一種合成紙的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種合成紙，其特征在于：原料包括可降解的羧甲基纖維素-殼聚糖樹(shù)脂、無(wú)機(jī)填料、耐折改性劑、抗靜電劑、混合促進(jìn)劑和潤(rùn)滑劑。本發(fā)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(huán)境污染，同時(shí)，不易脆化破裂，延展性和韌性好，耐折耐撕裂。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種合成紙
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種可生物降解的合成紙。
[0002]【背景技術(shù)】
造紙業(yè)是關(guān)系國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，紙的用途涉及社會(huì)及人們生活的方方面面。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，全球紙產(chǎn)品的需求量及消費(fèi)量不斷增加。
[0003]傳統(tǒng)的造紙業(yè)對(duì)環(huán)境的破壞和污染一直是被公認(rèn)的，并且是木材和能源消耗大的行業(yè)。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(jù)推測(cè)，普通的木漿紙張，每生產(chǎn)I噸紙張大約需要4噸木材，相當(dāng)于砍伐23株大樹(shù)。當(dāng)今世界，特別是我國(guó)，由于森林資源漸少，紙張?jiān)闲枨蟪蔀樾碌碾y題，造紙工業(yè)極大地?fù)p耗了綠色資源，破壞了人們賴(lài)以生存的自然環(huán)境，另一方面造紙工業(yè)紙漿生產(chǎn)過(guò)程中的蒸煮、漂白、洗滌等作業(yè)會(huì)排出大量的廢氣和廢水，會(huì)嚴(yán)重污染和惡化生態(tài)環(huán)境。
[0004]隨著全球環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，人們對(duì)傳統(tǒng)造紙業(yè)生產(chǎn)的普通纖維紙?jiān)谥苽溥^(guò)程中產(chǎn)成的大量污染問(wèn)題日益重視。為解決這種長(zhǎng)期以來(lái)的困局，被稱(chēng)為“環(huán)保紙”的合成紙被人們廣泛的研究和開(kāi)發(fā)，所謂 合成紙就是以合成樹(shù)脂等高分子材料為主要原料，與一定的有機(jī)或無(wú)機(jī)微粒成分共同組成的復(fù)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(shù)脂，如聚氯乙烯、聚丙烯，其源于石油基，來(lái)源是不可再生的，而且，由于這些基體材料屬于非生物可降解性的材料，使用過(guò)程中往往使用一次即拋棄，無(wú)法回收利用，對(duì)環(huán)境仍然會(huì)造成一定的污染，因此，需要提供環(huán)境更加友好的合成紙，另外，傳統(tǒng)的聚烯烴類(lèi)的材料容易脆化破裂，延展性和韌性較差，這類(lèi)合成紙?jiān)趶澢鷷r(shí)，在彎折處容易發(fā)生斷裂，嚴(yán)重影響其應(yīng)用。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種合成紙，其可以生物降解，避免環(huán)境污染，同時(shí)，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(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種合成紙，其原料包括可降解的高分子樹(shù)脂、無(wú)機(jī)填料、耐折改性劑、抗靜電劑、混合促進(jìn)劑和潤(rùn)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(shù)脂100重量份、無(wú)機(jī)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(jìn)劑20~40重量份、潤(rùn)滑劑10-30重量份。
