专利名称：石头纸专用母粒及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用于石头纸的专用母粒及其制备方法，属于轻工造纸技术领域。
背景技术：
国内石头纸的问世时间不长，在材料选择、机械设备、生产工艺、产品性能、应用推广等方面，尚存在诸多需要认真研究的问题、不足，并需要不断改进、完善、提高。尤其是石头纸母粒的质量直接影响着石头纸质量。专利公开号为CN101704661A，发明名称为“一种用石头造纸的原料制备方法”的中国专利申请，未对配方、生产设备、工艺温度控制等进行详细说明，生产出的石头纸母料密实性差，容易在下一阶段出纸过程中产生冒泡、断裂、洞隙等现象。专利公开号为CN1480485A，发明名称为“合成纸专用母料及其生产工艺”的中国专利申请，其碳酸钙含量仅占总量的30 45%，生产的母粒原料成本高，不利于石头纸推广应用。另外，上述母粒的生产大多采用高混机、双螺杆挤出机造粒，再经模面热切等，存在的问题是挤出温度较高、混合不好、填料分散不匀，只能生产高填充的PE母粒，且产量较低，不能生产以PP为载体的高填充母粒，因PP黏性大，用模面热切无法达到性能要求。
发明内容
为解决现有技术存在的母粒生产时挤出温度较高、混合不好、填料分散不匀等问 题，本发明提供一种石头纸专用母粒及其制备方法。将原用于橡胶生产的密炼机用于石头纸专用母粒的混炼，然后经挤出机挤出再经风冷拉条工艺造粒。本发明通过下列技术方案实现一种石头纸专用母粒，其特征在于由下列质量百分比的组分组成
无机矿物粉60 85% 合成树脂10 35%
抗氧化剂0.2 0.5% 抗静电剂 0.2 0.5%
偶联剂I 2% 润滑剂I 5%。所述无机矿物粉为重质碳酸钙粉、滑石粉、轻质碳酸钙中的一种或几种，无机矿物粉在石头纸专用母粒的制备过程中非常重要，既要求容易分散，又要求白度高，达98%以上，因此，所述无机矿物粉的平均粒径为5 IOunK相当于800 2500目)，水分含量在0. 3%以下，重金属含量在0.03%以下。优选重质碳酸钙粉。所述合成树脂为聚丙烯、高密度聚乙烯、线性聚乙烯中的一种或几种，其中聚丙烯树脂的熔体流动速率(MI)为2. 5 10g/10min，高密度聚乙烯的熔体流动速率(MI)为0. 2 2g/10min，线性聚乙烯树脂的熔体流动速率(MI)为I. 5 5g/10min。本发明使用的合成树脂对石头纸专用母粒的制备非常重要，既要求合成树脂体系不能影响物料的物理机械性能，而且还要耐受高温不发生挥发和分解。为确保合成树脂与无机矿物粉体充分混合，最好将合成树脂加工成粉状，既利于改善各组分的分散性，降低界面黏附，又有利于加工成型。所述抗氧化剂为自酚类的1010、胺类的DLTDP、亚磷酸酯类的DSTDP、丙烯基官能团168、硫代脂TNPP中的一种或几种，抗氧化剂可以保证材料在加工使用过程中有良好的稳定性，避免色泽性能发生变化。优选自酚类1010。所述抗静电剂为非离子型的乙氧基化脂肪族烷基胺、乙氧基月桂酸胺中的一种或几种。优选乙氧基月桂酸胺
所述偶联剂为复合型偶联剂的TLZJ-901，硅烷类的乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰基氧硅烷，钛酸酯类的0L-T951、0L-T671，铝酸脂的DL-411-DF中的一种或几种。硅烷类的偶联剂对含有极性集团的填充体系偶联效果较明显；钛酸酯类的偶联剂进一步扩大了硅烷类偶联剂的使用范围，使非极性的钙塑填充体系的偶联效果明显提高，但多数为液体状，添加不方便且价格高。