技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及石頭紙領(lǐng)域，具體涉及一種抗開裂的礦物纖維填充發(fā)泡石頭瓦楞紙芯及其制備方法。
技術(shù)背景
瓦楞紙又稱波紋紙板，由至少一層瓦楞紙和一層箱板紙粘合而成，具有較好的彈性和延伸性，主要用于制造紙箱、紙箱的夾心以及易碎商品的其他包裝材料。傳統(tǒng)的瓦楞紙一般采用土法草漿和廢紙經(jīng)打漿，制成類似黃紙板的原紙板，再機械加工使軋成瓦楞狀，然后在其表面用硅酸鈉等膠粘劑與箱板紙粘合而成。隨著全球低碳環(huán)保意識的不斷增強，人們越來越多地致力于研究開發(fā)綠色環(huán)保材料,石頭紙作為一種新型環(huán)保合成紙在國內(nèi)外逐漸受到了重視和發(fā)展。石頭紙的主要原料為大量石頭粉、少量樹脂以及一些助劑，由這些主要原料經(jīng)過混煉、改性、造粒、擠出、拉伸等工藝即可制成石頭紙。將石頭紙制成瓦楞紙，結(jié)合了石頭紙和瓦楞紙兩者的優(yōu)點，抗張強度大、耐折耐破性能好、撕裂強度高，耐水、耐油、耐化學(xué)品性能突出，在包裝材料領(lǐng)域擁有較為廣闊的應(yīng)用空間。
高峰在《發(fā)泡石頭紙的制備和性能檢測》中利用碳酸鈣、聚乙烯和偶氮二甲酰胺，經(jīng)過高速冷混、熔融混合等工藝制備了一種發(fā)泡石頭紙，但是這種石頭紙當(dāng)作包裝使用的時候，還存在著防水阻燃性能差，彈性柔韌性差的缺點。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
基于以上的思考，本發(fā)明的目的是提供一種防水阻燃的，并且彈性好、柔性佳，具有優(yōu)異的抗拉伸強度和抗壓縮強度的石頭紙及其制備方法。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn) ：
一種抗開裂的礦物纖維填充發(fā)泡石頭瓦楞紙芯，其特征在于，由以下重量份的原料制成：
聚氧化乙烯2-4，碳酸鈣15-20，固體石蠟1-2，硅藻土15-20，硅灰石15-20，聚乙烯30-40，偶氮二甲酰胺0.5-1，尼龍纖維1-2，松香酒精溶液50-60，聚四氟乙烯乳液30-40，Mg(OH)2 3-5，聚丙烯酸酯乳液5-10，稀硫酸30-40，十二烷基磺酸鈉1-2，乙醇5-10；
所述聚四氟乙烯乳液固含量為30-45%；聚丙烯酸酯乳液固含量為30-50%；稀硫酸濃度為 30-50%；松香酒精溶液固含量為50-70%；硅灰石選用針狀纖維晶體結(jié)構(gòu)的硅灰石。
所述的一種抗開裂的礦物纖維填充發(fā)泡石頭瓦楞紙芯及其制備方法，由以下步驟制成：
a. 將硅藻土加入稀硫酸中攪拌酸化 2-3h，然后過濾，烘干后，將得到的硅藻土、硅灰石、碳酸鈣與松香酒精溶液送入流化床反應(yīng)器，設(shè)定流化床反應(yīng)器溫度為 40-70℃，通過空氣將硅灰石、碳酸鈣、硅藻土懸浮于運動的流體之中，從而使針狀硅灰石穿插于硅藻土的微孔，碳酸鈣填充其縫隙，通過松香的作用使三者形成具有纖維狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的混合物顆粒，并有松香包裹；
b. 在80-140℃下，將偶氮二甲酰胺、十二烷基磺酸鈉加入到聚乙烯中，再加入聚氧化乙烯，于攪拌機中攪拌均勻，然后加入步驟a所得混合物顆粒和尼龍纖維，混合均勻后轉(zhuǎn)入單螺桿擠出機，擠出預(yù)發(fā)泡紙膜，通過控制牽引輥，對預(yù)發(fā)泡紙膜進行2倍左右的縱向拉伸，通過預(yù)熱輥和熱壓輥進行發(fā)泡，從而得到微孔發(fā)泡材料；
c. 將Mg(OH)2加入到乙醇中，于超聲分散體系中高速分散50-100 min后，調(diào)節(jié)超聲溫度為40-70℃，加入聚丙烯酸酯乳液，高速分散70-130 min，得到Mg(OH)2懸濁液，經(jīng)抽濾、烘干、粉碎得到粉末狀的改性Mg(OH)2；