[0008]其中，所述無(wú)機(jī)填料可以選擇碳酸鈣、二氧化硅、蒙脫石、二氧化鈦或滑石粉中的一種或幾種混合。
[0009]其中，所述抗靜電劑采用聚氯乙烯、聚丙烯、聚對(duì)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，用于防止加工過(guò)程或者產(chǎn)品發(fā)生靜電。
[0010]其中，所述潤(rùn)滑劑優(yōu)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(shù)脂為羧甲基纖維素-殼聚糖樹(shù)脂。
[0012]其中，所述可降解的高分子樹(shù)脂的制備方法包括，
第一步，稱(chēng)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，隨后緩慢加入到第一步制備的殼聚糖醋酸溶液中，加入完畢后攪拌40min，隨后加入甘油200g，350g聚乙二醇400，保持在40°C的條件下攪拌反應(yīng)2h，隨后靜置，待溫度降至室溫后水洗，過(guò)濾，于40°C真空干燥，獲得產(chǎn)品O
[0013]其中，所述混合促進(jìn)劑為丙烯酸-殼寡糖。
[0014]其中，所述耐折改性劑為馬鈴薯淀粉-聚乙烯胺。
[0015]本發(fā)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(jī)(或管道式捏合機(jī))中充分混合，混合好的物料送入到密煉機(jī)中去預(yù)塑化，然后輸送到擠出機(jī)(或煉塑機(jī))經(jīng)反復(fù)塑煉塑化，塑化好的物料經(jīng)過(guò)金屬檢測(cè)儀，即可送入壓延機(jī)中壓延成型，壓延成型中的料坯，經(jīng)過(guò)連續(xù)壓延后得到進(jìn)一步塑煉并壓延成一定厚度的薄膜，然后經(jīng)引離輥引出，再經(jīng)軋花、冷卻、測(cè)厚、卷取得到制品。
[0016]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)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(huán)境污染，同時(shí)，不易脆化破裂，延展性和韌性好，耐折耐撕裂。
[0017]【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
圖1為羧甲基纖維素-殼聚糖樹(shù)脂的紅外譜圖；
圖2為丙烯酸-殼寡糖 樹(shù)脂的紅外譜圖；
圖3為馬鈴薯淀粉-聚乙烯胺的紅外譜圖。
[0018]【具體實(shí)施方式】
本發(fā)明提供了一種合成紙，其原料包括可降解的高分子樹(shù)脂、無(wú)機(jī)填料、耐折改性劑、抗靜電劑、混合促進(jìn)劑和潤(rùn)滑劑。
[0019]進(jìn)一步,所述合成紙僅由上述原料制備而成。
[0020]所述各原料的重量份分別為可降解的高分子樹(shù)脂100重量份、無(wú)機(jī)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(jìn)劑20-40重量份、潤(rùn)滑劑10^30重量份。
[0021]進(jìn)一步優(yōu)選，所述各原料的重量份分別為可降解的高分子樹(shù)脂100重量份、無(wú)機(jī)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(jìn)劑30重量份、潤(rùn)滑劑20重量份。
[0022]所述無(wú)機(jī)填料可以選擇碳酸鈣、二氧化硅、蒙脫石、二氧化鈦或滑石粉中的一種或幾種混合。
[0023]所述抗靜電劑采用聚氯乙烯、聚丙烯、聚對(duì)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，用于防止加工過(guò)程或者產(chǎn)品發(fā)生靜電。
[0024]所述潤(rùn)滑劑優(yōu)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(shù)脂為羧甲基纖維素-殼聚糖樹(shù)脂，進(jìn)一步，其制備方法具體為
