一种改性水镁石的石头纸复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种纸及其制备方法，特别是涉及一种改性水镁石的石头纸复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]纸产品的消费量及种类需求量不断增加，这与社会文明的进步和各类人群生活质量的提高相关。在此之下突显出现有造纸和合成纸技术的几点不足:
1、传统造纸的原材料大大耗用宝贵的森林资源，这是造成生态环境失衡的重要因素之
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[0003]2、生产纸浆过程排放大量酸、碱废液，严重污染水体土壤，而达标处理排放需耗费大量投入及生产成本。
[0004]3、合成纸生产工艺复杂，伸强度低、阻燃性能差，设备耗能投资大等缺点。
[0005]全球性环境问题日益严重，温室效应更是备受关注，这些问题对传统造纸来说提出了挑战。而目前石头纸之类的合成纸也应运而生，并试用于各行各业。现有报道及有关专利申请中由于没有对原料的精心挑选，因此使得石头纸的性能受到制约，综合性能欠佳、生产工艺比传统纸张生产方法复杂等影响了石头纸的推广。将自然的水镁石粉碎对其表面改性处理后用于制备活性造纸新材料，它是介于传统植物纤维与碳酸钙之间的一种创新性环保造纸材料，其生产过程不产生任何环境污染。目前还没有相关报道以水镁石为原料对其改性应用于石头纸的制造工艺中。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种改性水镁石的石头纸复合材料及其制备方法，本发明利用改性水镁石来制备石头纸，降低了纸张的密度及生产成本，提高了石头纸的书写性、阻燃性、抗化学性等性质，产品生产工艺简单操作性高，降低了生产工艺对设备的要求，生产过程能耗降低，水镁石回收率高达92%。
[0007]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种改性水镁石的石头纸复合材料，所述复合材料由改性水镁石粉末、聚乙烯树脂或聚乙烯醇或水溶性树脂VAE乳液、助剂、抗氧化剂和防腐剂组合而成，以质量比制备石头纸复合材料的配比如下:
聚乙烯树脂:改性水镁石粉末:聚乙二醇(助剂)I: 3: (1/3-1/2)；
20%聚乙烯醇:改性水镁石粉末:丙三醇(助剂)1: 3: (1/3-1/2)；
25%VAE乳液:改性水镁石粉末1:2.5。
[0008]所述的一种改性水镁石的石头纸复合材料，所述改性剂选择与水镁石质量比分别为:硬脂酸2%、硬脂酸钠5%、0P-10 (异辛基酚聚氧乙烯醚)5%、ΚΗ550 (γ-氨丙基三乙氧基硅烷)2%。
所述的一种改性水镁石的石头纸复合材料，所述助剂包括:丙三醇、聚乙二醇。
[0009]所述的一种改性水镁石的石头纸复合材料，所述抗氧化剂包括:抗氧化剂CA、抗氧化剂1010、叔二丁基羟基甲苯。
[0010]所述的一种改性水镁石的石头纸复合材料，所述防腐剂包括:乙烯剂硅烷。
一种改性水镁石的石头纸复合材料，所述改性水镁石粉末是按如下方法制备的:
1)、干法活化改性:将水镁石粉末与改性剂直接混合，用球磨机混合均匀，制成粉状产品；或将液体改性剂分散成小液滴，采用喷雾的方式直接均匀的喷洒到水镁石粉末的表面；再经过研磨使其充分接触制得改性水镁石粉末；
2)、或采用湿法活化改性:将水镁石粉末加入是或无水乙醇，加入溶解改性剂溶液加入到体系里，进行活化改性处理；经过搅拌，使其充分接触，使改性剂附着在粉末的表面；再经过过滤、离心、干燥、研磨值得改性水镁石粉末。
