一種復(fù)合白卡紙專用無機(jī)粉體的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及造紙技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種復(fù)合白卡紙專用無機(jī)粉體的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 人類的學(xué)習(xí)、工作、生活中離不開紙張，傳統(tǒng)的造紙由于過度砍伐樹木以及傳統(tǒng)造 紙工業(yè)生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的污染對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來極大程度的破壞，人們對(duì)造紙所用的原材料 及紙品加工過程的環(huán)保性要求的呼聲越來越高。為了達(dá)到環(huán)保的要求，復(fù)合白卡紙，即石頭 紙，一種由碳酸鈣等無機(jī)粉體和高分子聚合物為原料，通過熱塑混煉、吹塑或壓延得到的紙 品，既可替代傳統(tǒng)的部分功能性紙張，又能替代傳統(tǒng)的大部分塑料包裝物。這種能夠完全擺 脫對(duì)植物纖維依賴，消除紙品加工過程中污染的排放的新型紙品正不斷引起人們的重視， 且其具有成本低、可控性降解，能夠?yàn)樯a(chǎn)者和使用者節(jié)省大量成本的特點(diǎn)使石頭紙?jiān)诩?品市場(chǎng)中占有重要份額。
[0003] 由于石頭紙制備原料中需要大量使用碳酸鈣粉體，制備出的石頭紙挺度較低，紙 張缺乏纖維的支撐性，印刷書寫性能較差。為了提高石頭紙的挺度，中國(guó)專利號(hào) CN104149600A公開了一種無機(jī)礦物纖維填充的高強(qiáng)度環(huán)保石頭紙，由高密度聚乙烯、無機(jī) 粉體、非金屬礦物纖維等組合而成，通過礦物纖維的使用以達(dá)到改善石頭紙的硬度以及改 善紙質(zhì)感等目的。并且為了改善在使用礦物纖維制備石頭紙的加工工藝中，由螺桿擠壓、壓 延等工藝破壞礦物纖維的支撐性，中國(guó)專利公開號(hào)104448388A對(duì)硅酸鈣纖維進(jìn)行改性，提 供了 一種由針狀娃灰石與娃藻土穿插連接形成的娃酸1丐纖維，通過娃石灰與娃藻土穿插連 接，使石頭紙中保留了具有纖維網(wǎng)狀支撐性和蓬松性的特點(diǎn)，有效避免了由于螺桿擠壓、壓 延機(jī)壓延造成石頭紙密實(shí)的缺陷。但該方案中仍然需要使用礦物纖維粉體，礦物纖維粉體 之間的接觸摩擦同樣會(huì)有原料流動(dòng)性差的缺點(diǎn)，進(jìn)而并未徹底改善無機(jī)原料熱塑性加工困 難的問題。所以，有必要開發(fā)出一種兼具加工流動(dòng)性和支撐性的材料作為石頭紙?jiān)现谱?復(fù)合白卡紙。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決在石頭紙制備過程中無機(jī)原材料支撐性具有支撐性的同時(shí)流動(dòng)性較差 進(jìn)而導(dǎo)致在石頭紙?jiān)霞庸だщy，制備出的石頭紙質(zhì)感較差的缺陷，本發(fā)明實(shí)施例提供一 種復(fù)合白卡紙專用無機(jī)粉體的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟： 1) 對(duì)水滑石粉體和高嶺土粉體進(jìn)行插層處理，獲得剝離后的層片水滑石粉體和層片高 嶺土粉體的混合漿料； 2) 對(duì)所述混合物進(jìn)行插層復(fù)合處理，獲得水滑石-高嶺土插層復(fù)合粉體作為石頭紙?jiān)?料制作復(fù)合白卡紙。
