一种PP载体的合成纸母粒及其制备方法技术

本发明专利技术涉及合成纸加工领域，具体涉及一种PP载体的合成纸母粒及其制备方法，由以下重量份数组分组成：碳酸钙粉65~75重量份、聚丙烯20~28重量份、抗氧化剂0.1~0.5重量份、润滑剂0.2~0.5重量份、着色剂3~8重量份，通过高温高剪切速率的混炼造粒工艺，制得适用于PP载体合成纸生产的母粒，母粒生产过程简单，填料分散性好，生产出的合成纸其具有抗拉伸、抗撕裂性能优良、耐多次折叠、摩擦系数低等优点；适合作为包装用纸、印刷用纸、档案用纸、书写用纸的生产原料使用。

【技术实现步骤摘要】
一种PP载体的合成纸母粒及其制备方法
本专利技术涉及合成纸加工领域，具体涉及一种PP载体的合成纸母粒及其制备方法。
技术介绍
合成纸是采用无机矿物质粉、树脂、加工助剂通过搅拌、熔融、共挤的方式加工制得的无木浆环保纸，故不需要为获取木浆而大量砍伐树木以及利用大量的水调制木浆，故减少了砍伐以及水污染的弊端。目前的合成纸中，采用聚丙烯（PP）作为载体，添加无机矿物粉作为填料生产的单层或多层合成纸，由于聚丙烯黏性大，在合成纸一次挤出加工过程中，容易出现以下缺陷：（1）因无机矿粉等原料难以于黏性较大的聚丙烯中分散均匀，而造成表面脱粉、局部凝集而导致最终合成纸平滑性差、物理机械性能低的现象；（2）采用降低无机矿粉含量的方式，并采用聚丙烯辅以其他树脂制成合成树脂作为载体的加工方式，一定程度上容易因树脂成分不同，而出现银纹现象，造成整体纸张的柔韧度，造成折叠性差，抗撕裂性能弱的弊端；（3）通过添加偶联剂的方式提高无机矿粉的分散性，避免因多树脂种类造成合成纸耐折叠、耐撕裂等物理机械性能较差的弊端，但大多数适合添加至非极性钙塑体系的偶联剂如钛酸酯类、硅烷类偶联剂多数为液体状，添加不方便且价格高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种PP载体的合成纸母粒，无需偶联剂介入，即可实现填料具备较高的分散性，并采用该母粒添加至PP中生产制得的合成纸，纸张耐折叠、耐撕裂等物理机械性能良好，适合作为多种用途纸张使用。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术手段加以实施：一种PP载体的合成纸母粒，其母粒原料由以下重量份数组分组成：碳酸钙粉65~75重量份聚丙烯20~28重量份抗氧化剂0.1~0.5重量份润滑剂0.2~0.5重量份着色剂3~8重量份所述的润滑剂为硬脂酸锌或硬脂酸钙；所述的碳酸钙粉可采用以下两类：（1）以混合重质碳酸钙粉的重量百分比计算，50%~75%粒径10~15μm的亲油包覆型重质碳酸钙粉与25%~50%的无包覆型的重质碳酸钙粉形成的混合重质碳酸钙粉，适合作为印刷类用纸的母粒进行应用；（2）或采用1~5μm的亲油包覆型重质碳酸钙粉，适合作为书写类用纸的母粒进行应用。为避免塑料在制造、加工或使用过程，常因热、光、氧、金属离子及机械剪力等作用而产生自由基，而出现的塑料外观上的光泽度降低、变色、龟裂、剥离等现象，以及耐冲击强度、抗折强度、伸张强度降低等现象，常在塑料中添加受阻酚、胺类、三唑类、亚磷酸酯类及硫酯类抗氧化剂延长外观稳定性以及增强物理机械性能，避免塑料氧化裂解；基于本母粒用于合成纸，尤其是作为高级档案用纸使用时，在抗氧化剂的选择上需要从薄面形态塑料的外观稳定性、抗重复折叠以及可印刷性的功能角度加以考虑，采用受阻酚类抗氧化剂更适合于作为本母粒的抗氧化剂使用，其添加量可控制在0.2~0.5重量份之间。所述的着色剂为3~6重量份的白色色素与0.02~0.2重量份的蓝色色素，通过选择合适的抗氧化剂，配合合理比例的白色色素、蓝色色素作为调色剂生产出的白色母粒，作为母粒添加至PP树脂载体中，生产出的白色合成纸的洁白度良好；当然，通过采用其他配比的着色剂调配生产出的彩色母粒，可适合作为幼儿浴缸读物、广告纸、海报等彩色基底的合成纸使用。优选的，采用白度为98%以上的碳酸钙粉时，其采用着色剂对母粒的色度调节更为可控。所述的聚丙烯的熔体流动速率为2.8-3.7g/10min。使用该种聚丙烯，在高温加热条件下不发生分解，在此条件下配合合理配比的碳酸钙粉填料，在高温条件下聚丙烯界面黏附较低，填料可充分分散于连续相中，另在成型母粒制纸过程中，母粒添加至PP载体中可使合成纸具备良好的物理机械性能。由于普通碳酸钙粉与聚丙烯之间缺乏亲和性，出现的母粒加工过程加工性能较差，如混炼操作不易进行、熔融流动性大幅下降的弊端，采用表面具有低分子亲油包覆型碳酸钙粉，其表面亲油化的性质，改善了与聚丙烯之间两相界面的粘合性，对于着重考虑印刷性能的合成纸，可采用较大粒径的包覆型重质碳酸钙粉作为填料，母粒制纸表面相对粗糙，较适合作为承印纸张使用，配合合理比重的无包覆型重质碳酸钙粉调节整体的亲油/亲水性能，适合油性/水性油墨的印制；采用较小粒径的包覆型重质碳酸钙粉作为填料时，制得合成纸纸张表面更为细腻，无明显颗粒感，在笔尖书写过程中不出现书写不顺畅的现象。本专利技术的另一目的在于提供一种生产上述PP载体的合成纸母粒的方法，其加工过程如下：（1）配料：将以下重量份数组分的母粒原料准确称重：碳酸钙粉65~75重量份、聚丙烯20~28重量份、抗氧化剂0.1~0.5重量份、润滑剂0.2~0.5重量份、着色剂3~8重量份，而后送入混炼机腔体中；（2）混炼：将步骤（1）原料送入混炼机混炼腔体，控制混炼机腔体温度为70~90℃，并通过600~700r/min的高速剪切进行混炼；（3）熔化：将步骤（2）中混炼机腔体中混合物料以600~700r/min高速剪切至210~240℃形成高分散熔融聚合物；（4）挤出：将步骤（3）中熔融聚合物送至挤出机，挤出区温度控制150~230℃，并使熔融物料保持在200-230℃下挤出；（5）切粒：将步骤（4）中挤出的料条在水下切粒后，将母粒脱水、干燥、筛分后得到成品。进一步的，所述的步骤（1）中，通过将母粒原料各组分送至智能喂料机中，经智能喂料机按步骤（1）中重量份数组分精准配比后送入混炼机腔体中。采用合适的润滑剂，辅以合理的高剪切速度进行混炼熔化工序，在避免过高剪切速度造成银纹现象的同时，高温、高剪切速度时提高了聚丙烯的熔融流动性，使聚丙烯分子链内摩擦至合理区间，降低了熔融聚合物加工难度的同时，能使碳酸钙粉在熔融聚合物中获得充分的分散效果；当配合熔体流动速率为2.8-3.7g/10min的聚丙烯时，可更有效解决粒径较大或表面含有低分子有机包膜比例较高作为填料时，出现的高流变性熔融聚合物在切粒时堆积于模头造成切粒带毛边、粘连刃口或粉末过多的现象。进一步的，所述的水下切粒的水温为60~75℃，溢流水流量为25~35t/h。采用水下切粒的冷却加工方式，有助于避免模头堆积、切粒粘连现象的出现，并使熔融聚合物在切粒后能迅速冷却；当采用上述水温及合理流量下的水下切粒环境时，对于大批量母粒生产中，母粒的形态均匀度控制以及表面平滑度控制具有更为良好的效果，并使后续合成纸的制作过程中不因颗粒形态不规则，使合成纸出现银纹现象而导致局部机械强度较差的现象。在本专利技术中，无需添加偶联剂，在节约成本的同时，避免了高剪切速度的加工过程中，熔融聚合物的在长时间的高应力作用造成应力-溶剂银纹现象；本材料加入至PP载体进行制纸，无需后期进行复杂的改性处理，提升了下游成纸加工过程的便利性。具体实施方式为了清楚说明本专利技术能够达到的目的，使本专利技术的功效及特征能更明显易懂，下面就本专利技术的制备方法及特征与功效加以详细说明。实施例1（1）配料：母粒原料各组分送至智能喂料机中，经智能喂料机按以下重量份数组分精准配比：粒径10-15μm磷酸酯包覆型重质碳酸钙65-70重量份熔体流动速率为3.2-3.5g/10min聚丙烯22-24.5重量份胺类的DLTDP0.12-0.15重量份硬脂酸钙0.28-0.3重量份钛白4-5重量份诱惑红0.03-0.05重量份（2）混炼：将步骤（1）原料送入混炼机混炼腔体，控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PP载体的合成纸母粒，其特征在于，母粒原料由以下重量份数组分组成：碳酸钙粉65~75重量份        聚丙烯20~28重量份抗氧化剂0.1~0.5重量份      润滑剂0.2~0.5重量份着色剂3~8重量份所述的碳酸钙粉为以混合重质碳酸钙粉的重量百分比计算的50%~75%粒径10~15μm的亲油包覆型重质碳酸钙粉与25%~50%的无包覆型的重质碳酸钙粉形成的混合重质碳酸钙粉；或1~5μm的亲油包覆型重质碳酸钙粉；所述的润滑剂为硬脂酸锌或硬脂酸钙。