铝酸酯类偶联剂为蜡状固体，颜色为白色，应用方便，价格低廉，不仅可以改善无机粉体的加工性能，而且也可以明显改善填充母粒的物理力学性能，填料分散均匀，可增加无机粉体的填充量。因此，所述偶联剂优选复合型偶联剂或铝酸酯偶联剂。所述润滑剂为硬脂酸的1801，低分子蜡类的PE蜡、PP蜡，石蜡，金属皂类的硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或几种的组合。上述润滑剂可以防止填料粒子之间相互聚集，与树月旨、填料有适当的相容性，热稳定性良好，成型加工时的流动性好，不引起颜色飘移，无毒、价廉等特点，但加入量不能太大，否则会影响纸品的物理性能。如硬脂酸的添加量应在1%左右，若添加量太大，加工时会引起模唇的黏流物析出。石蜡的添加量应小于3%，添加量过大，会影响纸品的力学性能。低分子蜡类(如PE蜡、PP蜡)添加量控制在3%以内，添加量过高，成本会增加。金属皂类(如硬脂酸锌、硬脂酸钙)的添加量应控制在2%以内。本发明的另一目的在于提供一种石头纸专用母粒的制备方法，其特征在于经过下列各步骤
(1)按下列质量百分比称量各组分备用
无机矿物粉60 85% 合成树脂10 35%
抗氧化剂0.2 0.5% 抗静电剂 0.2 0.5%
偶联剂I 2% 润滑剂I 5% ；
并将合成树脂粉碎成粉；
(2)将步骤(I)所备无机矿物粉体加热至80 135°C，再加入步骤(I)所备偶联剂，5 8分钟后加入润滑剂，2 3分钟后加入步骤(I)所备合成树脂、抗氧化剂和抗静电剂，然后混合搅拌3 5分钟至丝团状时，得到混合物料；
(3)将步骤(2)所得的混合物料，冷却至50 60°C后，再在165 200°C下进行混炼20 25分钟；
(4)将步骤(3)所得的混合物料在200 240°C下挤成条状，再进行风冷拉条切成颗粒，即得到石头纸专用母粒。经过分筛后的长条和粉状不合格品再进行二次密炼，确保回收利用。本发明具备的优点和效果该石头纸专用母粒的制备方法具有低温混合、高填充、高产量等特点，且自动化程度高，劳动强度低，产量高，操作简单，成本低，能实现工业化生产，同时可用于PP、PE石头纸专用母粒的生产。所得石头纸专用母粒分散性好，密实性好，用本发明生产的石头纸专用母粒制成的纸品具有可降解、可回收再利用、防水防潮、书写性好、印刷性能好、清晰度高、机械性能好、可用于纸张印刷设备和纸张印刷油墨。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步说明。实施例I
(1)按下列质量称量各组分备用
重质碳酸钙粉(800目)75kg
聚丙烯20 kg
自酚类的10100.2 kg
乙氧基化脂肪族烷基胺0. 3 kg
铝酸脂的 DL-411-DF1.5kg
PE 蜡I. 5kg
硬脂酸锌Ikg
石腊0. 5kg
并将合成树脂粉碎成粉状；
(2)将步骤(I)所备无机矿物粉体加热至120°C，再加入步骤(I)所备偶联剂，5分钟后加入润滑剂，3分钟后加入步骤(I)所备合成树脂、抗氧化剂和抗静电剂，然后混合搅拌3分钟至丝团状时，得到混合物料；
(3)将步骤(2)所得的混合物料，冷却至50°C后，再在200°C下进行混炼20分钟；
(4)将步骤(3)所得的混合物料在240°C下挤成条状，再进行风冷拉条切成颗粒，即得到石头纸专用母粒，其熔融指数为7. 2 7. 4g/10min，灰分为73 75%。经过分筛后的长条和粉状不合格品再进入密炼机进行二次密炼，确保回收利用。实施例2
(1)按下列质量百分比称量各组分备用
重质碳酸钙粉(1250目)70 kg
滑石粉(1250目)6 kg
高密度聚乙烯18 kg
