[发明专利]一种新型无水硫酸钙合成纸及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于有机和无机复合材料生产技术领域，涉及有机-无机合成纸制备技术，尤其涉及一种新型无水硫酸钙合成纸及其生产方法。

技术背景

造纸工业是国民经济的基础产业之一，与社会经济发展和人民生活息息相关，是国际公认的“永不衰竭”的工业。造纸又是中国的四大发明之一，是国人的自豪。但在改革开放三十多年的今天，不得不面对这样一个尴尬的现实：传统造纸业一直背负着“严重污染环境”的恶名。

随着全球环保意识的加强和科学技术进步，人类意识到不断砍伐森林,将造成生态严重的破坏，因而开发出了全新的合成纸。这种纸不用木材和植物纤维，100％没有污染。合成纸具有传统纸的一般性质，又有传统纸不可比拟的物理性能和高抗张强度、高撕裂度、高耐破度、高透气性、优良的印刷性能等，正日益受到人们的重视并开始在各行各业使用，是造纸工业的一大革命。合成纸在国际上已有四十年的发展史，主要在美国、日本、加拿大等工业发达国家，我国合成纸起步较晚，市场开拓不足，技术仍有待进一步完善。

合成纸的主要原料是合成树脂，通常采用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等一般价格便宜的树脂。辅助原料包括填充料、颜料和其他添加剂。合成纸用的无机填充料有碳酸钙、硫酸钡、粘土、滑石、二氧化钛、硅酸、硅藻土等。为使合成纸具有纸的性质，即在白度，不透明性、印刷适应性和书写性等方面达到要求，这对无机物填料的白度、粒径、折射率、遮光能力、稳定性等指标都很重要，同时还要考虑价格因素。

发明内容

本发明的目的是为合成纸提供一种优质的低成本的来源广的无机填充材料-无水硫酸钙。无水硫酸钙是由天然的雪花石膏、纤维石膏和硝基化学石膏经400⁰～600⁰C煅烧成的无水硫酸钙，颗粒粒径1～25μm，白度在85％以上，遮光能力强，性能稳定，资源丰富，价格低廉。目前国内外有关合成纸的专利和生产中均未发现使用无水硫酸钙的报道。

本发明的另一目的是选择适合本发明的添加剂，有机合成材料选用聚烯烃共混物，无机填充材料选用无水硫酸钙，这两种材料没有相容性，其两者界面的粘连性好坏就决定了合成纸性能的好坏。

新型改性的TAS-2A分散润滑剂系在乙撑双脂肪酸酰胺的基础上进行结构调整，引入极性基团，亦可称之谓锚固基团，该基团对填料无水硫酸钙颗粒有较牢固的结合性。主链分子是溶剂化链段亲油基团，与聚烯烃共混物有一定的相溶性，与偶联剂配合使用时，则TAS-2A在材料颗粒、偶联剂与基体合成树脂之间形成相溶剂层，可以在无水硫酸钙颗粒表面形成一定的保护层，当含有分散基团的填料颗粒因范德华力相互作用时，由于吸附层间的空间障碍，而使颗粒相互排斥，从而实现填料颗粒在树脂中的稳定分散。TAS-2A为有规共聚物，其结构如锚固基团处于中央的BAB型嵌段共聚物，锚固基团处于分散剂分子链的同一侧，吸附形状类似于尾形吸附，对于空间阻的影响较大，避免了架桥絮凝，起到良好的分散剂作用。经过加入TAS-2A的合成树脂的熔体指数大大提高，因此又是良好的润滑剂。

本发明选择了另一个适合本发明的添加剂：（A-172）硅烷偶联剂，该偶联剂为乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷，是一种双功能分子硅烷，具有乙烯基有机反应基团和2-甲氧基、乙氧基无机反应性基团，提高了无机填充料和有机合成树脂的相容性，分散性也更好，机械强度也有较大提高。

本发明的生产方法选择了流延法（机）成膜工艺，其他压延法、吹膜法、双向拉伸法也可以选择，其合成纸母料粒制备方法基本一样，但成膜设备不同。

本发明采用薄膜合成纸的内部纸状法来生产，表面没有处理工艺，所以对母粒质量要求较严。