一種合成紙的製作方法
2023-06-09 01:18:36 1
一種合成紙的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種合成紙，其特徵在於：原料包括可降解的羧甲基纖維素-殼聚糖樹脂、無機填料、耐折改性劑、抗靜電劑、混合促進劑和潤滑劑。本發明提供的新型的可生物降解的合成紙可以生物降解，避免環境汙染，同時，不易脆化破裂，延展性和韌性好，耐折耐撕裂。
【專利說明】一種合成紙
【技術領域】
[0001]本發明涉及高分子材料【技術領域】，尤其涉及一種可生物降解的合成紙。
[0002]【背景技術】
造紙業是關係國民經濟發展的重要行業，紙的用途涉及社會及人們生活的方方面面。隨著社會經濟的高速發展，全球紙產品的需求量及消費量不斷增加。
[0003]傳統的造紙業對環境的破壞和汙染一直是被公認的，並且是木材和能源消耗大的行業。普通紙張的原料目前使用的都是植物纖維的草漿、木漿、竹漿、麻纖維等。據推測，普通的木漿紙張，每生產I噸紙張大約需要4噸木材，相當於砍伐23株大樹。當今世界，特別是我國，由於森林資源漸少，紙張原料需求成為新的難題，造紙工業極大地損耗了綠色資源，破壞了人們賴以生存的自然環境，另一方面造紙工業紙漿生產過程中的蒸煮、漂白、洗滌等作業會排出大量的廢氣和廢水，會嚴重汙染和惡化生態環境。
[0004]隨著全球環保意識的增強，人們對傳統造紙業生產的普通纖維紙在製備過程中產成的大量汙染問題日益重視。為解決這種長期以來的困局，被稱為「環保紙」的合成紙被人們廣泛的研究和開發，所謂 合成紙就是以合成樹脂等高分子材料為主要原料，與一定的有機或無機微粒成分共同組成的複合材料。目前廣泛使用的合成紙的基體原料都是聚合物塑料，尤其是聚烯烴樹脂，如聚氯乙烯、聚丙烯，其源於石油基，來源是不可再生的，而且，由於這些基體材料屬於非生物可降解性的材料，使用過程中往往使用一次即拋棄，無法回收利用，對環境仍然會造成一定的汙染，因此，需要提供環境更加友好的合成紙，另外，傳統的聚烯烴類的材料容易脆化破裂，延展性和韌性較差，這類合成紙在彎曲時，在彎折處容易發生斷裂，嚴重影響其應用。
[0005]
【發明內容】
本發明所要解決的技術問題是提供一種合成紙，其可以生物降解，避免環境汙染，同時，不易脆化破裂，延展性和韌性好，耐折耐撕裂。
[0006]為解決上述技術問題，本發明提供了一種合成紙，其原料包括可降解的高分子樹脂、無機填料、耐折改性劑、抗靜電劑、混合促進劑和潤滑劑。
[0007]其中，所述各原料的重量份分別為可降解的高分子樹脂100重量份、無機填料50^150重量份、耐折改性劑30-50重量份、抗靜電劑10-30重量份、混合促進劑20~40重量份、潤滑劑10-30重量份。
[0008]其中，所述無機填料可以選擇碳酸鈣、二氧化矽、蒙脫石、二氧化鈦或滑石粉中的一種或幾種混合。
[0009]其中，所述抗靜電劑採用聚氯乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、乙氧基化烷基酸胺等中的一種或幾種混合，用於防止加工過程或者產品發生靜電。
[0010]其中，所述潤滑劑優選為聚乙烯蠟、硬脂酸中的一種或幾種混合。
[0011]其中，所述可降解的高分子樹脂為羧甲基纖維素-殼聚糖樹脂。
[0012]其中，所述可降解的高分子樹脂的製備方法包括，
第一步，稱量3kg殼聚糖，加入5L濃度為0.3mol/L的醋酸，攪拌至完全溶解；第二步，取1.5kg羧甲基纖維素鈉溶解在IOL水中，隨後緩慢加入到第一步製備的殼聚糖醋酸溶液中，加入完畢後攪拌40min，隨後加入甘油200g，350g聚乙二醇400，保持在40°C的條件下攪拌反應2h，隨後靜置，待溫度降至室溫後水洗，過濾，於40°C真空乾燥，獲得產品O
[0013]其中，所述混合促進劑為丙烯酸-殼寡糖。
[0014]其中，所述耐折改性劑為馬鈴薯澱粉-聚乙烯胺。
