改进的聚乙烯浆粕制造技术

提供了一种取向聚乙烯纤条体的改进浆粕。所述浆粕的纤条体平均长度不超过１．２ｍｍ，滴沥因数至少为２．５秒／克，并能够制成均匀不透明的湿敷片材，最好附聚值小于２。所述浆粕尤其可用作合成纸、用于增强水泥制品，增强树脂制品以及增强垫片。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种改进的取向聚乙烯纤条体的合成浆粕，这种浆粕特别适用于在石棉增强制品中来代替石棉。本专利技术还涉及一种制备该浆粕的方法和用该浆粕增强的制品。美国专利2，999，788(Morgan)已对由合成有机聚合物得到的浆粕进行了叙述。合成聚烯烃浆粕可工业化生产，正如Kirkofhmer在化学技术大百科全书第19卷第3版第420～435，(1982年)所述。但是，这种浆粕通常不能良好地起到增强纤维的作用。英国专利891，945公开了取向聚乙烯纤条体浆粕。美国专利4，608，089(Gale等人)公开了将这类取向聚乙烯纤条体浆粕加入到波特兰水泥的含水浆料中制造纤维增强的水泥制品。该浆粕是由闪蒸纺丝法得到的、被切成小段并被搅打于水介质中的超细纤维丛丝制备的。在浆粕增强的水泥组合材料中、浆粕占干燥的和固化的组合材料组成的0.1～10%(重量)。尽管这些浆粕已在这类水泥组合材料中派上了用场，但这些浆粕的改进将会大大地提高其在增强水泥中的效用并使其用途扩大到其它方面。本专利技术提供了一种改进的取向聚乙烯纤条体的浆粕，一种制备该浆粕以及掺有该改进浆粕的具体制品的方法。该纤条体是由闪蒸纺丝的取向线型聚乙烯超细纤维丛丝股(可转变成小纤维段)制备的。按照本专利技术，改进之处包括纤条体的平均长度不超过1.2mm，最好为0.1～1.0mm，浆粕的滴沥因数至少为2.5秒/克，最好至少为3秒/克，并能形成干燥时单位重量为34g/m2的未上浆纸，其不透明度至少为75%，最好至少为80%，而方差不高于8，最好不高于5。推荐浆粕附聚值不高于2，最好不高于1。推荐聚乙烯纤条体的双折射率至少为0.035，最好至少为0.037。制备本专利技术改进的取向聚乙烯浆粕的方法包括如Gale等人制备浆粕所采用的某些相同工序。普通工序包括把线型聚乙烯聚合物闪蒸纺丝成取向的薄膜原纤维股，然后将该丝股转变成小段、通过在一水介质中匀化，使这些小段的尺寸减小以形成一种纤维状的浆粕浆料。本专利技术方法的改进之处包括进一步匀化该纤维状的浆粕浆料直至纤条体平均长度不超过1.2mm，最好不超过1.0mm并且不多于25%，最好不多于10%的纤维状浆粕留在14目筛网上，而至少50%，最好至少60%的浆粕通过14目筛网但留在100目筛网上。所有筛目尺寸均按照鲍尔-麦克尼特(Bauer-McNett)分级筛网尺寸。本专利技术还包括用上述匀化的浆粕制成的制品，特别是合成浆粕纸、增强垫片以及增强水泥或增强树脂的制品。本专利技术浆粕的热粘合片材对于过滤特别有用。本专利技术的浆粕代表着一种对于本
公知的取向聚乙烯纤条体浆粕的改进。例如，美国专利4，608，089(Gale等人)公开了用这类浆粕做为增强材料制备的水泥基组合材料。从下面实施例的比较可以容易地看出本专利技术与Gale等人的浆粕的差别。与Gale等人的浆粕相比，本专利技术的浆粕具有较短的纤条体，滴沥时间较长，含有较少的附聚物并能够形成更均匀、斑点更少的片材。令人惊异的是，用本专利技术浆粕制成的制品比用较长纤条体的类似浆粕增强的制品更坚固，然而，在本
中，一般认为较长的纤维可提供更强的增强作用。按照本专利技术，推荐的制备取向聚乙烯浆粕的方法包括本
