辊进行滚压8次达到0.2mm,冷却即得厚度为0.2mm的石头合成纸。
实施例1
一种具备良好印刷适应性的石头合成纸,由以下重量份的原料制备而成:多孔碳酸钙60份、聚乙烯5份、萜烯树脂1.6份、聚乙烯蜡6份、硬脂酸锌2 份、复合型偶联剂2份、分散剂0.5份、超微发泡剂0.5份、三氧化二锑1.2份、磷酸铵0.7份、氢氧化镁乳状悬浊液10份、硫代硫酸钠1.5份、氧化钙8份、滑石粉4份。
所述多孔碳酸钙的制备方法如下:
在25℃、搅拌转速500r/min的条件下,将500mL模板剂加入到500mL 0.05mol/LCaCl2水溶液中搅拌混合1min;接着加入1000mL 0.05mol/L Na2CO3水溶液,在25℃、搅拌转速500r/min的条件下搅拌混合10min;过滤后用去离子水和无水乙醇交替分别洗涤三次,在60℃的条件下干燥12h,即得多孔碳酸钙;所述模板剂为28.84g十二烷基硫酸钠用去离子水定容至1L制备得到。
一种具备良好印刷适应性的石头合成纸的制备方法:
步骤①:将多孔碳酸钙60份、聚乙烯5份、萜烯树脂1.6份、聚乙烯蜡6 份、硬脂酸锌2份、复合型偶联剂2份、分散剂0.5份、超微发泡剂0.5份、三氧化二锑1.2份、磷酸铵0.7份、氢氧化镁乳状悬浊液10份、硫代硫酸钠1.5份、氧化钙8份、滑石粉4份通过搅拌机均匀混合然后进行真空烘干处理至含水量小于2%;
步骤②:将上述干燥后的混料经造粒机加热至110℃进行挤出造粒;
步骤③:将上述步骤②挤出的造粒分别通过螺旋推进装置输送至带挤出头的加热装置中,所述造粒在210℃温度下形成熔融流体,所述熔融流体进入的真空定型平台,在真空压力0.6MPa下,经第一牵引机构牵引定形至厚度为2mm,获得石头纸粗纸;
步骤④:将上述步骤③获得石头纸粗纸进入经第二加温装置进行加热,加热温度设置为140℃,通过对辊进行滚压,再经过第二牵引装置牵引定形后,通过60℃低温烘烤将第二次牵引后的石头纸箱纸板中应力消除,随后进入风冷装置,再通过对辊进行滚压8次达到0.2mm,冷却即得厚度为0.2mm的石头合成纸。
实施例2
一种具备良好印刷适应性的石头合成纸,由以下重量份的原料制备而成:多孔碳酸钙60份、聚乙烯5份、萜烯树脂1.6份、聚乙烯蜡6份、硬脂酸锌2 份、复合型偶联剂2份、分散剂0.5份、超微发泡剂0.5份、三氧化二锑1.2份、磷酸铵0.7份、氢氧化镁乳状悬浊液10份、硫代硫酸钠1.5份、氧化钙8份、滑石粉4份。
所述多孔碳酸钙的制备方法如下:
在25℃、搅拌转速500r/min的条件下,将500mL模板剂加入到500mL 0.05mol/LCaCl2水溶液中搅拌混合1min;接着加入1000mL 0.05mol/L Na2CO3水溶液,在25℃、搅拌转速500r/min的条件下搅拌混合10min;过滤后用去离子水和无水乙醇交替分别洗涤三次,在60℃的条件下干燥12h,即得多孔碳酸钙;所述模板剂为600g聚乙二醇6000用去离子水定容至1L制备得到。
一种具备良好印刷适应性的石头合成纸的制备方法:
步骤①:将多孔碳酸钙60份、聚乙烯5份、萜烯树脂1.6份、聚乙烯蜡6 份、硬脂酸锌2份、复合型偶联剂2份、分散剂0.5份、超微发泡剂0.5份、三氧化二锑1.2份、磷酸铵0.7份、氢氧化镁乳状悬浊液10份、硫代硫酸钠1.5份、氧化钙8份、滑石粉4份通过搅拌机均匀混合然后进行真空烘干处理至含水量小于2%;
步骤②:将上述干燥后的混料经造粒机加热至110℃进行挤出造粒;
步骤③:将上述步骤②挤出的造粒分别通过螺旋推进装置输送至带挤出头的加热装置中,所述造粒在210℃温度下形成熔融流体,所述熔融流体进入的真空定型平台,在真空压力0.6MPa下,经第一牵引机构牵引定形至厚度为2mm,获得石头纸粗纸;
