CN110106739A - 一种复合聚丙烯材料用高粘结性离型纸材料的制备方法 - Google Patents

一种复合聚丙烯材料用高粘结性离型纸材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种复合聚丙烯材料用高粘结性离型纸材料的制备方法，属于灭火材料技术领域。本发明技术方案采用多孔莫来石纤维并通过其作为改性材料进行填充，纸张的强度只有靠纤维间的物理结合，淀粉的加入主要是调整浆料的粘度，在无机粘接剂硅溶胶和烧结助剂碳化硼粉的作用下，短切莫来石纤维之间相互交错搭接；本发明技术方案采用EVA乳液对纤维材料内部进行填充和负载，在纤维材料和EVA树脂间的界面区内仍大量存在纤维与晶体的粘接铆合，EVA与浆体有较好的相容性，大大提高了复合粘结材料的密实性，降低了空隙率，强化了结晶结构，减少了结晶接触点，减弱了材料受力后发生的应力断裂，进一步提高材料的粘结性能。

Description

一种复合聚丙烯材料用高粘结性离型纸材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合聚丙烯材料用高粘结性离型纸材料的制备方法，属于新材料技术领域。
背景技术
皮革离型纸是一种特殊的防粘纸，其涂层一般具有凹凸状的花纹结构。它在人造革与合成革工业中被大量使用，作为人造革与合成革生产中的载体皮革离型纸，能把压印在其上的花纹复制到人造革与合成革上。
离型纸广泛地作为载体用于人造革和合成革的生产，具有其他载体不可比拟的经济优势。皮革离型纸作为人造革生产的载体使用，代替落后的钢模印花，能够给人造革或合成革的表面带来变化，而这一点是采用不锈钢带办不到的。压花过的离型纸能够将各种皮纹转印到人造革或合成革的表面，并可修饰表面。另外，欲调换皮纹也相当方便，不需变动任何设备，换张所需皮纹的离型纸就可以了。再者，皮革离型纸的花纹容易与皮革贴合，冷却固化后的皮革制品花纹清晰，具有很好的手感，看上去栩栩如生，几可乱真。
据中国造纸协会报导，据行业统计与皮革消费量的计算，预测中国人造革业对离型纸的总需求量约为5～7万吨/年，80%依赖进口。而中国目前正处于离型纸空白阶段，用户只能从进口渠道获得高档产品，耗费大量的外汇。因此，从4个方面可以预测本项目前景是十分乐观的：
（1）中国皮革用离型纸的生产目前仍处于发展初期，基本上依赖进口，皮革离型原纸的生产也是出于初期阶段；
（2）随着中国人民生活水平的提高，优质PVC、PU人造革制品市场潜力很大；
（3）中国PVC、PU人造革业的发展对离型纸的迫切需求，国外进口纸的价格仍然高居不下；
（4）香港、台湾PVC、PU人造革制品工业向中国的转移也为中国PVC、PU人造革的生产拓宽了市场。
目前皮革用离型纸属于高技术特殊纸种，世界上只有美国的萨佩纸业集团、日本的琳得科株式会社、意大利范维尼公司、法国的阿尔诺维根斯公司等少数厂家能够生产该纸。从皮革厂的使用情况来看，国产的皮革离型纸技术不过关，存在以下3方面的突出问题：强度性能差、耐热性差、花纹的精密程度和种类达不到生产要求。我国皮革离型纸市场基本是被世界皮革离型纸外资企业所垄断。中国作为人造革和合成革的生产、消费大国，80%的依赖进口，市场可谓巨大。
皮革离型纸是一种涂布纸，根据其制备工艺的不同，具有不同的产品结构，通常由纸基层、封闭涂料层和离型涂料层构成其基本结构，与一般的涂布纸无太大差别，主要差别在于其涂层表面有凹凸状的花纹结构，而皮革离型纸最重要的一部分是原纸，他决定着皮革离型纸的使用性能和使用寿命，是其最重要的部分。
目前皮革离型原纸，70%依靠进口，国内市场广阔，发展机会多。
