一種礦物纖維石頭紙的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及石頭紙領(lǐng)域，特別設(shè)及一種礦物纖維石頭紙的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 造紙術(shù)的發(fā)明是中國(guó)對(duì)人類的重大貢獻(xiàn)，紙張是人類學(xué)習(xí)、工作、生活不可或缺的 重要用品之一，傳統(tǒng)的造紙由于過(guò)度砍伐樹木造成地球植被覆蓋面積降低，森林資源匿乏， 造紙生產(chǎn)工藝產(chǎn)生排放的=廢造成了生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響，已經(jīng)引起了人類的高度關(guān)注， 人類對(duì)環(huán)保紙張的呼聲越來(lái)越高。
[0003] 石頭紙是一種介于紙張和塑料之間的新型材料，既可替代傳統(tǒng)的部分功能性紙 張、專業(yè)性紙張，又能替代傳統(tǒng)的大部分塑料包裝物。且具有成本低、可控性降解的特點(diǎn)， 能夠?yàn)槭褂谜吖?jié)省大量的成本，且不會(huì)產(chǎn)生污染，是取代傳統(tǒng)植物纖維紙的重要替代品。目 前，石頭紙的成型是完全利用塑料加工工藝進(jìn)行石頭粉造紙，因而其成型主要依靠熱塑性 的樹脂作為支撐連接材料，將石頭礦物細(xì)粉、加工助劑、高分子材料經(jīng)螺桿擠出機(jī)烙融擠 出，最后進(jìn)行吹塑、流延、延壓等熱成型設(shè)備加工成型。但由于石頭紙中石粉含量高達(dá)80% W上，因此利用塑料熱成型加工時(shí)加工流動(dòng)性差，造成成型困難，混煉時(shí)設(shè)備扭矩大，得到 的石頭紙均勻度低、幅寬小。尤其是隨著大量礦物纖維在石頭紙中的應(yīng)用，樹脂用量不斷降 低，流動(dòng)性隨之降低。因而，依靠傳統(tǒng)塑料設(shè)備和加工工藝制備石頭紙受到限制。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中，中國(guó)專利公開號(hào)104589557A公開了一種石頭紙的成型工藝，將礦物 粉體與樹脂粉體配成可W流動(dòng)的漿體，通過(guò)噴淋喂料裝置的縫隙形成均勻瀑布狀流體，避 免了通過(guò)螺桿熱塑性擠出再吹塑、壓延制備石頭紙導(dǎo)致分散不均、無(wú)法生產(chǎn)大幅寬石頭紙 的缺陷，但本領(lǐng)域技術(shù)人員在實(shí)施該方案過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，隨著漿料放置的時(shí)間增加，由于礦物 粉體的比重遠(yuǎn)大于樹脂粉體的比重，漿料容易出現(xiàn)分層現(xiàn)象，礦物粉體和樹脂粉體之間分 散不均勻，導(dǎo)致紙張的均勻性降低。 陽(yáng)0化]中國(guó)專利公開號(hào)104626438A提出一種纖維石頭紙的制備方法，通過(guò)礦物纖維、木 質(zhì)纖維與樹脂粉體分散處理，與糊化物形成一種面團(tuán)狀的膏狀物，該膏狀物具有良好的延 展性，在60-80°C溫度下通過(guò)雙漉壓延形成石頭紙維形，該制備方法無(wú)需螺桿熱塑混煉，確 保礦物纖維、木質(zhì)纖維的纖維結(jié)構(gòu)在石頭紙中發(fā)揮支撐作用，得到的纖維石頭紙挺度高、密 度低、紙面分散均勻。但由于糊化物粘度較大，礦物纖維、木質(zhì)纖維與樹脂粉體均勻分散在 糊化物中較為困難，制備的紙張均勻性降低。