[0005] 其中，所述高嶺土選用粒徑介于30~100μπι單片層間為陽離子的高嶺土類礦物粉 體，所述水滑石粉體選用粒徑介于30~100μπι單片層間有陰離子水滑石礦物粉體。
[0006] 步驟1)對(duì)水滑石粉體和高嶺土粉體進(jìn)行插層處理，獲得剝離后的層片水滑石粉體 和層片高嶺土粉體的混合漿料，具體包括： 將所述水滑石粉體與高嶺土粉體按照重量份數(shù)比2:3-3:2進(jìn)行混合，獲得混合粉體A; 將所述混合粉體A與插層劑按照重量分?jǐn)?shù)比為4:1-6:1超聲分散在50-60°C的蒸餾水 中，攪拌12-36h，攪拌速度控制在1500-2000rpm，通過離心分離后，靜置5-10h過篩分離并干 燥獲得粒徑為100-200ym的混合粉體B; 將所述混合粉體Β，加入到過量的含有75%體積分?jǐn)?shù)的苯乙烯乙醇溶液中，經(jīng)超聲處理 15-30min，離心分離后，靜置l-3h，獲得下層沉淀物即為剝離后并經(jīng)苯乙烯乙醇改性的層片 水滑石粉體和層片高嶺土粉體混合漿料。
[0007] 優(yōu)選的，所述插層劑為雙十八烷基二甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、醋酸 銨，苯磺酸銨、脂肪酸銨中的至少一種。
[0008] 步驟2)對(duì)所述混合物進(jìn)行插層復(fù)合處理，獲得水滑石-高嶺土插層復(fù)合粉體作為 石頭紙?jiān)现谱鲝?fù)合白卡紙，具體包括： 用無水乙醚清洗掉所述混合漿料中過量的苯乙烯乙醇溶液后，升高溫度至80-100°C， 加入引發(fā)劑，攪拌速度控制在500-1000rpm，攪拌8-24小時(shí)后，經(jīng)120°C烘干處理后，獲得由 高嶺土和水滑石由高分子聚苯乙烯粘接的插層固態(tài)成品，獲得水滑石-高嶺土插層粉體； 將80-90%質(zhì)量比的所述水滑石-高嶺土插層粉體與10-20%的高分子聚合物通過螺桿機(jī) 擠出加工，從而吹塑、壓延或流延獲得復(fù)合白卡紙，其中，所述高分子聚合物為聚乙烯、聚氯 乙烯、聚丙烯、聚對(duì)二甲酸乙二醇酯中的一種或多種。
[0009] 優(yōu)選的，所述引發(fā)劑選用氧化羥基二異丙苯、四乙撐五胺中的至少一種，所述引 發(fā)劑的使用量為高嶺土粉體和水滑石粉體總質(zhì)量的〇. 3-0.7%。
[0010] 本申請(qǐng)實(shí)施例中的上述一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下一種或多種技術(shù)效 果： 1、由于本發(fā)明中首先通過對(duì)水滑石粉體和高嶺土粉體進(jìn)行剝離，獲得層片水滑石粉體 和層片高嶺土粉體的混合漿料，接著采用苯乙烯作為高嶺土和水滑石的層間粘接劑，可以 穩(wěn)定的獲得水滑石-高嶺土插層結(jié)構(gòu)，并且在層與層之間有苯乙烯的柔性粘接，增加了無機(jī) 粉體的流動(dòng)性和支撐性，進(jìn)而在改善了無機(jī)原料熱塑性加工困難的問題，制備出挺度較高 的復(fù)合白卡紙。
[0011] 2、由于本發(fā)明中通過采用有機(jī)銨鹽，如雙十八烷基二甲基氯化銨、十六烷基三甲 基溴化銨、醋酸銨，苯磺酸銨、脂肪酸銨，插層高嶺土和水滑石的混合粉體。通過銨陽離子與 高嶺土層間的陽離子交換獲得插層的高嶺土，而且通過插層劑中的有機(jī)基團(tuán)與水滑石層間 形成氫鍵，插層進(jìn)入水滑石，在加熱的環(huán)境下，分離水滑石和高嶺土各自的層片，剝離方案 簡(jiǎn)單可控，原料剝離效率較高。
