一種低密度復合白卡紙專用無機粉體的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)保紙原料領域，具體涉及一種低密度復合白卡紙專用無機粉體的制備方法。
【背景技術】
[0002]蔡倫利用植物纖維造紙的技術是人類文明史上的一項杰出的發(fā)明創(chuàng)造，紙的出現為人類的生活、學習帶來了極大的便利。造紙技術經過不斷變革發(fā)展至今，幾乎達到了完美的地步。但隨著紙張在包裝等領域的大量應用，需求越來越大，生產需要消耗大量的森林資源，產生大量的廢水。因此利用植物纖維造紙的技術面領著嚴峻的挑戰(zhàn)。
[0003]—種以無機礦物粉體為主要原料的環(huán)保石頭紙開辟了造紙技術的又一個發(fā)展方向，同時解決了高能耗、高污染的問題，避免了紙張對植物纖維紙漿的過度依賴。石頭紙的原料組成相比于傳統(tǒng)紙張種類數大幅減少，廉價易得的礦物粉是主要原料。由于石頭紙中含有85%以上的無機礦物粉，因此該領域將石頭紙也稱作石粉紙、復合紙、礦物紙等，是一種性能優(yōu)異的環(huán)保紙。但同時，由于含有較高的無機礦物粉，因而密度大、手感較沉，成為阻礙石頭紙?zhí)娲鷤鹘y(tǒng)紙的障礙。特別是制作較厚的復合白卡用于制作包裝盒、包裝袋時，高密度的缺陷表現更為明顯。為了降低石頭紙的密度，目前已有相關報道專門針對石頭紙降低密度的改進。
[0004]中國發(fā)明專利CN102229188A明公開了一種輕質石頭紙的制造方法，將石頭紙原材料分別造粒，其中部分添加發(fā)泡劑，經過紙膜制造機成型制成輕質石頭紙。
[0005]中國發(fā)明專利CN104441870A公開了一種低密度石頭紙及其制備方法，利用發(fā)泡母粒，經由擠出裝置三層流道在模頭模口處擠出成上中下三層疊加組合物，得到低密度石頭紙。
[0006]中國發(fā)明專利CN103881214A公開了高填充膨潤土發(fā)泡石頭紙及其制備方法，利用膨潤土的結合水賦予體系發(fā)泡功能，可替代化學發(fā)泡劑使用。
[0007]上述通過發(fā)泡可有效降低石頭紙的密度，但產生的氣泡對石頭紙的機械性能、表面性會產生負面影響，因此對發(fā)泡倍率和發(fā)泡孔徑的大小要求較高，難以控制。
[0008]石頭紙密度高的根本原因是含有85%以上無機礦物粉，無機礦物粉的高密度決定了石頭紙高密度。為了從根本上解決石頭紙的密度問題，首要解決礦物粉體的密度問題。
[0009]中國專利公開號為CN102154932A公開了一種比重小的石頭紙，該發(fā)明以比重輕的空心玻璃珠、粉煤灰為原料制備石頭紙。這種以多孔和空心為主要原料的無機粉體有效地降低了石頭紙密度，也為降低石頭紙密度提供了一個可行的方向。但存在的問題是多孔材料吸附性強，吸油值高，要實現潤滑加工需要加入更多的潤滑劑；而空心玻璃珠由于耐壓性差，在螺桿擠壓成型中極易破碎，這就使得潤滑助劑占據了多孔材料的孔洞，因此石頭紙密度降低幅度有限。

【發(fā)明內容】

[0010]為了降低環(huán)保石頭紙的密度，本發(fā)明出一種低密度復合白卡紙專用無機粉體的制備方法。其特征是通過在加壓條件下對多孔材料進行涂覆，使多孔材料表面粘接形成具有耐壓性和柔性的保護層，而多孔材料內部空洞完好的保留，具有優(yōu)異的低密度特性。用于在螺桿擠壓機中制備環(huán)保紙時具有抗破碎性，適合于制備厚度在0.5mm以上的復合白卡紙，成為低密度復合白卡紙的優(yōu)選原料。
[0011]—種低密度復合白卡紙專用無機粉體的制備方法，其特征在于:具體制備方法如下:
(1)將20-30重量份的水玻璃、10-15重量份的菱苦土、2-3重量份的聚合物單體加入反應混合器，在常溫下以400-900rpm的高速攪拌分散15-20分鐘，得到涂覆劑；
(2)將步驟(1)得到的涂覆劑與80-120重量份的多孔無機粉體、5-8重量份的鎂鹽溶液、0.01-0.02重量份的引發(fā)劑加入密閉反應器中進行加熱加壓，維持反應器壓力在0.8-1.2MPa，溫度為60_80°C，然后以200_400rpm的攪拌速度攪拌反應20_30min，涂覆劑包覆在多孔無機粉體顆粒的表面并聚合、凝固固化；
(3)將步驟(2)得到的物料與3-5重量份的偶聯劑加入高速混合機中，在800-1200rpm轉速、80-120°C條件下攪拌10-45min，過100目篩網得到干燥、分散均勻的無機粉體。
[0012]所述水玻璃的模數為1-2 ;所述菱苦土選用白度大于85%，粒徑小于5微米與鎂鹽溶液混合形成膠凝并硬化；所述的聚合物單體為丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯中的至少一種；所述多孔無機粉體為粉煤灰、硅藻土、膨脹蛭石粉、沸石粉、膨脹珍珠巖粉、膨脹?；⒅橹械闹辽僖环N；所述的引發(fā)劑選用2，3_ 二苯基丁腈，在引發(fā)劑的作用下，單體在多孔無機粉體表面聚合；所述的鎂鹽溶液為質量濃度20%的硫酸鎂溶液或者氯化鎂溶液；所述偶聯劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯、鋁酸酯中的一種。
[0013]通過在加壓條件下對多孔材料進行涂覆，使多孔材料表面粘接形成具有耐壓性和柔性的保護層，而多孔材料內部空洞完好的保留，具有優(yōu)異的低密度特性。特別是利用無機粘接劑與聚合物單體通過聚合和固化賦予輕質無機粉體表面的閉孔性和韌性。該無機粉體用于在螺桿擠壓機中制備復合白卡紙時，具有抗破碎性，保證了復合白卡紙的密度更低、質量更輕。成為低密度復合白卡紙的專用原料。
[0014]本發(fā)明得到的低密度復合白卡紙專用無機粉體，用于復合白卡紙加工時可以以質量比80-90%與10-20%的聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯中至少一種聚合物通過螺桿擠出機加工，從而利用壓延或者流延得到厚度在0.5mm以上的復合白卡紙。最大程度保留了多孔無機材料內部空洞的完整性，其優(yōu)異的性能表現在得到的復合白卡紙密度低于0.70g/cm3。
[0015]—種低密度復合白卡紙專用無機粉體的制備方法，與現有技術相比突出的特點和有益的效果在于:
1、利用無機粘接劑與聚合物單體，通過聚合和固化賦予多孔無機粉體表面的閉孔性和韌性。通過閉孔涂覆使輕質多孔粉體的吸油值降低，有效防止后續(xù)加工中度潤滑助劑的吸附。聚合物與無機凝膠共混的包覆劑使多孔粉體的耐壓性得到提高，用于螺桿擠出加工時有效防止破碎；
2、利用密閉反應釜中加壓條件下對多孔材料進行涂覆，保留了多孔材料完整的內部空洞，保證了低密度性能。
[0016]3、本發(fā)明一種低密度復合白卡紙專用無機粉體的制備方法，制備工藝易控，適合于大規(guī)?；a應用。
【具體實施方式】
[0017]以下通過【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但不應將此理解為本發(fā)明的范圍僅限于以下的實例。在不脫離本發(fā)明上述方法思想的情況下，根據本領域普通技術知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均應包含在本發(fā)明的范圍內。
[0018]實施例1