第一步，稱(chēng)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，隨后緩慢加入到第一步制備的殼聚糖醋酸溶液中，加入完畢后攪拌40min，隨后加入甘油200g，350g聚乙二醇400，保持在40°C的條件下攪拌反應(yīng)2h，隨后靜置，待溫度降至室溫后水洗，過(guò)濾，于40°C真空干燥，獲得產(chǎn)品O
[0026]殼聚糖來(lái)源于甲殼質(zhì)，存在于甲殼類(lèi)、節(jié)枝類(lèi)動(dòng)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(chǎn)物在土壤中能改善微生態(tài)環(huán)境，不會(huì)造成環(huán)境污染，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，通過(guò)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，并且具有一定的任性，適于制備合成紙使用。
[0027]所述混合促進(jìn)劑為丙烯酸-殼寡糖，其制備方法具體為:
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-羥基琥珀酰亞胺300g溶解于3LpH值為4.7的稀鹽酸中，攪拌至完全溶解后加入500g丙烯酸，室溫下磁力攪拌反應(yīng)72 h0反應(yīng)完成后，將反應(yīng)產(chǎn)物緩慢倒入150 mL無(wú)水乙醇，攪拌使殼聚糖衍生物充分沉淀析出，真空抽濾，取濾餅自然干燥得到產(chǎn)物。
[0028]所述耐折改性劑為馬鈴薯淀粉-聚乙烯胺，其制備方法具體為，
第一步，在封閉的反應(yīng)容器中加入Ikg馬鈴薯淀粉和500ml水，向容器中通氮?dú)?0min，隨后加熱到80°C并保持2h，進(jìn)行淀粉糊化，糊化后的淀粉冷卻到室溫，隨后向糊化的淀粉中滴加丙烯酰胺1.5kg,滴加完畢后室溫?cái)嚢?0min，隨后加入0.1mol -L-1的過(guò)硫酸鉀50g，邊攪拌邊升溫至70°C，保持該溫度反應(yīng)5h，反應(yīng)結(jié)束后，先用丙酮洗2遍，再用水洗2遍，離心分離，隨后分離的固體85°C真空干燥；
第二步，將第一步獲得的真空干燥的固體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，將第二步制備的產(chǎn)物加入2L該NaBrO水溶液進(jìn)行溴化胺反應(yīng)2h，隨后升溫至85°C保持5min，隨后冷卻，先用丙酮洗2遍，再用水洗2遍，離心分離，隨后分離的固體85°C真空干燥，獲得終產(chǎn)物。
[0029]本發(fā)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(jī)(或管道式捏合機(jī))中充分混合，混合好的物料送入到密煉機(jī)中去預(yù)塑化，然后輸送到擠出機(jī)(或煉塑機(jī))經(jīng)反復(fù)塑煉塑化，塑化好的物料經(jīng)過(guò)金屬檢測(cè)儀，即可送入壓延機(jī)中壓延成型，壓延成型中的料坯，經(jīng)過(guò)連續(xù)壓延后得到進(jìn)一步塑煉并壓延成30~200 μ m的薄膜，然后經(jīng)引離輥引出，再經(jīng)軋花、冷卻、測(cè)厚、卷取得到制品。
[0030]以下采用實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對(duì)本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來(lái)解決技術(shù)問(wèn)題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過(guò)程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。
[0031]實(shí)施例1羧甲基纖維素-殼聚糖樹(shù)脂的制備