[0015]本發明還提供了上述合成紙的降解方法，具體為將各原料按比例加入高速混合機(或管道式捏合機)中充分混合，混合好的物料送入到密煉機中去預塑化，然後輸送到擠出機(或煉塑機)經反覆塑煉塑化，塑化好的物料經過金屬檢測儀，即可送入壓延機中壓延成型，壓延成型中的料坯，經過連續壓延後得到進一步塑煉並壓延成一定厚度的薄膜，然後經引離輥引出，再經軋花、冷卻、測厚、卷取得到製品。
[0016]本發明的有益效果:
本發明提供的新型的可生物降解的合成紙可以生物降解，避免環境汙染，同時，不易脆化破裂，延展性和韌性好，耐折耐撕裂。
[0017]【專利附圖】
【附圖說明】
圖1為羧甲基纖維素-殼聚糖樹脂的紅外譜圖；
圖2為丙烯酸-殼寡糖 樹脂的紅外譜圖；
圖3為馬鈴薯澱粉-聚乙烯胺的紅外譜圖。
[0018]【具體實施方式】
本發明提供了一種合成紙，其原料包括可降解的高分子樹脂、無機填料、耐折改性劑、抗靜電劑、混合促進劑和潤滑劑。
[0019]進一步,所述合成紙僅由上述原料製備而成。
[0020]所述各原料的重量份分別為可降解的高分子樹脂100重量份、無機填料50-150重量份、耐折改性劑30-50重量份、抗靜電劑10-30重量份、混合促進劑20-40重量份、潤滑劑10^30重量份。
[0021]進一步優選，所述各原料的重量份分別為可降解的高分子樹脂100重量份、無機填料100重量份、耐折改性劑40重量份、抗靜電劑20重量份、混合促進劑30重量份、潤滑劑20重量份。
[0022]所述無機填料可以選擇碳酸鈣、二氧化矽、蒙脫石、二氧化鈦或滑石粉中的一種或幾種混合。
[0023]所述抗靜電劑採用聚氯乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、乙氧基化烷基酸胺等中的一種或幾種混合，用於防止加工過程或者產品發生靜電。
[0024]所述潤滑劑優選為聚乙烯蠟、硬脂酸中的一種或幾種混合。
[0025]所述可降解的高分子樹脂為羧甲基纖維素-殼聚糖樹脂，進一步，其製備方法具體為
第一步，稱量3kg殼聚糖，加入5L濃度為0.3mol/L的醋酸，攪拌至完全溶解；
第二步，取1.5kg羧甲基纖維素鈉溶解在IOL水中，隨後緩慢加入到第一步製備的殼聚糖醋酸溶液中，加入完畢後攪拌40min，隨後加入甘油200g，350g聚乙二醇400，保持在40°C的條件下攪拌反應2h，隨後靜置，待溫度降至室溫後水洗，過濾，於40°C真空乾燥，獲得產品O
[0026]殼聚糖來源於甲殼質，存在於甲殼類、節枝類動物的殼體中，具有很好的成膜型，生物相容性和生物可降解性，其降解產物在土壤中能改善微生態環境，不會造成環境汙染，本發明發現，通過將羧甲基纖維素與殼聚糖按照特定的比例混合，獲得的混合物的生物降解性更好，並且具有一定的任性，適於製備合成紙使用。
[0027]所述混合促進劑為丙烯酸-殼寡糖，其製備方法具體為:
將Ikg殼寡糖、1-乙基-3- (3- 二甲氨丙基)碳化二亞胺鹽酸鹽600g、N-羥基琥珀醯亞胺300g溶解於3LpH值為4.7的稀鹽酸中，攪拌至完全溶解後加入500g丙烯酸，室溫下磁力攪拌反應72 h0反應完成後，將反應產物緩慢倒入150 mL無水乙醇，攪拌使殼聚糖衍生物充分沉澱析出，真空抽濾，取濾餅自然乾燥得到產物。
[0028]所述耐折改性劑為馬鈴薯澱粉-聚乙烯胺，其製備方法具體為，
第一步，在封閉的反應容器中加入Ikg馬鈴薯澱粉和500ml水，向容器中通氮氣20min，隨後加熱到80°C並保持2h，進行澱粉糊化，糊化後的澱粉冷卻到室溫，隨後向糊化的澱粉中滴加丙烯醯胺1.5kg,滴加完畢後室溫攪拌20min，隨後加入0.1mol -L-1的過硫酸鉀50g，邊攪拌邊升溫至70°C，保持該溫度反應5h，反應結束後，先用丙酮洗2遍，再用水洗2遍，離心分離，隨後分離的固體85°C真空乾燥；