现有的皮革离型原纸存在的不足：
（1）纸张的表面细腻度和平滑度较差，较粗糙；与pp膜（聚丙烯）结合使用时，pp膜与纸的结合不牢固，容易撕开，容易分层；
（2）纸张表面强度低，抗撕拉性不好；
（3）表面抗水性能不理想；
（4）表面透气性较差；
（5）纸张易变形，耐折和耐破度较差；
（6）纸张有折纸，印痕、异物等纸病。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对现有离型纸材料与pp膜（聚丙烯）结合使用时，pp膜与纸的结合不牢固，容易撕开，容易分层的问题，提供了一种复合聚丙烯材料用高粘结性离型纸材料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）取多晶莫来石散棉并剪切，收集剪切纤维并按质量比1:10，将剪切纤维与质量分数1％盐酸搅拌混合并过滤，洗涤、干燥，得基体颗粒；
（2）按重量份数计，分别称量45～50份硅溶胶、10～15份基体颗粒、6～8份淀粉和2～3份500目碳化硼粉末置于研钵中，研磨分散并浇注至模具中，保压、干燥并脱模，得坯料；
（3）将坯料置于马弗炉中，保温烧结，升温加热，保温煅烧并静置冷却至室温并粉碎球磨，过筛，得多孔纤维材料；
（4）将丝素蛋白添加至质量分数10％聚乙烯醇溶液中，搅拌混合并用质量分数0.5％盐酸调节pH至4.5，静置搅拌混合并收集混合凝胶液，将混合凝胶液置于1500～2000r/min，收集下层凝胶并洗涤，制备得蛋白改性凝胶液；
（5）分别称量乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液、蛋白改性凝胶液、丙烯酸酯共聚物乳液和十二烷基苯磺酸钠搅拌混合并收集混合液，升温加热，保温反应，静置冷却至室温，得共混乳液；
（6）按质量比1:10，将多孔纤维材料添加至共混乳液中，研磨分散并收集分散浆液，将离型纸原纸固定至涂布机台上，将分散浆液均匀涂覆至离型纸表面，待涂覆完成后，将涂覆后的离型纸烘干，待干燥完成后，即可制备得所述的复合聚丙烯材料用高粘结性离型纸材料。
步骤（2）所述的保压为在85～150kPa下保压1～2h。
步骤（3）所述的保温烧结温度为125～150℃。
步骤（3）所述的升温加热为按5℃/min，升温加热至1250～1300℃。
步骤（4）所述的丝素蛋白与质量分数10％聚乙烯醇溶液混合比例为按质量比1:10。
步骤（4）所述的调节pH采用的是质量分数0.5％的盐酸。
步骤（4）所述的洗涤为用超纯水冲洗3～5次。
步骤（5）所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液、蛋白改性凝胶液、丙烯酸酯共聚物乳液和十二烷基苯磺酸钠之间的混合比例为按重量份数计，分别称量45～50份乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液、3～5份蛋白改性凝胶液、10～15份丙烯酸酯共聚物乳液和1～2份十二烷基苯磺酸钠。
步骤（6）所述的烘干温度为98～100℃。
步骤（6）所述的涂覆速率为4～5mm/s。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明技术方案采用多孔莫来石纤维并通过其作为改性材料进行填充，由于它们的分子呈刚性伸直状，分子之间只有很少量的氢键存在，纸张的强度只有靠纤维间的物理结合，同时在多孔骨架的成型过程中，淀粉的加入主要是调整浆料的粘度，有利于各组分分散均匀，在无机粘接剂硅溶胶和烧结助剂碳化硼粉的作用下，短切莫来石纤维之间相互交错搭接，有效形成缠结并形成结构位点，进一步改善材料的结合强度；