稱(chēng)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，隨后緩慢加入到第一步制備的殼聚糖醋酸溶液中，加入完畢后攪拌40min，隨后加入甘油200g，350g聚乙二醇400，保持在40°C的條件下攪拌反應(yīng)2h，隨后靜置，待溫度降至室溫后水洗，過(guò)濾，于40°C真空干燥，獲得產(chǎn)品，所制備的產(chǎn)品的紅外譜圖如圖1所示。
[0032]實(shí)施例2丙烯酸-殼寡糖的制備
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-羥基琥珀酰亞胺300g溶解于3LpH值為4.7的稀鹽酸中，攪拌至完全溶解后加入500g丙烯酸，室溫下磁力攪拌反應(yīng)72 h0反應(yīng)完成后，將反應(yīng)產(chǎn)物緩慢倒入150 mL無(wú)水乙醇，攪拌使殼聚糖衍生物充分沉淀析出，真空抽濾，取濾餅自然干燥得到產(chǎn)物，產(chǎn)物的紅外譜圖如圖2所示。[0033]實(shí)施例3馬鈴薯淀粉-聚乙烯胺的制備
在封閉的反應(yīng)容器中加入Ikg馬鈴薯淀粉和500ml水，向容器中通氮?dú)?0min，隨后加熱到80°C并保持2h，進(jìn)行淀粉糊化，糊化后的淀粉冷卻到室溫，隨后向糊化的淀粉中滴加丙烯酰胺1.5kg,滴加完畢后室溫?cái)嚢?0min,隨后加入0.1mol.L-1的過(guò)硫酸鉀50g,邊攪拌邊升溫至70°C，保持該溫度反應(yīng)5h，反應(yīng)結(jié)束后，先用丙酮洗2遍，再用水洗2遍，離心分離，隨后分離的固體85°C真空干燥，將第一步獲得的真空干燥的固體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，將第二步制備的產(chǎn)物加入2L該NaBrO水溶液進(jìn)行溴化胺反應(yīng)2h，隨后升溫至85°C保持5min，隨后冷卻，先用丙酮洗2遍，再用水洗2遍，離心分離，隨后分離的固體85°C真空干燥，獲得終產(chǎn)物，產(chǎn)物的紅外譜圖如圖3所示。
[0034]實(shí)施例4合成紙的制備
將實(shí)施例1制備的高分子樹(shù)脂10kg、無(wú)機(jī)填料二氧化鈦10kg、實(shí)施例3制備的耐折改性劑4kg、抗靜電劑聚丙烯2kg、實(shí)施例2制備的混合促進(jìn)劑3kg、潤(rùn)滑劑聚乙烯臘2kg加入高速混合機(jī)中充分混合，混合好的物料送入到密煉機(jī)中去預(yù)塑化，然后輸送到擠出機(jī)(或煉塑機(jī))經(jīng)反復(fù)塑煉塑化，塑化好的物料經(jīng)過(guò)金屬檢測(cè)儀，即可送入壓延機(jī)中壓延成型，壓延成型中的料坯，經(jīng)過(guò)連續(xù)壓延后得到進(jìn)一步塑煉并壓延成60 μ m的薄膜，然后經(jīng)引離輥引出，再經(jīng)軋花、冷卻、測(cè)厚、卷取得到制品。
[0035]比較例I合成紙2的制備
將實(shí)施例1制備的高分子樹(shù)脂10kg、無(wú)機(jī)填料二氧化鈦10kg、抗靜電劑聚丙烯2kg、實(shí)施例2制備的混合促進(jìn)劑3kg、潤(rùn)滑劑聚乙烯蠟2kg加入高速混合機(jī)中充分混合，混合好的物料送入到密煉機(jī)中去預(yù)塑化，然后輸送到擠出機(jī)(或煉塑機(jī))經(jīng)反復(fù)塑煉塑化，塑化好的物料經(jīng)過(guò)金屬檢測(cè)儀，即可送入壓延機(jī)中壓延成型，壓延成型中的料坯，經(jīng)過(guò)連續(xù)壓延后得到進(jìn)一步塑煉并壓延成150μπι的薄膜，然后經(jīng)引離輥引出，再經(jīng)軋花、冷卻、測(cè)厚、卷取得到制品。
[0036]比較例2合成紙3的制備
將實(shí)施例1制備的高分子樹(shù)脂10kg、無(wú)機(jī)填料二氧化鈦10kg、實(shí)施例3制備的耐折改性劑4kg、抗靜電劑聚丙烯2kg、潤(rùn)滑劑聚乙烯蠟2kg加入高速混合機(jī)中充分混合，混合好的物料送入到密煉機(jī)中去預(yù)塑化，然后輸送到擠出機(jī)(或煉塑機(jī))經(jīng)反復(fù)塑煉塑化，塑化好的物料經(jīng)過(guò)金屬檢測(cè)儀，即可送入壓延機(jī)中壓延成型，壓延成型中的料坯，經(jīng)過(guò)連續(xù)壓延后得到進(jìn)一步塑煉并壓延成150 μ m的薄膜，然后經(jīng)引離輥引出，再經(jīng)軋花、冷卻、測(cè)厚、卷取得到制品。