第二步，將第一步獲得的真空乾燥的固體2kg加入到2L水中溶脹，保持在0°C備用；第三步，將氫氧化鈉和溴水按照鈉元素和溴元素摩爾比1:1的比例加入到水中，配置濃度為Imol.L-1成Na BrO水溶液，將第二步製備的產物加入2L該NaBrO水溶液進行溴化胺反應2h，隨後升溫至85°C保持5min，隨後冷卻，先用丙酮洗2遍，再用水洗2遍，離心分離，隨後分離的固體85°C真空乾燥，獲得終產物。
[0029]本發明還提供了上述合成紙的降解方法，具體為將各原料按比例加入高速混合機(或管道式捏合機)中充分混合，混合好的物料送入到密煉機中去預塑化，然後輸送到擠出機(或煉塑機)經反覆塑煉塑化，塑化好的物料經過金屬檢測儀，即可送入壓延機中壓延成型，壓延成型中的料坯，經過連續壓延後得到進一步塑煉並壓延成30~200 μ m的薄膜，然後經引離輥引出，再經軋花、冷卻、測厚、卷取得到製品。
[0030]以下採用實施例來詳細說明本發明的實施方式，藉此對本發明如何應用技術手段來解決技術問題，並達成技術效果的實現過程能充分理解並據以實施。
[0031]實施例1羧甲基纖維素-殼聚糖樹脂的製備
稱量3kg殼聚糖，加入5L濃度為0.3mol/L的醋酸，攪拌至完全溶解，取1.5kg羧甲基纖維素鈉溶解在IOL水中，隨後緩慢加入到第一步製備的殼聚糖醋酸溶液中，加入完畢後攪拌40min，隨後加入甘油200g，350g聚乙二醇400，保持在40°C的條件下攪拌反應2h，隨後靜置，待溫度降至室溫後水洗，過濾，於40°C真空乾燥，獲得產品，所製備的產品的紅外譜圖如圖1所示。
[0032]實施例2丙烯酸-殼寡糖的製備
將Ikg殼寡糖、1-乙基-3- (3- 二甲氨丙基)碳化二亞胺鹽酸鹽600g、N-羥基琥珀醯亞胺300g溶解於3LpH值為4.7的稀鹽酸中，攪拌至完全溶解後加入500g丙烯酸，室溫下磁力攪拌反應72 h0反應完成後，將反應產物緩慢倒入150 mL無水乙醇，攪拌使殼聚糖衍生物充分沉澱析出，真空抽濾，取濾餅自然乾燥得到產物，產物的紅外譜圖如圖2所示。[0033]實施例3馬鈴薯澱粉-聚乙烯胺的製備
在封閉的反應容器中加入Ikg馬鈴薯澱粉和500ml水，向容器中通氮氣20min，隨後加熱到80°C並保持2h，進行澱粉糊化，糊化後的澱粉冷卻到室溫，隨後向糊化的澱粉中滴加丙烯醯胺1.5kg,滴加完畢後室溫攪拌20min,隨後加入0.1mol.L-1的過硫酸鉀50g,邊攪拌邊升溫至70°C，保持該溫度反應5h，反應結束後，先用丙酮洗2遍，再用水洗2遍，離心分離，隨後分離的固體85°C真空乾燥，將第一步獲得的真空乾燥的固體2kg加入到2L水中溶脹，保持在0°C備用，將氫氧化鈉和溴水按照鈉元素和溴元素摩爾比1:1的比例加入到水中，配置濃度為Imol.L-1成NaBrO水溶 液，將第二步製備的產物加入2L該NaBrO水溶液進行溴化胺反應2h，隨後升溫至85°C保持5min，隨後冷卻，先用丙酮洗2遍，再用水洗2遍，離心分離，隨後分離的固體85°C真空乾燥，獲得終產物，產物的紅外譜圖如圖3所示。
[0034]實施例4合成紙的製備
將實施例1製備的高分子樹脂10kg、無機填料二氧化鈦10kg、實施例3製備的耐折改性劑4kg、抗靜電劑聚丙烯2kg、實施例2製備的混合促進劑3kg、潤滑劑聚乙烯臘2kg加入高速混合機中充分混合，混合好的物料送入到密煉機中去預塑化，然後輸送到擠出機(或煉塑機)經反覆塑煉塑化，塑化好的物料經過金屬檢測儀，即可送入壓延機中壓延成型，壓延成型中的料坯，經過連續壓延後得到進一步塑煉並壓延成60 μ m的薄膜，然後經引離輥引出，再經軋花、冷卻、測厚、卷取得到製品。
[0035]比較例I合成紙2的製備
將實施例1製備的高分子樹脂10kg、無機填料二氧化鈦10kg、抗靜電劑聚丙烯2kg、實施例2製備的混合促進劑3kg、潤滑劑聚乙烯蠟2kg加入高速混合機中充分混合，混合好的物料送入到密煉機中去預塑化，然後輸送到擠出機(或煉塑機)經反覆塑煉塑化，塑化好的物料經過金屬檢測儀，即可送入壓延機中壓延成型，壓延成型中的料坯，經過連續壓延後得到進一步塑煉並壓延成150μπι的薄膜，然後經引離輥引出，再經軋花、冷卻、測厚、卷取得到製品。