公知的一些特定工序。例如Gale等人所公开的形成取向聚乙烯纤条体的纤维状浆粕的工序如下(a)将线型聚乙烯用闪蒸纺丝成互连的、取向聚乙烯薄膜原纤维股;(b)将该原纤维股转化成小段;(c)在含水浆料匀浆机中减小段尺寸。在本专利技术的方法中，减小尺寸工序，达到Gale等人所述尺寸后还继续进行。适合于进一步匀浆的设备在下述实施例中进行说明。本专利技术浆粕所要求的进一步匀化一直继续进行到取向聚乙烯纤条体的尺寸达到某一特定范围。所得到的纤条体的特征在于其平均长度不大于1.2mm，最好不大于1.0mm，并在这样一个尺寸范围内使得不多于25%，最好不多于10%的该浆粕纤条体留在14目筛网上，至少50%、最好至少60%的纤条体通过14目筛网但留在100目筛网上，所有筛网尺寸均按照鲍尔-麦克尼特(Bauer-McNett)分级筛网尺寸。本文涉及到聚乙烯纤条体时，术语“取向”意指聚乙烯的双折射率至少为0.030。本专利技术浆粕的聚乙烯双折射率最好至少为0.035，最佳至少为0.037。本文所涉及的浆粕及用其制备的产品的各种特性通过下述方法测定。在这些方法的叙述中，ASTM指的是美国材料试验学会，TAPPI指的是造纸和纸浆工业技术学会，而ISO指的是国际标准化组织。聚乙烯纤条体的平均长度和平均长度的统计方差(即标准误差的平方)可按下述方法简便测定。将浆粕的含水浆料样品稀释到1.8毫克干浆粕/升。用厨房榨汁器(如Krupf215型榨汁器)制备纤条体以测定长度。在榨汁桶的底部放一块黑毡布。将榨汁桶旋转并使约200ml充分混合的稀释浆料沿稍偏离桶的轴向或旋转方向，缓慢倾入旋转桶底的毡布上。浆料中的水通过桶壁上的孔径向排出。旋转离心运动使浆料的纤条体按与自身成水平的径向沉积到黑毡布上。将沉积了纤条体的毡布部分干燥，然后以大约10倍的放大率对毡布无规区进行拍照。每种浆粕至少拍摄8张这样的照片，然后测定照片中纤条体的长度。所测的纤条体要足够多(一般在300～500之间)，以确保平均长度及其方差的统计有效值。为方便起见，可使用一只固定到计算机数字显示器板上的光笔(下述实施例中采用)协助记录数据和进行统计计算。如美国专利4，054，625(Koslowski等人)第10栏39～68行所述，滴沥因数以秒/克表示，并按照TAPPIT221-OS63进行测定。附聚值是浆粕均匀性的量度，按下述方法测定。将浆粕的含水浆料样品混合并稀释到浓度为3克干浆粕/升。混合同时，加入3滴表面活性剂(“Aromox”DM-16，伊利诺斯州ArmakofMcCook出售)以保持分散状态。用微型眼滴管取出0.07ml由此制备的浆料样品并淀积到一显微镜载片上，用载片盖玻片覆盖并使其在室温下干燥。每种浆粕至少制备8块这样的载片。干燥后，移走盖玻片并向每块载片上滴一滴去离子水，然后再盖上一块新的盖玻片。通过轻压盖玻片，从样品中除去过量的水和任何空气泡。然后，用黑色视场放大10倍对由此得到的载片样品拍照。显影片画面尺寸为118×89.5mm，以便使载片上的全部浆粕都包括在照片内。附聚和缠结的纤条体呈白色区出现在照片上，计量每张照片上密实的白色区(所测尺寸至少为直径2mm)的数目。如果形状不规则的密实白色区能围成一个直径2mm的环的话，那么它就被当作一个密实的白色区。若密实的白色区很大，足以围成一个以上的直径2mm的环的话，则计量该区域可围成的环数目。在所有载片上由此计量的全部白色区的总数除以载片数目就是附聚值。按美国专利4，608，089(Gale等人)第2栏64行到第3栏33行详细说明的技术测定双折射率，在这里将其公开内容收编以作参考。按照TAPPIT33OS75测定鲍尔-麦克尼特(Baver-McNett)值。干燥的该浆粕手抄纸(本文有时亦称“未上浆纸”)可用8×8in.(20.3×20.3cm)的诺布尔和伍德(Noble and Wood)手抄纸模并经热脱水制得。片材的单位重量按照ASTM D 3776-79测定并以g/m2计量。片材的抗拉强度经英斯特朗恒速率拉伸试验本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改进的取向聚乙烯纤条体的纤维状浆粕，改进之处包括所述纤条体的平均长度不大于１．２ｍｍ，所述浆粕的滴沥因数至少为２．５秒／克，而且能制备成一种３４ｇ／ｍ↑［２］、湿敷、干片材，其不透明度至少为７５％，不透明度方差不大于８。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：戴维马克盖尔，约瑟夫罗伯特古克特，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]