[0006] 根據(jù)上述描述，在石頭紙制備工藝中有需要開發(fā)出不進(jìn)行熱塑混煉并且改善礦物 粉體和樹脂粉體之間分散性的工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了在解決在含礦物纖維的石頭紙制備工藝中通過(guò)熱塑混煉存在紙張均勻度較 低的缺陷過(guò)程中，進(jìn)一步改善現(xiàn)有技術(shù)中礦物粉體和樹脂粉體之間分散性，本發(fā)明提供一 種利用礦物纖維制備石頭紙的方法，通過(guò)將制備石頭紙所需的原粉倒入粘流態(tài)的樹脂中， 得到液態(tài)混合物，通過(guò)噴漿裝置將液態(tài)混合物噴出，獲得樹脂粉末包覆原粉的微球粉體，再 將微粉球配制成石頭紙?jiān)瓭{，使得原粉和樹脂粉末能分散性提高，再經(jīng)過(guò)涂布、烘烤、壓延 制備成均勻的石頭紙。
[0008] 本發(fā)明提供一種礦物纖維石頭紙的制備方法，其特征在于，所述石頭紙具體制備 步驟如下： 曰、取改性處理后無(wú)機(jī)粉體55-65重量份，W及改性處理后的粉狀礦物纖維35-45重量 份和1-1. 5重量份分散劑、增白助劑0-1重量份，充分混合，獲得各組分分散均勻的原粉A; b、取15-20重量份樹脂粉末，設(shè)置溫度為190-260°C，加熱烙融至粘流態(tài)，取步驟a中制 備的50-60重量份的原粉A，倒入粘流態(tài)的樹脂中，W600-90化pm速度高速攬拌0. 5-比，得 到液態(tài)混合物； C、將所述液態(tài)混合物通過(guò)噴漿機(jī)W30-50m/s的速度噴出，W冷卻速率3-5°C/min冷 卻至室溫，獲得樹脂粉末包覆原粉A的微球粉體B; d、向所述微球粉體B加入水配置成石頭紙?jiān)瓭{，將所述石頭紙?jiān)瓭{涂布在平板上，通 過(guò)對(duì)平板均勻烘烤加熱W使所述石頭紙?jiān)瓭{脫水，并且使所述石頭紙?jiān)瓭{中的樹脂粉末塑 化連接，經(jīng)壓延得到礦物纖維石頭紙。
[0009] 優(yōu)選的，在獲得所述原粉A之前，所述方法還包括： 取95-99重量份的碳酸巧粉體或重量百分比為95-99重量份的礦物纖維粉體和 1-5重量份的禪合劑加入干法連續(xù)粉體表面改性機(jī)中，設(shè)置溫度為50-9(TC，活化時(shí)間為 20-30min，獲得改性處理后的無(wú)機(jī)粉體或改性處理后的礦物纖維。
[0010] 優(yōu)選的，所述無(wú)機(jī)粉體體為平均粒度在100-200目的碳酸巧、滑石粉、鐵白粉、 娃酸巧、珍珠巖粉、白炭黑、氧化巧、粘±中的至少一種；所述礦物纖維為長(zhǎng)徑比L/D>10， 平均粒徑為10-20ym、白度> 82%的海泡石纖維、娃石灰纖維、賠石纖維、玻璃纖維、石膏 纖維、水儀石纖維中的至少一種；所述的樹脂粉末為粒度在80-100目的聚乙締、聚丙締、聚 氯乙締、聚苯乙締、聚氨醋、聚酷胺中的至少一種；所述的分散劑為異硬脂酷基鐵酸異丙醋、 二辛基橫化班巧酸鋼、憐酸醋鋼、硫酸醋鋼、月桂酸中的至少一種；所述的增白助劑為鐵白 粉、立德粉、沉淀硫酸領(lǐng)中的至少一種。 1] 優(yōu)選的，所述微球粉體的平均粒徑為100-300ym。
[0012] 優(yōu)選的，在所述步驟d中，所述平板為金屬平板或陶瓷平板，所述平板上設(shè)置有均 勻分布的孔，孔徑為0. 1-lmm，所述加熱溫度為160-180°c。
[0013] 優(yōu)選的，在所述步驟d中，所述經(jīng)壓延得到礦物纖維石頭紙具體包括：通過(guò)雙漉壓 延或者多漉進(jìn)行復(fù)式壓延，設(shè)置漉溫80-100°C，并通過(guò)調(diào)節(jié)壓漉的轉(zhuǎn)速差獲得所需厚度的 礦物纖維石頭紙，無(wú)需螺桿擠出機(jī)。