[0036]比較例2合成紙3的製備
將實施例1製備的高分子樹脂10kg、無機填料二氧化鈦10kg、實施例3製備的耐折改性劑4kg、抗靜電劑聚丙烯2kg、潤滑劑聚乙烯蠟2kg加入高速混合機中充分混合，混合好的物料送入到密煉機中去預塑化，然後輸送到擠出機(或煉塑機)經反覆塑煉塑化，塑化好的物料經過金屬檢測儀，即可送入壓延機中壓延成型，壓延成型中的料坯，經過連續壓延後得到進一步塑煉並壓延成150 μ m的薄膜，然後經引離輥引出，再經軋花、冷卻、測厚、卷取得到製品。
[0037]生物降解性評價
將實施例4製備的合成紙1、比較例I製備的合成紙2、比較例2製備的合成紙3和傳統的PP合成紙埋在田野的土壤中，在三個月過去後評價(5cmX5cm)的降解區域，1_根本沒有任何降解；2-降解區域超過0%但是小於30% ；3-降解區域超過30%但是小於70% ；4~降解區域為70%以上。
[0038]本發明中紙張的抗張指數、撕裂指數、耐折度分別按照國家標準紙和紙板定量的測量(GB/T 451.2-2002)，紙張抗張強度的測定恆速拉伸法(100mm/min) (GB/T22898-2008)，紙張的撕裂度的測定(GB/T 455-2002 )，耐折度的測定(GB/T 457-2008)方法進行測試。
[0039]各紙張性能測試間表1。
[0040]表1
【權利要求】
1.一種合成紙，其特徵在於:原料包括可降解的羧甲基纖維素-殼聚糖樹脂、無機填料、耐折改性劑、抗靜電劑、混合促進劑和潤滑劑。
2.如權利要求1所述的合成紙，其特徵在於:所述各原料的重量份分別為可降解的高分子樹脂100重量份、無機填料50-150重量份、耐折改性劑30-50重量份、抗靜電劑10-30重量份、混合促進劑20-40重量份、潤滑劑10-30重量份。
3.如權利要求1或2所述的合成紙，其特徵在於:所述無機填料可以選擇碳酸鈣、二氧化矽、蒙脫石、二氧化鈦或滑石粉中的一種或幾種混合。
4.如權利要求1至3所述的合成紙，其特徵在於:所述抗靜電劑採用聚氯乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、乙氧基化烷基酸胺等中的一種或幾種混合，用於防止加工過程或者產品發生靜電。
5.如權利要求1至4所述的合成紙，其特徵在於:所述潤滑劑優選為聚乙烯蠟、硬脂酸中的一種或幾種混合。
6.如權利要求1至5所述的合成紙，其特徵在於:所述可降解的高分子樹脂的製備方法包括， 第一步，稱量3kg殼聚糖，加入5L濃度為0.3mol/L的醋酸，攪拌至完全溶解； 第二步，取1.5kg羧 甲基纖維素鈉溶解在IOL水中，隨後緩慢加入到第一步製備的殼聚糖醋酸溶液中，加入完畢後攪拌40min，隨後加入甘油200g，350g聚乙二醇400，保持在40°C的條件下攪拌反應2h，隨後靜置，待溫度降至室溫後水洗，過濾，於40°C真空乾燥，獲得產品O
7.如權利要求1至6所述的合成紙，其特徵在於:所述混合促進劑為丙烯酸-殼寡糖。
8.如權利要求1至7所述的合成紙，其特徵在於:所述耐折改性劑為馬鈴薯澱粉-聚乙烯胺。
9.權利要求1至8所述合成紙的降解方法，其特徵在於:將各原料按比例加入高速混合機(或管道式捏合機)中充分混合，混合好的物料送入到密煉機中去預塑化，然後輸送到擠出機(或煉塑機)經反覆塑煉塑化，塑化好的物料經過金屬檢測儀，即可送入壓延機中壓延成型，壓延成型中的料坯，經過連續壓延後得到進一步塑煉並壓延成一定厚度的薄膜，然後經引離輥引出，再經軋花、冷卻、測厚、卷取得到製品。
【文檔編號】C08L5/08GK103980554SQ201410238707
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月30日 優先權日:2014年5月30日
【發明者】白春生 申請人:淮北豐盛泰重工有限公司