[发明专利]一种轻质高强度石头纸的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及石头纸制备技术领域，具体涉及一种轻质高强度石头纸的制备方法。

背景技术

随着全球低碳环保意识的不断增强，人们越来越多地致力于研究开发绿色环保材料，石头纸作为一种新型环保合成纸在国内外逐渐受到了重视和发展。石头纸的主要原料为大量石头粉、少量树脂以及一些助剂，由这些主要原料经过混炼、改性、造粒、挤出、拉伸等工艺即可制成石头纸。石头纸具有抗张强度大、耐折耐破性能好、撕裂强度高，耐水、耐油、耐化学品性能突出，不易老化、不怕虫蛀等优良的性能，都决定了石头纸在包装材料领域拥有较为广阔的应用空间。

目前市场上已经投产并推广使用石头纸，其在新闻出版领域、文化用纸、地图、墙纸等方面得到了较好的应用，但是根据生产厂家的分析，目前石头纸的重量比普通植物纤维纸大30%～50%，这在很大程度上限制了石头纸的应用范围。

另外石头纸是一种以有机聚合物（主要是聚烯烃）和无机填料为主要原料，添加少量辅助剂制成的合成纸。而无机填料和有机聚合物之间存在相容性差的问题，导致石头纸原料之间的结合强度不高，影响石头纸机械性能。石头纸的阻燃性能也有待进一步提高。

因此，发明一种质量轻、原料间结合强度高且阻燃性好的新型石头纸对石头纸制备技术领域具有积极的意义。

发明内容

本发明主要解决的技术问题，针对目前常见的石头纸重量大，限制了石头纸的应用范围并且石头纸原料中无机填料和有机聚合物相容性差，导致石头纸机械性能差，并且阻燃性较低的缺陷，提供了一种轻质高强度石头纸的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种轻质高强度石头纸的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）称取玉米秸秆粉碎，得到秸秆粉碎物，将秸秆粉碎物和质量分数为30%的氢氧化钠溶液以及无水乙醇混合后加热煮沸1～2h，过滤分离得到滤渣，立即用液氮喷淋冷冻滤渣2～3min，再将冷冻后的滤渣球磨，过100目筛，收集过筛粉末得到自制多羟基纤维束；

（2）称取30～40g硝酸镁、28～30g硝酸铝、20～25g硝酸锌溶于450～550mL去离子水中得到混合溶液，将混合溶液和质量分数为30%的氨水以及碳酸钾混合后得到预反应液；

（3）将预反应液装入高压水热釜中，再向高压水热釜中加入多羟基纤维束、硫氰化钾和草酸铵，搅拌10～15min；

（4）待上述搅拌结束后密闭高压水热釜，加热升温，水热反应，过滤分离得到沉淀，将沉淀放入马弗炉中，以20℃/min的速率加热升温至400～600℃，保温烧结2～4h，出料得到中空纳米水滑石粉体；

（5）将上述中空纳米水滑石粉体和鞣花酸、熊果苷、玫瑰精油、酵母粉以及水混合后得到混合液，将混合液装入发酵罐中，密封发酵，过滤分离得到发酵滤渣，干燥，得到改性中空纳米水滑石粉体；

（6）按重量份数计，称取60～70份上述改性中空纳米水滑石粉体、20～30份聚乙烯、0.3～0.5份十二烷基苯磺酸钠和3～5份偶氮二甲酰胺加入到混炼机中，混炼，得到混料，将上述混料移入双螺杆挤出机中挤出造粒，并用压延机以60～70℃的温度压延成型，切割、修边，即得轻质高强度石头纸。

步骤（1）中所述的秸秆粉碎物和质量分数为30%的氢氧化钠溶液以及无水乙醇的质量比为1:5:5。

步骤（2）中所述的混合溶液和质量分数为30%的氨水以及碳酸钾的质量比为10:1:1。

步骤（3）中所述的多羟基纤维束的加入量为预反应液质量的10%，硫氰化钾的加入量为预反应液质量的1%，草酸铵的加入量为预反应液质量的1%。

步骤（4）中所述的水热反应的压力为1.5～1.8MPa，加热升温的温度为170～180℃，水热反应时间为25～30h。

步骤（5）中所述的中空纳米水滑石粉体和鞣花酸、熊果苷、玫瑰精油、酵母粉以及水的质量比为10:3:2:2:1:50，干燥温度为105～110℃，干燥时间为1～2h。

步骤（6）中所述的混炼温度为70～80℃，混炼时间为5～10min。