线性聚乙烯2 kg
自酚类的10100. I kg
丙烯基官能团牌号1680. I kg
乙氧基化脂肪族烷基胺0. 3 kg
钛酸酯类的0L-T9512 kg
PE 蜡I kg
硬脂酸钙0. 5 kg
并将合成树脂粉碎成粉状；
(2)将步骤(I)所备无机矿物粉体加热至80°C，再加入步骤(I)所备偶联剂，8分钟后加入润滑剂，2分钟后加入步骤(I)所备合成树脂、抗氧化剂和抗静电剂，然后混合搅拌4分钟至丝团状时，得到混合物料；
(3)将步骤(2)所得的混合物料，冷却至60°C后，再在180°C下进行混炼25分钟；(4)将步骤(3)所得的混合物料在220°C下挤成条状，再进行风冷拉条切成颗粒，即得到石头纸专用母粒，其熔融指数为2. 5 2. 8g/10min，灰分为78 80%。经过分筛后的长条和粉状不合格品再进行二次密炼，确保回收利用。实施例3
(1)按下列质量百分比称量各组分备用 轻质碳酸钙粉(1250目)85 kg
聚丙烯8 kg
线性聚乙烯2 kg
胺类的 DLTDP0. 3 kg
乙氧基月桂酷胺0.2 kg
复合型偶联剂I. 5 kg
PE 蜡2 kg
石腊I kg
并将合成树脂粉碎成粉状；
(2)将步骤(I)所备无机矿物粉体加热至135°C，再加入步骤(I)所备偶联剂，6分钟后加入润滑剂，3分钟后加入步骤(I)所备合成树脂、抗氧化剂和抗静电剂，然后混合搅拌5分钟至丝团状时，得到混合物料；
(3)将步骤(2)所得的混合物料，冷却至55°C后，再在165°C下进行混炼22分钟；
(4)将步骤(3)所得的混合物料在200°C下挤成条状，再进行风冷拉条切成颗粒，即得到石头纸专用母粒，其熔融指数为6. 5 6. 8g/10min，灰分为83 85%。经过分筛后的长条和粉状不合格品再进行二次密炼，确保回收利用。实施例4
(1)按下列质量百分比称量各组分备用
方解石粉(2500目)60kg
高密度聚乙烯33kg
自酚类的10100. 3kg
亚磷酸酯类的DSTDP0. 2kg
乙氧基化脂肪族烷基胺0. 3kg
乙氧基月桂酸胺0.2kg
甲基丙烯酰基氧硅烷2kg
硬脂酸钙Ikg
PP 蜡3kg ；
并将合成树脂粉碎成粉状；
(2)将步骤(I)所备无机矿物粉体加热至135°C，再加入步骤(I)所备偶联剂，8分钟后加入润滑剂，2分钟后加入步骤(I)所备合成树脂、抗氧化剂和抗静电剂，然后混合搅拌5分钟至丝团状时，得到混合物料；
(3)将步骤(2)所得的混合物料，冷却至55°C后，再在200°C下进行混炼25分钟；
(4)将步骤(3)所得的混合物料在240°C下挤成条状，再进行风冷拉条切成颗粒，即得到石头纸专用母粒。
经过分筛后的长条和粉状不合格品再进行二次密炼，确保回收利用。实施例5
(I)按下列质量百分比称量各组分备用
滑石粉61 kg
高密度聚乙烯34 kg
亚磷酸酯类的DSTDP0. 5 kg
乙氧基化脂肪族烷基胺0. 5 kg
0L-T671 和 DL-411-DF各 I kg
硬脂酸锌和石蜡各I kg ;
并将合成树脂粉碎成粉状； (2 )将步骤(I)所备无机矿物粉体加热至105°C，再加入步骤(I)所备偶联剂，6分钟后加入润滑剂，2. 5分钟后加入步骤(I)所备合成树脂、抗氧化剂和抗静电剂，然后混合搅拌5分钟至丝团状时，得到混合物料；
(3)将步骤(2)所得的混合物料，冷却至60°C后，再在180°C下进行混炼22分钟；
(4)将步骤(3)所得的混合物料在240°C下挤成条状，再进行风冷拉条切成颗粒，即得到石头纸专用母粒。经过分筛后的长条和粉状不合格品再进行二次密炼，确保回收利用。上述的具体实施方式