[0014] 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)明中通過(guò)將制備石頭紙所需的原粉倒入粘流態(tài)的樹脂中，得到液態(tài)混合 物，通過(guò)噴漿裝置將液態(tài)混合物噴出，獲得樹脂粉末包覆原粉的微球粉體，再將微粉球配制 成石頭紙?jiān)瓭{，從而使得原粉和樹脂粉末能分散性提高，改善了紙張的均勻性。
[0015] 2、由于本發(fā)明中不需要密煉機(jī)或者螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熱塑混煉，所W礦物纖維的纖 維結(jié)構(gòu)不會(huì)因剪切受損，保持了纖維結(jié)構(gòu)的完整性，提高了紙張的紙尺寸穩(wěn)定性、阻燃性和 電絕緣性等性質(zhì)。
[0016] 3、由于本發(fā)明中獲得樹脂粉末包覆原粉的微球粉體可W進(jìn)行儲(chǔ)存，且儲(chǔ)量可調(diào)， 能夠滿足大規(guī)模生產(chǎn)需要，具有市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 通過(guò)【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明的范 圍僅限于W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)。 陽(yáng)〇1引實(shí)施例一 取95重量份100目的碳酸巧粉體和5重量份的硅烷加入SLG型干法連續(xù)粉體表面改性 機(jī)中，設(shè)置溫度為60°C，活化時(shí)間為20min，獲得改性處理后的碳酸巧粉體，同樣地，取95重 量份的海泡石纖維粉體，海泡石纖維長(zhǎng)徑比為10,平均粒徑為10ym、白度為82%，W及5重 量份的硅烷加入SLG型干法連續(xù)粉體表面改性機(jī)中，設(shè)置溫度為75°C，活化時(shí)間為20min， 獲得改性處理后的海泡石纖維粉體。取改性處理后碳酸巧55重量份，W及改性處理后的海 泡石纖維粉體45重量份和1重量份異硬脂酷基鐵酸異丙醋，充分混合，獲得各組分分散均 勻的原粉A。
[0019] 取15重量份聚乙締粉末，設(shè)置溫度為190°C，加熱烙融至粘流態(tài)，取步驟a中制備 的85重量份的原粉A，倒入粘流態(tài)的聚乙締中，W65化pm速度高速攬拌0.化，得到液態(tài)混 合物。將上述液態(tài)混合物通過(guò)噴漿機(jī)W30m/s的速度噴出，通過(guò)對(duì)噴漿機(jī)出料口進(jìn)行水冷 或者在增加噴漿機(jī)出料口長(zhǎng)度的同時(shí)進(jìn)行水冷，控制冷卻速率為：TC/min,逐漸冷卻至室 溫，獲得樹脂粉末包覆原粉A的微球粉體B，可W通過(guò)調(diào)節(jié)噴漿機(jī)的噴出壓力，W及噴嘴尺 寸等參數(shù)控制微球粉體的平均粒徑為280ym。