[0011]一种改性水镁石的石头纸复合材料及其制备方法，所述方法包括以下制备步骤: 以聚乙烯树脂为原料制备石头纸复合材料:
将聚乙烯树脂与改性水镁石粉末(非离子(0P-10)改性水镁石粉、阴离子(硬脂酸、硬脂酸钠)改性水镁石粉、偶联剂(KH550)改性水镁石粉中的一种，以下相同)按照质量比1:3在转矩流变仪共混，加入助剂聚乙二醇质量为聚乙烯质量的33%-50%共混温度160°C，时间15min。出料后立即用平板硫化机压片，压片温度150°C，压到一定厚度冷却，即得产品。
[0012]一种改性水镁石的石头纸复合材料及其制备方法，所述方法包括以下制备步骤: 以水性树脂为原料制备石头纸复合材料:
1、配制20%聚乙烯醇水溶液:取300ml锥形瓶，加入160ml水搅拌，加热到80°C后加入40g聚乙烯醇，升温到90°C，待完全溶解后降到室温备用；
2、将20%的聚乙烯醇水溶液与改性水镁石粉末按质量比为1:3的比例共混，加入助剂丙三醇的质量为聚乙烯醇质量的33%-50% ;将25%VAE乳液与改性水镁石粉末按质量比为1:
2.5的比例共混；
3、将混合液加到研钵中共混研磨15min，涂膜置于45°C烘箱中烘干，既可以得到石头纸广品。
[0013]本发明的优点与效果是:
1、利用改性水镁石来制备石头纸，降低了纸张的密度及生产成本，提高了石头纸的书写性、阻燃性、抗化学性等性质。
[0014]2、通过改性水镁石与聚乙烯树脂或与水溶性树脂共混，采用研磨、涂布、干燥的方式制得，产品生产工艺简单操作性高，降低了生产工艺对设备的要求，生产过程能耗降低。
[0015]3、采用聚乙烯醇生产的石头纸可通过水溶回收水镁石粉，水镁石回收率高达92%。
【具体实施方式】
[0016]下面结合实施例对本发明进行详细说明。
[0017]实施例一
取聚乙烯树脂、改性水镁石粉(非离子(0P-10)改性水镁石粉、阴离子(硬脂酸、硬脂酸钠)改性水镁石粉、偶联剂(KH550)改性水镁石粉中的一种)按照质量比1:3放在转矩流变仪共混，加入助剂聚乙二醇质量为聚乙烯质量的33%-50%，再加入改性水镁石粉末质量1%的抗氧化剂中的一种或两种的混合物，共混温度160°C，时间15min。出料后立即用平板硫化机压片，压片温度150°C，压到一定厚度冷却，即可得产品。
[0018]实施例二
首先配制20%聚乙烯醇水溶液，取300ml锥形瓶，加入160ml水搅拌，加热到80°C后加入40g聚乙烯醇，升温到90°C，待完全溶解后降到室温备用。将制好的20%聚乙烯醇水溶液与改性水镁石粉末(非离子(0P-10)改性水镁石粉、阴离子(硬脂酸、硬脂酸钠)改性水镁石粉、偶联剂(KH550)改性水镁石粉中的一种)按质量比为1:3的比例共混，加入助剂丙三醇的质量为聚乙烯醇质量的33%-50%。将混合液加到研钵中共混研磨15min，涂膜置于45°C烘箱中烘干，得到水镁石石头纸。
[0019]实施例三
将25%VAE乳液与改性水镁石粉(非离子(0P-10)改性水镁石粉、阴离子(硬脂酸、硬脂酸钠)改性水镁石粉、偶联剂(KH550)改性水镁石粉中的一种)按质量比为1:2.5的比例共混，将混合液加到研钵中共混研磨15min，涂膜置于45°C烘箱中烘干，得到石头纸产品。
【主权项】
1.一种改性水镁石的石头纸复合材料，其特征在于，所述复合材料由改性水镁石粉末、聚乙烯树脂或聚乙烯醇或水溶性树脂VAE乳液、助剂、抗氧化剂和防腐剂组合而成，以质量比制备石头纸复合材料的配比如下: 聚乙烯树脂:改性水镁石粉末:聚乙二醇(助剂)I: 3: (1/3-1/2)； .20%聚乙烯醇:改性水镁石粉末:丙三醇(助剂)1: 3: (1/3-1/2)； . 25%VAE乳液:改性水镁石粉末1:2.5。