（2）本发明技术方案采用EVA乳液对纤维材料内部进行填充和负载，有效改善材料中纤维之间的结合性能，在纤维材料和EVA树脂间的界面区内仍大量存在纤维与晶体的粘接铆合，EVA与浆体有较好的相容性，大大提高了复合粘结材料的密实性,，降低了空隙率，强化了结晶结构，减少了结晶接触点，减弱了材料受力后发生的应力断裂，进一步提高材料的粘结性能；
（3）本发明技术方案通过丝素蛋白复合聚乙烯醇为改性粘结材料，通过提高丝素蛋白的浓度，使丝素蛋白分子中的物理交联形成的更容易，这样交联形成的复合粘结剂材料的结构形成三维网状结构，这样的结构中的孔洞会变小，孔径大小对材料的力学性能有重要的影响，因为孔的尺寸越小当凝胶受力时压力越能均匀分散，从而能抵抗应力集中，所体现的粘结强度也随之提高，同时蛋白质与复合材料之间形成有效的结合，在低盐离子浓度下，盐离子的加入屏蔽了丝素蛋白分子内带电氨基酸残基的相互作用，盐离子浓度增大使溶液疏水缔合作用增强，溶液粘度增大，进一步提高粘结剂材料的粘结性能，有效解决了现有离型纸材料与pp膜（聚丙烯）结合使用时，pp膜与纸的结合不牢固，容易撕开，容易分层的问题。
具体实施方式
取多晶莫来石散棉并剪切，收集剪切纤维并按质量比1:10，将剪切纤维与质量分数1％盐酸搅拌混合并过滤，收集滤饼并用去离子水冲洗3～5次，真空冷冻干燥，得基体颗粒，按重量份数计，分别称量45～50份波美度为38～40的硅溶胶、10～15份基体颗粒、6～8份淀粉和2～3份500目碳化硼粉末置于研钵中，研磨分散并浇注至模具中，在85～150kPa下保压1～2h，干燥并脱模，将坯料置于马弗炉中，在125～150℃下保温烧结15～20min，再按5℃/min，升温加热至1250～1300℃，保温煅烧2～3h，静置冷却至室温并粉碎球磨，过500目筛，得多孔纤维材料；按质量比1:10，将丝素蛋白添加至质量分数10％聚乙烯醇溶液中，搅拌混合并用质量分数0.5％盐酸调节pH至4.5，静置搅拌混合并收集混合凝胶液，将混合凝胶液置于1500～2000r/min，收集下层凝胶并用超纯水冲洗3～5次，制备得蛋白改性凝胶液；按重量份数计，分别称量45～50份乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液、3～5份蛋白改性凝胶液、10～15份丙烯酸酯共聚物乳液和1～2份十二烷基苯磺酸钠置于烧杯中，搅拌混合并收集混合液，将混合液升温至45～55℃，保温反应1～2h后，静置冷却至室温，得共混乳液，按质量比1:10，将多孔纤维材料添加至共混乳液中，研磨分散并收集分散浆液，将离型纸原纸固定至涂布机台上，将分散浆液均匀涂覆至离型纸表面，控制涂覆速率为4～5mm/s，待涂覆完成后，将涂覆后的离型纸置于98～100℃下、皮带速率为3～5m/min的皮带上烘干，待干燥完成后，即可制备得所述的复合聚丙烯材料用高粘结性离型纸材料。
取多晶莫来石散棉并剪切，收集剪切纤维并按质量比1:10，将剪切纤维与质量分数1％盐酸搅拌混合并过滤，收集滤饼并用去离子水冲洗3次，真空冷冻干燥，得基体颗粒，按重量份数计，分别称量45份波美度为38的硅溶胶、10份基体颗粒、6份淀粉和2份500目碳化硼粉末置于研钵中，研磨分散并浇注至模具中，在85kPa下保压1h，干燥并脱模，将坯料置于马弗炉中，在125℃下保温烧结15min，再按5℃/min，升温加热至1250℃，保温煅烧2h，静置冷却至室温并粉碎球磨，过500目筛，得多孔纤维材料；按质量比1:10，将丝素蛋白添加至质量分数10％聚乙烯醇溶液中，搅拌混合并