步骤④:将上述步骤③获得石头纸粗纸进入经第二加温装置进行加热,加热温度设置为140℃,通过对辊进行滚压,再经过第二牵引装置牵引定形后,通过60℃低温烘烤将第二次牵引后的石头纸箱纸板中应力消除,随后进入风冷装置,再通过对辊进行滚压8次达到0.2mm,冷却即得厚度为0.2mm的石头合成纸。
实施例3
一种具备良好印刷适应性的石头合成纸,由以下重量份的原料制备而成:多孔碳酸钙60份、聚乙烯5份、萜烯树脂1.6份、聚乙烯蜡6份、硬脂酸锌2 份、复合型偶联剂2份、分散剂0.5份、超微发泡剂0.5份、三氧化二锑1.2份、磷酸铵0.7份、氢氧化镁乳状悬浊液10份、硫代硫酸钠1.5份、氧化钙8份、滑石粉4份。
所述多孔碳酸钙的制备方法如下:
在25℃、搅拌转速500r/min的条件下,将500mL模板剂加入到500mL 0.05mol/LCaCl2水溶液中搅拌混合1min;接着加入1000mL 0.05mol/L Na2CO3水溶液,在25℃、搅拌转速500r/min的条件下搅拌混合10min;过滤后用去离子水和无水乙醇交替分别洗涤三次,在60℃的条件下干燥12h,即得多孔碳酸钙;所述模板剂为33.25g三嵌段共聚物EO20PO70EO20用去离子水定容至1 L制备得到。
一种具备良好印刷适应性的石头合成纸的制备方法:
步骤①:将多孔碳酸钙60份、聚乙烯5份、萜烯树脂1.6份、聚乙烯蜡6 份、硬脂酸锌2份、复合型偶联剂2份、分散剂0.5份、超微发泡剂0.5份、三氧化二锑1.2份、磷酸铵0.7份、氢氧化镁乳状悬浊液10份、硫代硫酸钠1.5份、氧化钙8份、滑石粉4份通过搅拌机均匀混合然后进行真空烘干处理至含水量小于2%;
步骤②:将上述干燥后的混料经造粒机加热至110℃进行挤出造粒;
步骤③:将上述步骤②挤出的造粒分别通过螺旋推进装置输送至带挤出头的加热装置中,所述造粒在210℃温度下形成熔融流体,所述熔融流体进入的真空定型平台,在真空压力0.6MPa下,经第一牵引机构牵引定形至厚度为2mm,获得石头纸粗纸;
步骤④:将上述步骤③获得石头纸粗纸进入经第二加温装置进行加热,加热温度设置为140℃,通过对辊进行滚压,再经过第二牵引装置牵引定形后,通过60℃低温烘烤将第二次牵引后的石头纸箱纸板中应力消除,随后进入风冷装置,再通过对辊进行滚压8次达到0.2mm,冷却即得厚度为0.2mm的石头合成纸。
实施例4
一种具备良好印刷适应性的石头合成纸,由以下重量份的原料制备而成:多孔碳酸钙60份、聚乙烯5份、萜烯树脂1.6份、聚乙烯蜡6份、硬脂酸锌2 份、复合型偶联剂2份、分散剂0.5份、超微发泡剂0.5份、三氧化二锑1.2份、磷酸铵0.7份、氢氧化镁乳状悬浊液10份、硫代硫酸钠1.5份、氧化钙8份、滑石粉4份。
所述多孔碳酸钙的制备方法如下:
在25℃、搅拌转速500r/min的条件下,将500mL模板剂加入到500mL 0.05mol/LCaCl2水溶液中搅拌混合1min;接着加入1000mL 0.05mol/L Na2CO3水溶液,在25℃、搅拌转速500r/min的条件下搅拌混合10min;过滤后用去离子水和无水乙醇交替分别洗涤三次,在60℃的条件下干燥12h,即得多孔碳酸钙;所述模板剂为33.62g乙二胺四乙酸二钠用去离子水定容至1L制备得到。
一种具备良好印刷适应性的石头合成纸的制备方法:
步骤①:将多孔碳酸钙60份、聚乙烯5份、萜烯树脂1.6份、聚乙烯蜡6 份、硬脂酸锌2份、复合型偶联剂2份、分散剂0.5份、超微发泡剂0.5份、三氧化二锑1.2份、磷酸铵0.7份、氢氧化镁乳状悬浊液10份、硫代硫酸钠1.5份、氧化钙8份、滑石粉4份通过搅拌机均匀混合然后进行真空烘干处理至含水量小于2%;
