專利名稱：一種多孔的柔軟型合成紙的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機(jī)一無機(jī)復(fù)合材料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多孔的柔軟型合成紙的制備方法。
背景技術(shù)：
合成紙，又被稱為第二代紙。它是以高分子樹脂和無機(jī)填充物為主要原料，通過擠出工藝加工而成的，同時(shí)具有塑料和紙?zhí)卣鞯亩喙δ苄詮?fù)合材料。合成紙是一種塑料新型材料產(chǎn)品，具有比重輕、強(qiáng)度大、抗撕裂，印刷性好，遮光、抗紫外線，經(jīng)久耐用等特點(diǎn)。合成紙的生產(chǎn)過程污染較少，是現(xiàn)代紙張生產(chǎn)的一次重大改革。合成紙具有與植物纖維紙張同樣的書寫性和印刷性效果。同時(shí)更具有塑料包裝物所具有的核心性能，比如防水、防潮、防霉、防蟲、耐磨、耐折、阻燃等。合成紙?jiān)谡麄€(gè)生產(chǎn)過程雖然較為環(huán)保，但所使用的高分子材料(主要為聚烯烴類， 如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等)需要在高溫的條件下(通常在180°C)才能實(shí)現(xiàn)二次加工，因此能耗較高。另外，為了增加合成紙的油墨吸附性能，合成紙中使用了大量的無機(jī)填料一碳酸鈣粉，同時(shí)又采用擠壓成膜技術(shù)導(dǎo)致合成紙的整體結(jié)構(gòu)較為致密，這就使得所制得的合成紙產(chǎn)品存在手感偏硬，墨跡滲透慢，墨跡干燥時(shí)間長(zhǎng)等問題。因此，目前的合成紙產(chǎn)品在經(jīng)過印刷后，墨水吸收慢，大多需要晾曬等操作，一定程度上限制了其應(yīng)用范圍。由以上分析可以看出，目前的合成紙產(chǎn)品主要存在生產(chǎn)能耗較高，產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)致密、手感偏硬，吸墨慢等缺點(diǎn)。因此必須對(duì)合成紙的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，才能拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種多孔的柔軟型合成紙的制備方法。該方法包括如下順序的步驟
(1)將包括22 26重量份二異氰酸酯、1600 4000重量份聚酯二元醇、1000 3000 重量份溶劑的組分在反應(yīng)器中于80°C下反應(yīng)3小時(shí)，再加入38 59重量份擴(kuò)鏈劑、133 157重量份二異氰酸酯于80°C下繼續(xù)反應(yīng)2小時(shí)，然后得到粘稠的聚氨酯溶液；
(2)然后將所制備的聚氨酯溶液降溫至20 25°C，且加入一定量的溶劑配制成聚氨酯固體質(zhì)量含量為30%的溶液，再加入146 789重量份的無機(jī)填料，攪拌I小時(shí)，混合均勻， 得到混合溶液；
(3)將第(2)步所得的部分混合溶液涂布于離型紙上，并送入烘箱中進(jìn)行干燥，烘箱溫度為70 110°C，待離型紙上的膜干燥完全后，即得到了合成紙生產(chǎn)用的基材；
(4)將第(2)步所得混合溶液的剩余部分以一定的厚度涂布于第(3)步所得的基材上， 然后一同浸入水溶液中，待表層的混合溶液完全固化后，立即送入烘箱中進(jìn)行鼓風(fēng)干燥，烘箱溫度為40 50°C，待離型紙上的膜干燥完全后，將離型紙上的膜剝離，再根據(jù)需求將膜制品剪裁為合適尺寸，即得到多孔的柔軟型合成紙產(chǎn)品；通過調(diào)節(jié)基材和第二次涂敷的混合溶液的厚度控制合成紙的總厚度為O. 07 O. 25mm。
更進(jìn)一步，所述二異氰酸酯優(yōu)選為異氟爾酮二異氰酸酯和4，4-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯中的至少一種。所述聚酯二元醇優(yōu)選為聚己內(nèi)酯二元醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇中的至少一種，其數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量為8000 20000。所述溶劑為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺中的至少一種。所述擴(kuò)鏈劑優(yōu)選為短鏈脂肪族二元醇，如1，4’ 一丁二醇、1，6 一己二醇和1，3’ 一