[0012] 3、由于本發(fā)明所提供的復(fù)合白卡紙專用粉體的制備方法工藝簡(jiǎn)單易控，原材料價(jià) 格低廉，能夠滿足大規(guī)模生產(chǎn)需要，具有一定市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 通過【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明的范 圍僅限于以下的實(shí)例。在不脫離本發(fā)明上述方法思想的情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí) 和慣用手段做出的各種替換或變更，均應(yīng)包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0014] 實(shí)施例一 選用粒徑為30μπι單片層間有陰離子水滑石礦物粉體，以及粒徑為30μπι單片層間有陰 離子水滑石礦物粉體按照重量份數(shù)比2:3進(jìn)行混合，獲得混合粉體Α，將混合粉體Α與雙十八 烷基二甲基氯化銨按照重量分?jǐn)?shù)比為4:1超聲分散在50°C的蒸餾水中，攪拌12h，攪拌速度 為1500rpm，通過離心分離后，靜置5h過篩分離并加熱干燥，加熱溫度為80°C，使水滑石礦物 粉體以及高嶺土礦物粉體層間的雙十八烷基二甲基氯化銨從其層間逸出，從而使水滑石粉 體和高嶺土粉體快速剝離，分離干燥后獲得粒徑為80μπι的混合粉體B，接下來，將所述混合 粉體Β，加入到過量的含有75%體積分?jǐn)?shù)的苯乙烯乙醇溶液中，經(jīng)超聲處理15min，離心分離 后，靜置lh，獲得下層沉淀物即為剝離后并經(jīng)苯乙烯乙醇改性的層片水滑石粉體和層片高 嶺土粉體混合衆(zhòng)料。
[0015] 用無水乙醚清洗掉所述混合漿料中過量的苯乙烯乙醇溶液后，升高溫度至80°C， 加入為高嶺土粉體和水滑石粉體總重量的〇. 3%的四乙撐五胺，攪拌速度為500rpm，攪拌8小 時(shí)后，經(jīng)120°C烘干處理后，獲得由高嶺土和水滑石由高分子聚苯乙烯粘接的插層固態(tài)成 品。將80%質(zhì)量比的插層固態(tài)成品與20%的聚乙烯在高速混合機(jī)中混合均勻，通過密煉式三 螺桿反應(yīng)型擠出機(jī)擠出造粒，通過薄膜吹塑機(jī)制備得到復(fù)合白卡紙。
[0016] 其性能測(cè)試見表一。
[0017]實(shí)施例二 選用粒徑為30μπι單片層間有陰離子水滑石礦物粉體，以及粒徑為30μπι單片層間有陰 離子水滑石礦物粉體按照重量份數(shù)比1:1進(jìn)行混合，獲得混合粉體A，將混合粉體Α與雙十八 烷基二甲基氯化銨按照重量分?jǐn)?shù)比為4:1超聲分散在50°C的蒸餾水中，攪拌12h，攪拌速度 為1500rpm，通過離心分離后，靜置5h過篩分離并加熱干燥，加熱溫度為80°C，使水滑石礦物 粉體以及高嶺土礦物粉體層間的雙十八烷基二甲基氯化銨從其層間逸出，從而使水滑石粉 體和高嶺土粉體快速剝離，分離干燥后獲得粒徑為100M1的混合粉體B，接下來，將所述混合 粉體B，加入到過量的含有75%體積分?jǐn)?shù)的苯乙烯乙醇溶液中，經(jīng)超聲處理20min，離心分離 后，靜置lh，獲得下層沉淀物即為剝離后并經(jīng)苯乙烯乙醇改性的層片水滑石粉體和層片高 嶺土粉體混合衆(zhòng)料。
[0018] 用無水乙醚清洗掉所述混合漿料中過量的苯乙烯乙醇溶液后，升高溫度至80°C， 加入為高嶺土粉體和水滑石粉體總重量的0.4%的氧化羥基二異丙苯，攪拌速度為500rpm， 攪拌8小時(shí)后，將層片高嶺土粉體和層