步骤②:将上述干燥后的混料经造粒机加热至110℃进行挤出造粒;
步骤③:将上述步骤②挤出的造粒分别通过螺旋推进装置输送至带挤出头的加热装置中,所述造粒在210℃温度下形成熔融流体,所述熔融流体进入的真空定型平台,在真空压力0.6MPa下,经第一牵引机构牵引定形至厚度为2mm,获得石头纸粗纸;
步骤④:将上述步骤③获得石头纸粗纸进入经第二加温装置进行加热,加热温度设置为140℃,通过对辊进行滚压,再经过第二牵引装置牵引定形后,通过60℃低温烘烤将第二次牵引后的石头纸箱纸板中应力消除,随后进入风冷装置,再通过对辊进行滚压8次达到0.2mm,冷却即得厚度为0.2mm的石头合成纸。
实施例5
一种具备良好印刷适应性的石头合成纸,由以下重量份的原料制备而成:多孔碳酸钙60份、聚乙烯5份、萜烯树脂1.6份、聚乙烯蜡6份、硬脂酸锌2 份、复合型偶联剂2份、分散剂0.5份、超微发泡剂0.5份、三氧化二锑1.2份、磷酸铵0.7份、氢氧化镁乳状悬浊液10份、硫代硫酸钠1.5份、氧化钙8份、滑石粉4份。
所述多孔碳酸钙的制备方法如下:
在25℃、搅拌转速500r/min的条件下,将500mL模板剂加入到500mL 0.05mol/LCaCl2水溶液中搅拌混合1min;接着加入1000mL 0.05mol/L Na2CO3水溶液,在25℃、搅拌转速500r/min的条件下搅拌混合10min;过滤后用去离子水和无水乙醇交替分别洗涤三次,在60℃的条件下干燥12h,即得多孔碳酸钙;所述模板剂为14.73g四乙基氢氧化铵用去离子水定容至1L制备得到。
一种具备良好印刷适应性的石头合成纸的制备方法:
步骤①:将多孔碳酸钙60份、聚乙烯5份、萜烯树脂1.6份、聚乙烯蜡6 份、硬脂酸锌2份、复合型偶联剂2份、分散剂0.5份、超微发泡剂0.5份、三氧化二锑1.2份、磷酸铵0.7份、氢氧化镁乳状悬浊液10份、硫代硫酸钠1.5份、氧化钙8份、滑石粉4份通过搅拌机均匀混合然后进行真空烘干处理至含水量小于2%;
步骤②:将上述干燥后的混料经造粒机加热至110℃进行挤出造粒;
步骤③:将上述步骤②挤出的造粒分别通过螺旋推进装置输送至带挤出头的加热装置中,所述造粒在210℃温度下形成熔融流体,所述熔融流体进入的真空定型平台,在真空压力0.6MPa下,经第一牵引机构牵引定形至厚度为2mm,获得石头纸粗纸;
步骤④:将上述步骤③获得石头纸粗纸进入经第二加温装置进行加热,加热温度设置为140℃,通过对辊进行滚压,再经过第二牵引装置牵引定形后,通过60℃低温烘烤将第二次牵引后的石头纸箱纸板中应力消除,随后进入风冷装置,再通过对辊进行滚压8次达到0.2mm,冷却即得厚度为0.2mm的石头合成纸。
实施例6
一种具备良好印刷适应性的石头合成纸,由以下重量份的原料制备而成:多孔碳酸钙60份、聚乙烯5份、萜烯树脂1.6份、聚乙烯蜡6份、硬脂酸锌2 份、复合型偶联剂2份、分散剂0.5份、超微发泡剂0.5份、三氧化二锑1.2份、磷酸铵0.7份、氢氧化镁乳状悬浊液10份、硫代硫酸钠1.5份、氧化钙8份、滑石粉4份。
所述多孔碳酸钙的制备方法如下:
在25℃、搅拌转速500r/min的条件下,将500mL模板剂加入到500mL 0.05mol/LCaCl2水溶液中搅拌混合1min;接着加入1000mL 0.05mol/L Na2CO3水溶液,在25℃、搅拌转速500r/min的条件下搅拌混合10min;过滤后用去离子水和无水乙醇交替分别洗涤三次,在60℃的条件下干燥12h,即得多孔碳酸钙;所述模板剂为14.42g十二烷基硫酸钠、7.37g四乙基氢氧化铵用去离子水定容至1L制备得到。
一种具备良好印刷适应性的石头合成纸的制备方法:
步骤①:将多孔碳酸钙60份、聚乙烯5份、萜烯树脂1.6份、聚乙烯蜡6 份、硬脂酸锌2份、复合型偶联剂2份、分散剂0.5份、超微发泡剂0.5份、三氧化二锑1.2份、磷酸铵0.7份、氢氧化镁乳状悬浊液10份、硫代硫酸钠1.5份、氧化钙8份、滑石粉4份通过搅拌机均匀混合然后进行真空烘干处理至含水量小于2%;
步骤②:将上述干燥后的混料经造粒机加热至110℃进行挤出造粒;
步骤③:将上述步骤②挤出的造粒分别通过螺旋推进装置输送至带挤出头的加热装置中,所述造粒在210℃温度下形成熔融流体,所述熔融流体进入的真空定型平台,在真空压力0.6MPa下,经第一牵引机构牵引定形至厚度为2mm,获得石头纸粗纸;
步骤④:将上述步骤③获得石头纸粗纸进入经第二加温装置进行加热,加热温度设置为140℃,通过对辊进行滚压,再经过第二牵引装置牵引定形后,通过60℃低温烘烤将第二次牵引后的石头纸箱纸板中应力消除,随后进入风冷装置,再通过对辊进行滚压8次达到0.2mm,冷却即得厚度为0.2mm的石头合成纸。
实施例7
一种具备良好印刷适应性的石头合成纸,由以下重量份的原料制备而成:改性多孔碳酸钙60份、聚乙烯5份、萜烯树脂1.6份、聚乙烯蜡6份、硬脂酸锌2份、复合型偶联剂2份、分散剂0.5份、超微发泡剂0.5份、三氧化二锑1.2 份、磷酸铵0.7份、氢氧化镁乳状悬浊液10份、硫代硫酸钠1.5份、氧化钙8 份、滑石粉4份。
所述改性多孔碳酸钙的制备方法如下:
I)在25℃、搅拌转速500r/min的条件下,将500mL模板剂加入到500mL 0.05mol/LCaCl2水溶液中搅拌混合1min;接着加入1000mL 0.05mol/L Na2CO3水溶液,在25℃、搅拌转速500r/min的条件下搅拌混合10min;过滤后用去离子水和无水乙醇交替分别洗涤三次,在60℃的条件下干燥12h,即得多孔碳酸钙;所述模板剂为14.42g十二烷基硫酸钠、7.37g四乙基氢氧化铵用去离子水定容至1L制备得到;
II)将多孔碳酸钙加入到甲醇中,在62℃、转速为200r/min的条件下加入硬脂酸,搅拌8h,过滤后用去离子水和无水乙醇交替分别洗涤三次,在60℃的条件下干燥18h,即得改性多孔碳酸钙;硬脂酸的用量为多孔碳酸钙的1.5wt%;所述甲醇的用量为多孔碳酸钙质量的5倍。
一种具备良好印刷适应性的石头合成纸的制备方法:
步骤①:将改性多孔碳酸钙60份、聚乙烯5份、萜烯树脂1.6份、聚乙烯蜡6份、硬脂酸锌2份、复合型偶联剂2份、分散剂0.5份、超微发泡剂0.5份、三氧化二锑1.2份、磷酸铵0.7份、氢氧化镁乳状悬浊液10份、硫代硫酸钠1.5 份、氧化钙8份、滑石粉4份通过搅拌机均匀混合然后进行真空烘干处理至含水量小于2%;
步骤②:将上述干燥后的混料经造粒机加热至110℃进行挤出造粒;
步骤③:将上述步骤②挤出的造粒分别通过螺旋推进装置输送至带挤出头的加热装置中,所述造粒在210℃温度下形成熔融流体,所述熔融流体进入的真空定型平台,在真空压力0.6MPa下,经第一牵引机构牵引定形至厚度为2mm,获得石头纸粗纸;
步骤④:将上述步骤③获得石头纸粗纸进入经第二加温装置进行加热,加热温度设置为140℃,通过对辊进行滚压,再经过第二牵引装置牵引定形后,通过60℃低温烘烤将第二次牵引后的石头纸箱纸板中应力消除,随后进入风冷装置,再通过对辊进行滚压8次达到0.2mm,冷却即得厚度为0.2mm的石头合成纸。
实施例8
一种具备良好印刷适应性的石头合成纸,由以下重量份的原料制备而成:改性多孔碳酸钙60份、聚乙烯5份、萜烯树脂1.6份、聚乙烯蜡6份、硬脂酸锌2份、复合型偶联剂2份、分散剂0.5份、超微发泡剂0.5份、三氧化二锑1.2 份、磷酸铵0.7份、氢氧化镁乳状悬浊液10份、硫代硫酸钠1.5份、氧化钙8 份、滑石粉4份。