丙二醇中的至少一種。所述無機(jī)填料為輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣、膠質(zhì)碳酸鈣中的至少一種或者混合物， 并且是細(xì)度為500 1500目的粉末。步驟(2)所得溶液中，聚氨酯和無機(jī)填料之間的比例可以在一定的范圍內(nèi)變化，優(yōu)選為聚氨酯的質(zhì)量百分含量是35% 55%，無機(jī)填料的質(zhì)量百分含量是45% 65%。本發(fā)明方法中優(yōu)選所得的合成紙外觀為白色，厚度在O. 07 O. 25mm之間，重量 (以A4紙張面積計(jì))介于O. 95 2. IOg之間。本發(fā)明與現(xiàn)有合成紙生產(chǎn)技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)
(I)合成紙含有多孔結(jié)構(gòu)且較為柔軟在合成紙的生產(chǎn)過程中，采用了一步浸入水溶液的操作。在浸入水溶液過程中，混合溶液中的溶劑與水進(jìn)行了交換，使得高分子材料析出， 固化成膜，即完成了濕法轉(zhuǎn)相成膜的過程；同時(shí)，膜表層的內(nèi)部形成了多孔結(jié)構(gòu)，從而賦予合成紙較為柔軟的特性。(2)墨跡滲透快合成紙表層中大量孔洞結(jié)構(gòu)的存在，大大提升了合成紙對(duì)墨水的滲透和吸收速度。合成紙?jiān)诮?jīng)印刷或書寫后，墨水的水份會(huì)快速滲透到聚氨酯材料的微孔中，同時(shí)油墨分子也會(huì)快速被無機(jī)填料所吸附，從而使墨跡快速干燥。(3)生產(chǎn)能耗低在生產(chǎn)過程中，無需在180°C的條件下進(jìn)行二次加工，僅需要在 70 110°C和40 50°C進(jìn)行干燥操作即可，因此能耗大大降低，有利于降低合成紙的生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)驗(yàn)實(shí)例來對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，其中，所述原料均為工業(yè)化產(chǎn)品，設(shè)備為普通工業(yè)化的生產(chǎn)設(shè)備。實(shí)施例I :
稱取異氟爾酮二異氰酸酯2. 2千克、聚己內(nèi)酯二元醇(分子量為8000)160千克、二甲基甲酰胺100千克放入反應(yīng)器中，于80°C下反應(yīng)3小時(shí)，再加入1，3’ 一丙二醇3. 8千克、異氟爾酮二異氰酸酯13. 3千克于80°C下繼續(xù)反應(yīng)2小時(shí)，得到粘稠的聚氨酯溶液；將所制備的聚氨酯溶液降溫至25°C，且加入318. 4千克的二甲基甲酰胺配制成聚氨酯固體質(zhì)量含量為 30%的溶液，再加入147千克的輕質(zhì)碳酸鈣，攪拌I小時(shí)得到混合溶液；將所得的混合溶液總量的80%涂布于離型紙上，并送入烘箱中進(jìn)行干燥(烘箱溫度為70°C)，待離型紙上的膜干燥完全后，即得到了合成紙生產(chǎn)用的基材；將剩余的混合溶液以一定的厚度涂布于合成紙生產(chǎn)用的基材上(第二次涂布)，一同浸入水溶液中，待表層的混合溶液完全固化后，立即送入烘箱中進(jìn)行鼓風(fēng)干燥(烘箱溫度為40°C )，待離型紙上的膜干燥完全后，將離型紙上的膜剝離；通過調(diào)節(jié)基材和第二次涂敷的混合溶液的厚度控制膜的總厚度為O. 07_，最后根據(jù)需求將膜制品剪裁為合適尺寸，即得到多孔的柔軟型合成紙產(chǎn)品。本實(shí)施例中所得合成紙的聚氨酯材料的質(zhì)量百分含量為45. 0% ;無機(jī)填料質(zhì)量百分含量為55. 0%。合成紙產(chǎn)品顏色為白色，厚度為O. 07mm,質(zhì)量(以A4紙張面積計(jì))為O. 95g。實(shí)施例2:
稱取4，4-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯2. 6千克、聚己二酸丁二醇酯二醇(分子量為 20000 ) 400千克、二甲基乙酰胺300千克放入反應(yīng)器中，于80°C下反應(yīng)3小時(shí)，再加入 1，6’ 一己二醇5. 9千克、4，4- 二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯15. 7千克于80°C下繼續(xù)反應(yīng)2小時(shí)，得到粘稠的聚氨酯溶液；然后將所制備的聚氨酯溶液降溫至201，且加入689.8千克的二甲基乙酰胺配制成聚氨酯固體質(zhì)量含量為30%的溶液，再加入787. 