[0020] 向微球粉體B加入水配置成石頭紙?jiān)瓭{，當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可W根據(jù)需要，將 噴漿機(jī)噴出物直接進(jìn)行水冷，通過(guò)調(diào)節(jié)用水量，直接獲得石頭紙?jiān)瓭{。接著，將石頭紙?jiān)瓭{ 涂布在類似網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)侶合金板上，侶合金板上設(shè)置有均勻分布的孔，W便石頭紙?jiān)瓭{水分 的過(guò)濾，孔徑可W根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員需要進(jìn)行調(diào)整，本申請(qǐng)實(shí)施例一中選擇孔徑平均為 0. 5mm的侶合金板。通過(guò)對(duì)侶合金板均勻烘烤加熱，加熱溫度為160°C使石頭紙?jiān)瓭{進(jìn)一步 蒸發(fā)脫水，并且使所述石頭紙?jiān)瓭{中的樹脂粉末塑化連接，得到石頭紙的維形，將石頭紙的 維送入雙漉壓延機(jī)，設(shè)置漉溫為80°C經(jīng)壓延，通過(guò)調(diào)節(jié)壓漉的轉(zhuǎn)速差將石頭紙拉伸獲得所 需厚度的礦物纖維石頭紙。
[0021] 其性能測(cè)試見表一。 W22] 實(shí)施例二 取平均粒徑為150目的娃酸巧W及碳酸巧粉體共96重量份和5重量份的鐵酸醋加入SLG型干法連續(xù)粉體表面改性機(jī)中，設(shè)置溫度為7(TC，活化時(shí)間為20min，獲得改性處理后 的娃酸巧和碳酸巧粉體，同樣地，取95重量份的娃石灰纖維纖維粉體，娃石灰纖維長(zhǎng)徑比 為11，平均粒徑為12ym、白度為85%，W及5重量份的鐵酸醋加入SLG型干法連續(xù)粉體表面 改性機(jī)中，設(shè)置溫度為75°C，活化時(shí)間為20min，獲得改性處理后的娃石灰纖維粉體。取改 性處理后娃酸巧和碳酸巧粉體57重量份，W及改性處理后的娃石灰纖維粉體40重量份和 1重量份二辛基橫化班巧酸鋼，！重量鐵白粉充分混合，獲得各組分分散均勻的原粉A。
[0023] 取15重量份聚乙締粉末，設(shè)置溫度為190°C，加熱烙融至粘流態(tài)，取步驟a中制備 的85重量份的原粉A，倒入粘流態(tài)的聚乙締中，W75化pm速度高速攬拌0.化，得到液態(tài)混 合物。將上述液態(tài)混合物通過(guò)噴漿機(jī)W35m/s的速度噴出，通過(guò)對(duì)噴漿機(jī)出料口進(jìn)行水冷 或者在增加噴漿機(jī)出料口長(zhǎng)度的同時(shí)進(jìn)行水冷，控制冷卻速率為：TC/min,逐漸冷卻至室 溫，獲得聚乙締粉末包覆原粉A的微球粉體B，可W通過(guò)調(diào)節(jié)噴漿機(jī)的噴出壓力，W及噴嘴 尺寸等參數(shù)控制微球粉體的平均粒徑為250ym。
[0024] 向微球粉體B加入水配置成石頭紙?jiān)瓭{，當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可W根據(jù)需要，將 噴漿機(jī)噴出物直接進(jìn)行水冷，通過(guò)調(diào)節(jié)用水量，直接獲得石頭紙?jiān)瓭{。接著，將石頭紙?jiān)瓭{ 涂布在類似網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)氧化侶陶瓷基板上，氧化侶陶瓷基板上設(shè)置有均勻分布的孔，W便石 頭紙?jiān)瓭{水分的過(guò)濾，孔徑可W根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員需要進(jìn)行調(diào)整，本申請(qǐng)實(shí)施例二中選 擇孔徑平均為0.Imm的氧化侶陶瓷基板。通過(guò)對(duì)氧化侶陶瓷基板均勻烘烤加熱，加熱溫度 為16(TC使石頭紙?jiān)瓭{進(jìn)一步蒸發(fā)脫水，并且使所述石頭紙?jiān)瓭{中的聚乙締粉末塑化連