[发明专利]热塑性环保石头纸及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以无机粉体为主体成分、俗称“石头纸”的环保型纸及相应的制备方法，更具体讲是一种具有热塑加工性的环保石头纸及制备方法。

背景技术

因含有无机粉体成分而称为的“石头纸”，是一种源于合成纸的新型纸张，采用以高分子树脂为主，以碳酸钙为辅料，利用压延加工设备制备了合成纸。由于合成纸原料以树脂为主，碳酸钙粉体的含量不到40％，因此不但成本较高，而且依赖于石油，其应用和发展一直受石油影响。近年来，此类技术已经在工艺技术手段方面取得了新的突破性进展，使碳酸钙粉体的含量不断提高，生产成本大幅降低，逐步形成了以无机粉体材料碳酸钙为主要成分的石头纸。由于石头纸防水、防雾、防油、防虫、高强度等优异性能，可以广泛应用在书写纸、印刷纸、包装纸、地图册、笔记本，纸袋，餐盒等许多领域。此外，由于石头纸主要由碳酸钙等无机粉体材料与少量的树脂组成，加工时采用吹塑或压延，制作过程完全不砍伐树木，不使用水，不排放废水、废气，不需添加漂白剂、强酸、强碱，不会对环境造成污染，成本也仅为传统纸浆造纸的1/2，因此其不仅有助改善环境问题，且符合环保节能要求，适合产业结构转型、新能源、新材料、低碳经济、环保等发展要求，具有极大的发展潜力和市场需求。

中国专利公开号CN1378909A提出了一种环保纸，将56-80％的无机矿物粉体与43-18％的聚乙烯树脂以及助剂通过挤压造粒，在O型模口形成筒膜，吹塑使双向拉伸得到环保纸。该专利利用偶联剂和分散剂对无机矿物粉体只做了表面处理，矿物粉体含量无法进一步提高，对加工设备及工艺做了严格的要求，属于特制设备，工业化生产投资较大。

中国专利公开号CN1651649公开了一种环保新型合成纸的制备方法。该合成纸是将30-50％聚烯烃共混物、40-60％天然无机矿物粉和5-10％助剂制成母粒，再将母粒与聚烯烃混合物和助剂混合均匀，经双螺杆挤出机、T型模头压出、双辊拉伸成型设备、制成不同厚度的环保纸张。该环保纸中无机矿物粉主要依靠偶联填充，粉体含量小于60％，加工中需要依靠大量的树脂作为支撑材料才可以进行挤出、压延、拉伸。

中国专利公开号CN1381347A提供了一种高强低成本聚合物合成纸。该发明合成纸为了降低成本，将100份聚合物、2.5-250份粉体、3-40份改质剂、以及各类润滑助剂直接通过混炼机混炼加工。由于使用了大量的内外润滑剂，粉体在体系中只作为一种填充剂，其含量最高在60％左右，因此成本还是相对较高。

通过上述专利分析，将碳酸钙等无机粉体加工成薄纸张，一般选用粒度在微米级的粉体。由于微米级粉体颗粒的表面能高，处于热力学不稳定状态，极易团聚，表面亲水疏油，极性很高，在有机介质中难以分散，与树脂基料的结合力差，易形成界面缺陷。上述专利中均采用偶联技术对粉体进行简单表面处理，石头纸中无机粉体含量通常在60％左右，最高为80％，粉体是以填充的形式存在，需要依靠大量的树脂作为支撑材料，成本较高。而且加工性能较差，生产中对设备要求极高，生产投资巨大，不能进行快速拉伸，产能低，纸张定量高不能拉薄，阻碍了其大规模生产和应用。另外，无法进行均匀的纵横向拉伸取向，纸张刚性差、缺乏纸感。

而要制备真正意义的环保石头纸，必须要保证碳酸钙等无机粉体含量在80％以上，并具有良好的成型加工性。因此，无机粉体只做了偶联填充远远不能满足石头纸的发展。为了克服以上不足，必需对碳酸钙等无机粉体进行完全塑化处理，提高无机粉体在石头纸中的含量，同时使其自身能够很好的成型加工。

发明内容

针对上述情况，本发明首先将提供一种能具有良好热塑加工性能的环保石头纸，在此基础上，本发明进一步还将提供一种该热塑性环保石头纸的制备方法。

本发明热塑性环保石头纸，其组成中同样含有无机矿物粉末和有机成分，各成分的重量份组成形式为：

无机矿物粉体                    80～90份，

表面活性成分                    3～5份，

聚合物单体                      2～3份，

引发剂                          0.01～0.05份，

润滑助剂                        5～15份，

其中，所说的无机矿物粉体为粒径5～10μm(相当于1250目～2500)的硅灰石、膨润土、方解石粉、高岭土、二氧化钛、硅藻土、滑石粉、轻质碳酸钙中的至少一种。