8千克的重質(zhì)碳酸鈣，攪拌I小時(shí)得到混合溶液；然后將所得的混合溶液總量的70%涂布于離型紙上，并送入烘箱中進(jìn)行干燥(烘箱溫度為110°C)，待離型紙上的膜干燥完全后，即得到了合成紙生產(chǎn)用的基材；最后將剩余的混合溶液以一定的厚度涂布于合成紙生產(chǎn)用的基材上(第二次涂布)，一同浸入水溶液中，待表層的混合溶液完全固化后，立即送入烘箱中進(jìn)行鼓風(fēng)干燥(烘箱溫度為50°C)，待離型紙上的膜干燥完全后，將離型紙上的膜剝離；通過調(diào)節(jié)基材和第二次涂敷的混合溶液的厚度控制膜的總厚度為O. 25_，最后根據(jù)需求將膜制品剪裁為合適尺寸，即得到多孔的柔軟型合成紙產(chǎn)品。本實(shí)施例中所得合成紙的聚氨酯材料的質(zhì)量百分含量為35. 0% ;無機(jī)填料質(zhì)量百分含量為65. 0%。合成紙產(chǎn)品顏色為白色，厚度為O. 25mm,質(zhì)量(以A4紙張面積計(jì))為2. IOgo實(shí)施例3
稱取4，4- 二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯2. 6千克、聚己二酸乙二醇酯二醇300千克(分子量為15000)、二甲基乙酰胺200千克放入反應(yīng)器中，于80°C下反應(yīng)3小時(shí)，再加入1，4’ 一丁二醇4. 5千克、異氟爾酮二異氰酸酯13. 3千克于80°C下繼續(xù)反應(yīng)2小時(shí)，得到粘稠的聚氨酯溶液；然后將所制備的聚氨酯溶液降溫至22°C，且加入547. 6千克的二甲基甲酰胺配制成聚氨酯固體質(zhì)量含量為30%的溶液，再加入480. 6千克的膠質(zhì)碳酸鈣，攪拌I小時(shí)得到混合溶液；然后將所得的混合溶液總量的80%涂布于離型紙上，并送入烘箱中進(jìn)行干燥 (烘箱溫度為90°C)，待離型紙上的膜干燥完全后，即得到了合成紙生產(chǎn)用的基材；最后將剩余的混合溶液以一定的厚度涂布于合成紙生產(chǎn)用的基材上(第二次涂布)，一同浸入水溶液中，待表層的混合溶液完全固化后，立即送入烘箱中進(jìn)行鼓風(fēng)干燥(烘箱溫度為43°C )，待離型紙上的膜干燥完全后，將離型紙上的膜剝離；通過調(diào)節(jié)基材和第二次涂敷的混合溶液的厚度控制膜的總厚度為O. 12mm，最后根據(jù)需求將膜制品剪裁為合適尺寸，即得到多孔的柔軟型合成紙產(chǎn)品。本實(shí)施例中所得合成紙的聚氨酯材料的質(zhì)量百分含量為40. 0% ;無機(jī)填料質(zhì)量百分含量為60. 0%。合成紙產(chǎn)品顏色為白色，厚度為O. 12_，質(zhì)量(以A4紙張面積計(jì))為I. 40g。實(shí)施例4
稱取異氟爾酮二異氰酸酯2. 2千克、聚己二酸乙二醇酯二醇340千克(分子量為 17000)、二甲基乙酰胺260千克放入反應(yīng)器中，于80°C下反應(yīng)3小時(shí)，再加入1，4’ 一丁二醇4. 5千克、4，4- 二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯15. 6千克于80°C下繼續(xù)反應(yīng)2小時(shí)，得到粘稠的聚氨酯溶液；然后將所制備的聚氨酯溶液降溫至23°C，且加入585. 4千克的二甲基甲酰胺配制成聚氨酯固體質(zhì)量含量為30%的溶液，再加入240. 3千克的輕質(zhì)碳酸鈣和260. O千克硬脂碳酸鈣，攪拌I小時(shí)得到混合溶液；然后將所得的混合溶液總量的80%涂布于離型紙上，并送入烘箱中進(jìn)行干燥(烘箱溫度為90°C)，待離型紙上的膜干燥完全后，即得到了合成紙生產(chǎn)用的基材；最后將剩余的混合溶液以一定的厚度涂布于合成紙生產(chǎn)用的基材上 (第二次涂布)，一同浸入水溶液中，待表層的混合溶液完全固化后，立即送入烘箱中進(jìn)行鼓風(fēng)干燥(烘箱溫度為40°C)，待離型紙上的膜干燥完全后，將離型紙上的膜剝離；通過調(diào)節(jié)基材和第二次涂敷的混合溶液的厚度控制膜的總厚度為O. 19mm，最后根據(jù)需求將膜制品剪裁為合適尺寸，即得到多孔的柔軟型合成紙產(chǎn)品。本實(shí)施例中所得合成紙的聚氨酯材料的質(zhì)量百分含量為42. 0% ;無機(jī)填料質(zhì)量百分含量為58. 0%。合成紙產(chǎn)品顏色為白色，厚度為O. 19_，質(zhì)量(以A4紙張面積計(jì))為I. 70g。
權(quán)利要求