2.根据权利要求1所述的一种改性水镁石的石头纸复合材料，其特征在于，所述改性剂选择与水镁石质量比分别为:硬脂酸2%、硬脂酸钠5%、OP-1O (异辛基酚聚氧乙烯醚)5%、KH550 ( γ -氨丙基三乙氧基硅烷)2%。
3.根据权利要求1所述的一种改性水镁石的石头纸复合材料，其特征在于，所述助剂包括:丙三醇、聚乙二醇。
4.根据权利要求1所述的一种改性水镁石的石头纸复合材料，其特征在于，所述抗氧化剂包括:抗氧化剂CA、抗氧化剂1010、叔二丁基羟基甲苯。
5.根据权利要求1所述的一种改性水镁石的石头纸复合材料，其特征在于，所述防腐剂包括:乙烯剂硅烷。
6.—种改性水镁石的石头纸复合材料，其特征在于，所述改性水镁石粉末是按如下方法制备的: . 1)、干法活化改性:将水镁石粉末与改性剂直接混合，用球磨机混合均匀，制成粉状产品；或将液体改性剂分散成小液滴，采用喷雾的方式直接均匀的喷洒到水镁石粉末的表面；再经过研磨使其充分接触制得改性水镁石粉末； . 2)、或采用湿法活化改性:将水镁石粉末加入是或无水乙醇，加入溶解改性剂溶液加入到体系里，进行活化改性处理；经过搅拌，使其充分接触，使改性剂附着在粉末的表面；再经过过滤、离心、干燥、研磨值得改性水镁石粉末。
7.—种改性水镁石的石头纸复合材料及其制备方法，其特征在于，所述方法包括以下制备步骤: 以聚乙烯树脂为原料制备石头纸复合材料: 将聚乙烯树脂与改性水镁石粉末(非离子(0Ρ-10)改性水镁石粉、阴离子(硬脂酸、硬脂酸钠)改性水镁石粉、偶联剂(ΚΗ550)改性水镁石粉中的一种，以下相同)按照质量比1:3在转矩流变仪共混，加入助剂聚乙二醇质量为聚乙烯质量的33%-50%共混温度160°C，时间15min ； 出料后立即用平板硫化机压片，压片温度150°C，压到一定厚度冷却，即得产品。
8.—种改性水镁石的石头纸复合材料及其制备方法，其特征在于，所述方法包括以下制备步骤: 以水性树脂为原料制备石头纸复合材料: . 1)、配制20%聚乙烯醇水溶液:取300ml锥形瓶，加入160ml水搅拌，加热到80°C后加入40g聚乙烯醇，升温到90°C，待完全溶解后降到室温备用； .2)、将20%的聚乙烯醇水溶液与改性水镁石粉末按质量比为1:3的比例共混，加入助剂丙三醇的质量为聚乙烯醇质量的33%-50% ;将25%VAE乳液与改性水镁石粉末按质量比为1:.2.5的比例共混；.3)、将混合液加到研钵中共混研磨15min，涂膜置于45°C烘箱中烘干，既可以得到石头纸广品。
【专利摘要】一种改性水镁石的石头纸复合材料及其制备方法，涉及一种纸及其制备方法，以质量比制备石头纸复合材料的配比：聚乙烯树脂：改性水镁石粉末：聚乙二醇（助剂）1:3:(1/3~1/2)；20%聚乙烯醇：改性水镁石粉末：丙三醇（助剂）1:3 :(1/3~1/2)；25%VAE乳液：改性水镁石粉末1:2.5。将聚乙烯树脂与改性水镁石粉末改性水镁石粉、阴离子改性水镁石粉、偶联剂，改性水镁石粉中的一种，按照质量比1：3在转矩流变仪共混，加入助剂聚乙二醇质量为聚乙烯质量的33%-50%共混温度160℃，时间15min。出料后立即用平板硫化机压片，压片温度150℃，压到一定厚度冷却，即得产品。本发明生产过程能耗降低，纸产品阻燃性、抗化学性好。
【IPC分类】C08K9-04, C08K9-06, C08L23-06, C08L29-04, C08L31-04, C08K3-22, C08L71-02, C08K5-053
【公开号】CN104817797
【申请号】CN201510173268
【发明人】封禄田, 王业明, 钱坤, 董贺, 暴亚君
【申请人】沈阳化工大学
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年4月14日