用质量分数0.5％盐酸调节pH至4.5，静置搅拌混合并收集混合凝胶液，将混合凝胶液置于1500r/min，收集下层凝胶并用超纯水冲洗3次，制备得蛋白改性凝胶液；按重量份数计，分别称量45份乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液、3份蛋白改性凝胶液、10份丙烯酸酯共聚物乳液和1份十二烷基苯磺酸钠置于烧杯中，搅拌混合并收集混合液，将混合液升温至45℃，保温反应1h后，静置冷却至室温，得共混乳液，按质量比1:10，将多孔纤维材料添加至共混乳液中，研磨分散并收集分散浆液，将离型纸原纸固定至涂布机台上，将分散浆液均匀涂覆至离型纸表面，控制涂覆速率为4mm/s，待涂覆完成后，将涂覆后的离型纸置于98℃下、皮带速率为3m/min的皮带上烘干，待干燥完成后，即可制备得所述的复合聚丙烯材料用高粘结性离型纸材料。
取多晶莫来石散棉并剪切，收集剪切纤维并按质量比1:10，将剪切纤维与质量分数1％盐酸搅拌混合并过滤，收集滤饼并用去离子水冲洗4次，真空冷冻干燥，得基体颗粒，按重量份数计，分别称量46份波美度为39的硅溶胶、12份基体颗粒、7份淀粉和2份500目碳化硼粉末置于研钵中，研磨分散并浇注至模具中，在106kPa下保压1.5h，干燥并脱模，将坯料置于马弗炉中，在133℃下保温烧结16min，再按5℃/min，升温加热至1267℃，保温煅烧2.3h，静置冷却至室温并粉碎球磨，过500目筛，得多孔纤维材料；按质量比1:10，将丝素蛋白添加至质量分数10％聚乙烯醇溶液中，搅拌混合并用质量分数0.5％盐酸调节pH至4.5，静置搅拌混合并收集混合凝胶液，将混合凝胶液置于1650r/min，收集下层凝胶并用超纯水冲洗3～5次，制备得蛋白改性凝胶液；按重量份数计，分别称量46份乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液、4份蛋白改性凝胶液、12份丙烯酸酯共聚物乳液和1.5份十二烷基苯磺酸钠置于烧杯中，搅拌混合并收集混合液，将混合液升温至48℃，保温反应1.5h后，静置冷却至室温，得共混乳液，按质量比1:10，将多孔纤维材料添加至共混乳液中，研磨分散并收集分散浆液，将离型纸原纸固定至涂布机台上，将分散浆液均匀涂覆至离型纸表面，控制涂覆速率为4.3mm/s，待涂覆完成后，将涂覆后的离型纸置于99℃下、皮带速率为4m/min的皮带上烘干，待干燥完成后，即可制备得所述的复合聚丙烯材料用高粘结性离型纸材料。
取多晶莫来石散棉并剪切，收集剪切纤维并按质量比1:10，将剪切纤维与质量分数1％盐酸搅拌混合并过滤，收集滤饼并用去离子水冲洗4次，真空冷冻干燥，得基体颗粒，按重量份数计，分别称量48份波美度为39的硅溶胶、14份基体颗粒、7份淀粉和3份500目碳化硼粉末置于研钵中，研磨分散并浇注至模具中，在130kPa下保压1.8h，干燥并脱模，将坯料置于马弗炉中，在142℃下保温烧结18min，再按5℃/min，升温加热至1285℃，保温煅烧2.6h，静置冷却至室温并粉碎球磨，过500目筛，得多孔纤维材料；按质量比1:10，将丝素蛋白添加至质量分数10％聚乙烯醇溶液中，搅拌混合并用质量分数0.5％盐酸调节pH至4.5，静置搅拌混合并收集混合凝胶液，将混合凝胶液置于1850r/min，收集下层凝胶并用超纯水冲洗4次，制备得蛋白改性凝胶液；按重量份数计，分别称量48份乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液、4份蛋白改性凝胶液、14份丙烯酸酯共聚物乳液和2份十二烷基苯磺酸钠置于烧杯中，搅拌混合并收集混合液，将混合液升温至52℃，保温反应2h后，静置冷却至室温，得共混乳液，按质量比1:10，将多孔纤维材料添加至共混乳液中，研磨分散并收集分散浆液，将离型纸原纸固定至涂布机台上，将分散浆液均匀涂覆至离型纸表面，控制涂覆速率为4.6mm/s，待涂覆完成后，将涂覆后的离型纸置于99℃下、皮带速率为4m/min的皮带上烘干，待干燥完成后，即可制备得所述的复合聚丙烯材料用高粘结性离型纸材料。