[0037]生物降解性評(píng)價(jià)
將實(shí)施例4制備的合成紙1、比較例I制備的合成紙2、比較例2制備的合成紙3和傳統(tǒng)的PP合成紙埋在田野的土壤中，在三個(gè)月過(guò)去后評(píng)價(jià)(5cmX5cm)的降解區(qū)域，1_根本沒(méi)有任何降解；2-降解區(qū)域超過(guò)0%但是小于30% ；3-降解區(qū)域超過(guò)30%但是小于70% ；4~降解區(qū)域?yàn)?0%以上。
[0038]本發(fā)明中紙張的抗張指數(shù)、撕裂指數(shù)、耐折度分別按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)紙和紙板定量的測(cè)量(GB/T 451.2-2002)，紙張抗張強(qiáng)度的測(cè)定恒速拉伸法(100mm/min) (GB/T22898-2008)，紙張的撕裂度的測(cè)定(GB/T 455-2002 )，耐折度的測(cè)定(GB/T 457-2008)方法進(jìn)行測(cè)試。
[0039]各紙張性能測(cè)試間表1。
[0040]表1
【權(quán)利要求】
1.一種合成紙，其特征在于:原料包括可降解的羧甲基纖維素-殼聚糖樹(shù)脂、無(wú)機(jī)填料、耐折改性劑、抗靜電劑、混合促進(jìn)劑和潤(rùn)滑劑。
2.如權(quán)利要求1所述的合成紙，其特征在于:所述各原料的重量份分別為可降解的高分子樹(shù)脂100重量份、無(wú)機(jī)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(jìn)劑20-40重量份、潤(rùn)滑劑10-30重量份。
3.如權(quán)利要求1或2所述的合成紙，其特征在于:所述無(wú)機(jī)填料可以選擇碳酸鈣、二氧化硅、蒙脫石、二氧化鈦或滑石粉中的一種或幾種混合。
4.如權(quán)利要求1至3所述的合成紙，其特征在于:所述抗靜電劑采用聚氯乙烯、聚丙烯、聚對(duì)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，用于防止加工過(guò)程或者產(chǎn)品發(fā)生靜電。
5.如權(quán)利要求1至4所述的合成紙，其特征在于:所述潤(rùn)滑劑優(yōu)選為聚乙烯蠟、硬脂酸中的一種或幾種混合。
6.如權(quán)利要求1至5所述的合成紙，其特征在于:所述可降解的高分子樹(shù)脂的制備方法包括， 第一步，稱(chēng)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，隨后緩慢加入到第一步制備的殼聚糖醋酸溶液中，加入完畢后攪拌40min，隨后加入甘油200g，350g聚乙二醇400，保持在40°C的條件下攪拌反應(yīng)2h，隨后靜置，待溫度降至室溫后水洗，過(guò)濾，于40°C真空干燥，獲得產(chǎn)品O
7.如權(quán)利要求1至6所述的合成紙，其特征在于:所述混合促進(jìn)劑為丙烯酸-殼寡糖。
8.如權(quán)利要求1至7所述的合成紙，其特征在于:所述耐折改性劑為馬鈴薯淀粉-聚乙烯胺。
9.權(quán)利要求1至8所述合成紙的降解方法，其特征在于:將各原料按比例加入高速混合機(jī)(或管道式捏合機(jī))中充分混合，混合好的物料送入到密煉機(jī)中去預(yù)塑化，然后輸送到擠出機(jī)(或煉塑機(jī))經(jīng)反復(fù)塑煉塑化，塑化好的物料經(jīng)過(guò)金屬檢測(cè)儀，即可送入壓延機(jī)中壓延成型，壓延成型中的料坯，經(jīng)過(guò)連續(xù)壓延后得到進(jìn)一步塑煉并壓延成一定厚度的薄膜，然后經(jīng)引離輥引出，再經(jīng)軋花、冷卻、測(cè)厚、卷取得到制品。
【文檔編號(hào)】C08L5/08GK103980554SQ201410238707
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】白春生 申請(qǐng)人:淮北豐盛泰重工有限公司