所述改性多孔碳酸钙的制备方法如下:
I)在25℃、搅拌转速500r/min的条件下,将500mL模板剂加入到500 mL 0.05mol/LCaCl2水溶液中搅拌混合1min;接着加入1000mL 0.05mol/L Na2CO3水溶液,在25℃、搅拌转速500r/min的条件下搅拌混合10min;过滤后用去离子水和无水乙醇交替分别洗涤三次,在60℃的条件下干燥12h,即得多孔碳酸钙;所述模板剂为14.42g十二烷基硫酸钠、7.37g四乙基氢氧化铵用去离子水定容至1L制备得到;
II)将多孔碳酸钙加入到甲醇中,在62℃、转速为200r/min的条件下加入改性剂,搅拌8h,过滤后用去离子水和无水乙醇交替分别洗涤三次,在60℃的条件下干燥18h,即得改性多孔碳酸钙;所述改性剂为改性硬脂酸;所述改性剂的用量为多孔碳酸钙的1.5wt%;所述甲醇的用量为多孔碳酸钙质量的5倍。
所述改性硬脂酸的制备方法如下:
将(17.99g,0.05mol)单硬脂酸甘油酯和(10.79g,0.11mol)马来酸酐加入到150mL甲苯中,在20℃下反应15min后,加入0.36g对甲苯磺酸,搅拌升温至90℃,回流反应9h;接着用超纯水洗涤,收集油相后用无水硫酸镁干燥12h,过滤后在55℃下进行真空旋蒸,得到淡黄色澄清液体,冷却至室温即得改性硬脂酸。
一种具备良好印刷适应性的石头合成纸的制备方法:
步骤①:将改性多孔碳酸钙60份、聚乙烯5份、萜烯树脂1.6份、聚乙烯蜡6份、硬脂酸锌2份、复合型偶联剂2份、分散剂0.5份、超微发泡剂0.5份、三氧化二锑1.2份、磷酸铵0.7份、氢氧化镁乳状悬浊液10份、硫代硫酸钠1.5 份、氧化钙8份、滑石粉4份通过搅拌机均匀混合然后进行真空烘干处理至含水量小于2%;
步骤②:将上述干燥后的混料经造粒机加热至110℃进行挤出造粒;
步骤③:将上述步骤②挤出的造粒分别通过螺旋推进装置输送至带挤出头的加热装置中,所述造粒在210℃温度下形成熔融流体,所述熔融流体进入的真空定型平台,在真空压力0.6MPa下,经第一牵引机构牵引定形至厚度为2mm,获得石头纸粗纸;
步骤④:将上述步骤③获得石头纸粗纸进入经第二加温装置进行加热,加热温度设置为140℃,通过对辊进行滚压,再经过第二牵引装置牵引定形后,通过60℃低温烘烤将第二次牵引后的石头纸箱纸板中应力消除,随后进入风冷装置,再通过对辊进行滚压8次达到0.2mm,冷却即得厚度为0.2mm的石头合成纸。
测试例1
碳酸钙表面极性很强,与水相混会迅速沉降。改性后碳酸钙表面具有较强的疏水性,由于巨大的表面张力使其漂浮在水面上。因此,活化度可以反映碳酸钙疏水的程度。
活化度测试方法为:先往250mL分液漏斗中加入水100mL,然后往分液漏斗加入一定量的待测改性碳酸钙,以100~120次/min频率振动摇晃5min后静置15min,把水中沉淀的粉体一次性放入已知重量的坩埚中,并用烘箱烘干,称重,得到沉淀粉体的质量。用下式计算改性碳酸钙的活化度A:
Figure BDA0002431925130000131
式中,m0为试样总质量(g);ms为沉于水中部分的质量(g)。
将对照例1的碳酸钙、实施例7~8制备的改性多孔碳酸钙进行活化度测试。
测试结果如下:
表1碳酸钙活化度测试
实施例 活化度
对照例1 0
实施例7 92%
实施例8 99%
从表1可以看出,本发明的改性多孔碳酸钙具备良好的疏水性能。
测试例2
静态接触角测试分析
利用接触角分析仪探讨石头合成纸在短时间内的吸墨特性。将EPSON WF-7610原装油墨的墨滴分别滴在实施例1~8的石头合成纸表面,立即拍照,然后在照片上通过自带软件测两者之间的接触角,测试结果见表2。