【技术特征摘要】
1.一种PP载体的合成纸母粒，其特征在于，母粒原料由以下重量份数组分组成：碳酸钙粉65~75重量份聚丙烯20~28重量份抗氧化剂0.1~0.5重量份润滑剂0.2~0.5重量份着色剂3~8重量份所述的碳酸钙粉为以混合重质碳酸钙粉的重量百分比计算的50%~75%粒径10~15μm的亲油包覆型重质碳酸钙粉与25%~50%的无包覆型的重质碳酸钙粉形成的混合重质碳酸钙粉；或1~5μm的亲油包覆型重质碳酸钙粉；所述的润滑剂为硬脂酸锌或硬脂酸钙。2.如权利要求1所述的一种PP载体的合成纸母粒，其特征在于，所述的抗氧化剂为受阻酚类抗氧化剂。3.如权利要求1所述的一种PP载体的合成纸母粒，其特征在于，所述的着色剂为3~6重量份的白色色素与0.02~0.2重量份的蓝色色素。4.如权利要求1所述的一种PP载体的合成纸母粒，其特征在于，所述的碳酸钙粉的白度为98%以上。5.如权利要求1~4任意一项中所述的一种PP载体的合成纸母粒，其特征在于，所述的聚丙烯的熔体流动速率为2.8-3.7g/10min。6.一种制作如权利要求1所述的PP载体的合成纸母粒的方法，其特征在于以下步骤：（1）配料：将以下重...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄伟汕，张朝益，李晓杰，黄伟钊，
申请(专利权)人：广东美联新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44