1.一種多孔的柔軟型合成紙的制備方法，其特征在于包括如下順序的步驟(1)將包括22 26重量份二異氰酸酯、1600 4000重量份聚酯二元醇、1000 3000 重量份溶劑的組分在反應(yīng)器中于80°C下反應(yīng)3小時(shí)，再加入38 59重量份擴(kuò)鏈劑、133 157重量份二異氰酸酯于80°C下繼續(xù)反應(yīng)2小時(shí)，然后得到粘稠的聚氨酯溶液；(2)然后將所制備的聚氨酯溶液降溫至20 25°C，且加入一定量的溶劑配制成聚氨酯固體質(zhì)量含量為30%的溶液，再加入146 789重量份的無機(jī)填料，攪拌I小時(shí)，混合均勻， 得到混合溶液；(3)將第(2)步所得的部分混合溶液涂布于離型紙上，并送入烘箱中進(jìn)行干燥，烘箱溫度為70 110°C，待離型紙上的膜干燥完全后，即得到了合成紙生產(chǎn)用的基材；(4)將第(2)步所得混合溶液的剩余部分以一定的厚度涂布于第(3)步所得的基材上， 然后一同浸入水溶液中，待表層的混合溶液完全固化后，立即送入烘箱中進(jìn)行鼓風(fēng)干燥，烘箱溫度為40 50°C，待離型紙上的膜干燥完全后，將離型紙上的膜剝離，再根據(jù)需求將膜制品剪裁為合適尺寸，即得到多孔的柔軟型合成紙產(chǎn)品；通過調(diào)節(jié)基材和第二次涂敷的混合溶液的厚度控制合成紙的總厚度為O. 07 O. 25mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多孔的柔軟型合成紙的制備方法，其特征在于所述二異氰酸酯優(yōu)選為異氟爾酮二異氰酸酯和4，4-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的多孔的柔軟型合成紙的制備方法，其特征在于所述聚酯二元醇優(yōu)選為聚己內(nèi)酯二元醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇中的至少一種，其數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量為8000 20000。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多孔的柔軟型合成紙的制備方法，其特征在于所述溶劑為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多孔的柔軟型合成紙的制備方法，其特征在于所述擴(kuò)鏈劑優(yōu)選為短鏈脂肪族二元醇，如1，4’一丁二醇、1，6 —己二醇和1，3’一丙二醇中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多孔的柔軟型合成紙的制備方法，其特征在于所述無機(jī)填料為輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣、膠質(zhì)碳酸鈣中的至少一種或者混合物，并且是細(xì)度為500 1500目的粉末。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多孔的柔軟型合成紙的制備方法，其特征在于步驟(2)所得溶液中，聚氨酯和無機(jī)填料之間的比例可以在一定的范圍內(nèi)變化，優(yōu)選為聚氨酯的質(zhì)量百分含量是35% 55%，無機(jī)填料的質(zhì)量百分含量是45% 65%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多孔的柔軟型合成紙的制備方法。本發(fā)明方法主要是將一定比例的二異氰酸酯、聚酯二元醇、溶劑、擴(kuò)鏈劑在反應(yīng)器里加熱反應(yīng)，得到粘稠的聚氨酯溶液；降溫后加入一定量的溶劑配置成聚氨酯溶液，再加入一定量的無機(jī)填料，攪拌混合均勻，得到混合溶液；將部分混合溶液涂布于離型紙上，送入烘箱中干燥，待離型紙上的膜干燥完全后，得到合成紙生產(chǎn)用的基材；將混合溶液的剩余部分涂布于基材上，然后一同浸入水溶液中，待表層的混合溶液完全固化后，立即送入烘箱中進(jìn)行鼓風(fēng)干燥，待離型紙上的膜干燥完全后，將離型紙上的膜剝離，該膜為柔軟型合成紙產(chǎn)品。本發(fā)明方法生產(chǎn)能耗低，所得合成紙多孔柔軟，墨跡滲透快，易干燥。
文檔編號(hào)C08G18/42GK102604030SQ20121005897
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月8日
發(fā)明者于賢勇, 周虎, 張蛟蛟, 曾堅(jiān)賢, 李筱芳, 蔣敏 申請(qǐng)人:湖南科技大學(xué)