承印材料对油墨的接受性能是影响油墨吸收和印刷质量的关键。未经表面处理碳酸钙制备得到的石头合成纸接触角大,对油墨的接受性能差,油墨不能在其表面很好的润湿和铺展。
表2静态接触角测试结果
实施例 接触角/°
对照例1 57
实施例1 39
实施例2 45
实施例3 42
实施例4 46
实施例5 38
实施例6 31
实施例7 23
实施例8 15
从表2中可以看出,采用多孔碳酸钙制备得到的石头合成纸吸墨性得到明显改善。其原因在于:多孔碳酸钙相比普通碳酸钙的比表面积更大,因而对油墨的吸附性更好。不仅如此,采用改性后的多孔碳酸钙,其疏水性能的进一步提升,其对油墨的吸附能力也进一步提升,能够有效提升石头合成纸的吸墨能力,显著改善了石头合成纸的印刷适应性。
测试例3
拉伸强度测试
拉伸强度按照GB/T1040.3-2006中所述方法对实施例1、5、6、7、8及对照例1进行测定,试样尺寸为150mm×20mm×0.2mm,测试结果见表3。
表3拉伸强度测试结果
Figure BDA0002431925130000141
Figure BDA0002431925130000151
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种具备良好印刷适应性的石头合成纸,其特征在于:由以下重量份的原料制成:改性多孔碳酸钙50-70份、聚合物4-10份、润滑剂5-8份、复合型偶联剂0.5-2份、分散剂0.5-1份、超微发泡剂0.1-1份、三氧化二锑1.0-1.5重量份、磷酸铵0.5-1.0重量份、氢氧化镁乳状悬浊液10-15重量份、硫代硫酸钠1.5-2.0重量份、氧化钙3-10重量份、滑石粉3-5重量份;
所述改性多孔碳酸钙的制备方法如下:
I)在10~35℃、搅拌转速300~800 r/min的条件下,将模板剂加入到CaCl2水溶液中搅拌混合1~3 min;接着加入Na2CO3水溶液,在10~35℃、搅拌转速300~800 r/min的条件下搅拌混合5~20 min;接着用去离子水和无水乙醇交替分别洗涤三次,在50~65℃的条件下干燥8~20h,即得多孔碳酸钙;所述模板剂为十二烷基硫酸钠与四乙基氢氧化铵的混合,其摩尔比为1:(1~3);
II)将多孔碳酸钙加入到甲醇中,在58~66℃、转速为100~300 r/min的条件下加入改性剂,搅拌5~12 h,过滤,用去离子水和无水乙醇交替分别洗涤三次,在50~65℃的条件下干燥8~20 h,即得改性多孔碳酸钙;
所述改性剂为改性硬脂酸;所述改性硬脂酸的制备方法如下:将17.99g单硬脂酸甘油酯和10.79g马来酸酐加入到150mL甲苯中,在20℃下反应15min后,加入0.36g对甲苯磺酸,搅拌升温至90℃,回流反应9h;接着用超纯水洗涤,收集油相后用无水硫酸镁干燥12h,过滤后在55℃下进行真空旋蒸,得到淡黄色澄清液体,冷却至室温即得改性硬脂酸。
2.如权利要求1所述的具备良好印刷适应性的石头合成纸,其特征在于:所述模板剂的浓度为0.05~0.1 mol/L;所述CaCl2水溶液的浓度为0.03~0.06 mol/L;所述Na2CO3水溶液的浓度为0.03~0.06 mol/L;所述模板剂、CaCl2水溶液、Na2CO3水溶液的体积比为1:1:2。
3.如权利要求1所述的具备良好印刷适应性的石头合成纸,其特征在于:所述改性剂的用量为多孔碳酸钙的1.0~2.0 wt%。
4.如权利要求1所述的具备良好印刷适应性的石头合成纸,其特征在于:所述聚合物为聚乙烯和萜烯树脂的混合物。
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