d.將步驟c所得粉末狀改性Mg(OH)2加入到聚四氟乙烯乳液中，再加入石蠟，攪拌均勻，制成防火涂料涂布到步驟b所得微孔發(fā)泡材料表面，然后通過瓦楞棍加工形成波形的發(fā)泡石頭瓦楞紙芯。
所述的一種抗開裂的礦物纖維填充發(fā)泡石頭瓦楞紙芯及其制備方法，其特征在于，擠出機溫度控制在150-180℃，預(yù)熱輥的溫度控制在130-160℃，熱壓輥的溫度控制在160-220℃。
本發(fā)明的有益效果是：通過針狀硅灰石與硅藻土的穿插連接，碳酸鈣填補其空隙，確保了纖維的空間結(jié)構(gòu)，近似球形的硅藻土具有彈性緩沖，使石頭瓦楞紙芯具有纖維網(wǎng)狀支撐性和蓬松特性，同時加入松香，不僅可以促進針狀硅灰石、硅藻土與碳酸鈣形成的網(wǎng)狀空間結(jié)構(gòu)的保持，而且有利于其在聚乙烯中的分散和融合；加入偶氮二甲酰胺發(fā)泡劑和十二烷基磺酸鈉，使得到的石頭瓦楞紙芯具有氣孔均勻細密、質(zhì)輕的特點，方便了包裝后的運輸，節(jié)約能源；用聚丙烯酸酯乳液改性氫氧化鎂，提高了其在聚四氟乙烯乳液中的分散性和穩(wěn)定性，用該乳液對石頭瓦楞紙芯進行涂布，提高了其防水阻燃性、防潮抗菌性，使其能更好的應(yīng)用到包裝領(lǐng)域；通過聚氧化乙烯的加入，提高了瓦楞紙芯抗開裂的性能。
具體實施方式
為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。
實施例
一種抗開裂的礦物纖維填充發(fā)泡石頭瓦楞紙芯，其特征在于，由以下重量份的原料制成：
聚氧化乙烯4，碳酸鈣20，固體石蠟2，硅藻土20，硅灰石20，聚乙烯40，偶氮二甲酰胺1，尼龍纖維2，松香酒精溶液60，聚四氟乙烯乳液40，Mg(OH)2 5，聚丙烯酸酯乳液10，稀硫酸40，十二烷基磺酸鈉2，乙醇10；
所述聚四氟乙烯乳液固含量為30-45%；聚丙烯酸酯乳液固含量為30-50%；稀硫酸濃度為 30-50%；松香酒精溶液固含量為50-70%；硅灰石選用針狀纖維晶體結(jié)構(gòu)的硅灰石。
所述的一種抗開裂的礦物纖維填充發(fā)泡石頭瓦楞紙芯及其制備方法，由以下步驟制成：
a. 將硅藻土加入稀硫酸中攪拌酸化 2-3h，然后過濾，烘干后，將得到的硅藻土、硅灰石、碳酸鈣與松香酒精溶液送入流化床反應(yīng)器，設(shè)定流化床反應(yīng)器溫度為 40-70℃，通過空氣將硅灰石、碳酸鈣、硅藻土懸浮于運動的流體之中，從而使針狀硅灰石穿插于硅藻土的微孔，碳酸鈣填充其縫隙，通過松香的作用使三者形成具有纖維狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的混合物顆粒，并有松香包裹；
b. 在80-140℃下，將偶氮二甲酰胺、十二烷基磺酸鈉加入到聚乙烯中，再加入聚氧化乙烯，于攪拌機中攪拌均勻，然后加入步驟a所得混合物顆粒和尼龍纖維，混合均勻后轉(zhuǎn)入單螺桿擠出機，擠出預(yù)發(fā)泡紙膜，通過控制牽引輥，對預(yù)發(fā)泡紙膜進行2倍左右的縱向拉伸，通過預(yù)熱輥和熱壓輥進行發(fā)泡，從而得到微孔發(fā)泡材料；
c. 將Mg(OH)2加入到乙醇中，于超聲分散體系中高速分散50-100 min后，調(diào)節(jié)超聲溫度為40-70℃，加入聚丙烯酸酯乳液，高速分散70-130 min，得到Mg(OH)2懸濁液，經(jīng)抽濾、烘干、粉碎得到粉末狀的改性Mg(OH)2；
d.將步驟c所得粉末狀改性Mg(OH)2加入到聚四氟乙烯乳液中，再加入石蠟，攪拌均勻，制成防火涂料涂布到步驟b所得微孔發(fā)泡材料表面，然后通過瓦楞棍加工形成波形的發(fā)泡石頭瓦楞紙芯。
所述的一種抗開裂的礦物纖維填充發(fā)泡石頭瓦楞紙芯及其制備方法，其特征在于，擠出機溫度控制在150-180℃，預(yù)熱輥的溫度控制在130-160℃，熱壓輥的溫度控制在160-220℃。
本發(fā)明的技術(shù)指標(biāo)為：
橫向平均拉伸強度≥150MPa；縱向平均拉伸強度≥250MPa；橫向斷裂伸長率≥130MPa；縱向斷裂伸長率≥120Mpa。