仅是本发明的较佳实施例。需要指出的是，本行业的技术人员在本发明的指导下，可以做出一些变形与改良。这些变形与改良都是本发明保护的范围。
权利要求
1.一种石头纸专用母粒，其特征在于由下列质量百分比的组分组成 无机矿物粉60 85% 合成树脂10 35% 抗氧化剂O. 2 O. 5% 抗静电剂 O. 2 O. 5% 偶联剂I 2% 润滑剂I 5%。
2.根据权利要求I所述的石头纸专用母粒，其特征在于所述无机矿物粉为重质碳酸钙粉、滑石粉、轻质碳酸钙粉中的一种或几种。
3.根据权利要求I所述的石头纸专用母粒，其特征在于所述合成树脂为聚丙烯、高密度聚乙烯、线性聚乙烯中的一种或几种。
4.根据权利要求I所述的石头纸专用母粒，其特征在于所述抗氧化剂为自酚类的1010、胺类的DLTDP、亚磷酸酯类的DSTDP、丙烯基官能团168、硫代脂TNPP中的一种或几种。
5.根据权利要求I所述的石头纸专用母粒，其特征在于所述抗静电剂为非离子型的乙氧基化脂肪族烷基胺、乙氧基月桂酷胺中的一种或几种。
6.根据权利要求I所述的石头纸专用母粒，其特征在于所述偶联剂为复合型偶联剂的TLZJ-901，硅烷类的乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰基氧硅烷，钛酸酯类的OL-T951、OL-T671，铝酸脂的DL-411-DF中的一种或几种。
7.根据权利要求I所述的石头纸专用母粒，其特征在于所述润滑剂为硬脂酸的1801，低分子蜡类的PE蜡、PP蜡，石蜡，金属皂类的硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或几种的组合。
8.一种石头纸专用母粒的制备方法，其特征在于经过下列各步骤 (O按下列质量百分比称量各组分备用 无机矿物粉60 85% 合成树脂10 35% 抗氧化剂O. 2 O. 5% 抗静电剂 O. 2 O. 5% 偶联剂I 2% 润滑剂I 5% ； 并将合成树脂粉碎成粉状； (2)将步骤(I)所备无机矿物粉体加热至80 135°C，再加入步骤(I)所备偶联剂，5 8分钟后加入润滑剂，2 3分钟后加入步骤(I)所备合成树脂、抗氧化剂和抗静电剂，然后混合搅拌3 5分钟至丝团状时，得到混合物料； (3)将步骤(2)所得的混合物料，冷却至50 60°C后，再在165 200°C下进行混炼20 25分钟； (4)将步骤(3)所得的混合物料在200 240°C下挤成条状，再进行风冷拉条切成颗粒，即得到石头纸专用母粒。
全文摘要
本发明提供一种石头纸专用母粒及其制备方法，由下列质量百分比的组分组成无机矿物粉60～85%、合成树脂10～35%、抗氧化剂0.2～0.5%、抗静电剂0.2～0.5%、偶联剂1～2%、润滑剂1～5%。通过将无机矿物粉体加热再加入偶联剂，然后加入润滑剂后，再加入合成树脂、抗氧化剂和抗静电剂，然后混合搅拌至丝团状时，再冷却后进行混炼，最后挤成条状，再切成颗粒，即得到石头纸专用母粒。其制备方法具有低温混合、高填充、高产量，自动化程度高，劳动强度低，产量高，操作简单，成本低等特点，所得石头纸专用母粒分散性好，密实性好，用其制成的纸品具有可降解、可回收再利用、防水防潮、书写性好、印刷性好、清晰度高、机械性能好。
文档编号C08K3/26GK102634117SQ20121012594
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月26日 优先权日2012年4月26日
发明者刘海国, 刘瑞铭, 赵华玲, 郭嘉麟 申请人:昆明钢铁控股有限公司