取多晶莫来石散棉并剪切，收集剪切纤维并按质量比1:10，将剪切纤维与质量分数1％盐酸搅拌混合并过滤，收集滤饼并用去离子水冲洗5次，真空冷冻干燥，得基体颗粒，按重量份数计，分别称量50份波美度为40的硅溶胶、15份基体颗粒、8份淀粉和3份500目碳化硼粉末置于研钵中，研磨分散并浇注至模具中，在150kPa下保压2h，干燥并脱模，将坯料置于马弗炉中，在150℃下保温烧结20min，再按5℃/min，升温加热至1300℃，保温煅烧3h，静置冷却至室温并粉碎球磨，过500目筛，得多孔纤维材料；按质量比1:10，将丝素蛋白添加至质量分数10％聚乙烯醇溶液中，搅拌混合并用质量分数0.5％盐酸调节pH至4.5，静置搅拌混合并收集混合凝胶液，将混合凝胶液置于2000r/min，收集下层凝胶并用超纯水冲洗5次，制备得蛋白改性凝胶液；按重量份数计，分别称量50份乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液、5份蛋白改性凝胶液、15份丙烯酸酯共聚物乳液和2份十二烷基苯磺酸钠置于烧杯中，搅拌混合并收集混合液，将混合液升温至55℃，保温反应2h后，静置冷却至室温，得共混乳液，按质量比1:10，将多孔纤维材料添加至共混乳液中，研磨分散并收集分散浆液，将离型纸原纸固定至涂布机台上，将分散浆液均匀涂覆至离型纸表面，控制涂覆速率为5mm/s，待涂覆完成后，将涂覆后的离型纸置于100℃下、皮带速率为5m/min的皮带上烘干，待干燥完成后，即可制备得所述的复合聚丙烯材料用高粘结性离型纸材料。
将本发明制备的复合聚丙烯材料用高粘结性离型纸材料及市售的离型纸材料进行检测，具体检测结果如下表表1：
测试方法：
按HGT4151-2010在恒温恒湿环境中测试其剥离强度；
皮革离型原纸的定纸张表面粗糙度Ra为1.5-3.9μm；纸张平滑度（正/反）为35-60/32-50s；与pp膜结合使用时，pp膜与纸的结合牢固，不容易撕开；在105℃烘箱下，烘前与烘后比无变化，与pp膜结合较好的特性。
表1复合聚丙烯材料用高粘结性离型纸材料性能表征
由表1可知本发明制备的复合聚丙烯材料用高粘结性离型纸材料，剥离强度高，结合强度高，综合性能优异，具有广阔的市场价值和应用前景。

Claims (10)

1.一种复合聚丙烯材料用高粘结性离型纸材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）取多晶莫来石散棉并剪切，收集剪切纤维并按质量比1:10，将剪切纤维与质量分数1％盐酸搅拌混合并过滤，洗涤、干燥，得基体颗粒；
（2）按重量份数计，分别称量45～50份硅溶胶、10～15份基体颗粒、6～8份淀粉和2～3份500目碳化硼粉末置于研钵中，研磨分散并浇注至模具中，保压、干燥并脱模，得坯料；
（3）将坯料置于马弗炉中，保温烧结，升温加热，保温煅烧并静置冷却至室温并粉碎球磨，过筛，得多孔纤维材料；
（4）将丝素蛋白添加至质量分数10％聚乙烯醇溶液中，搅拌混合并用质量分数0.5％盐酸调节pH至4.5，静置搅拌混合并收集混合凝胶液，将混合凝胶液置于1500～2000r/min，收集下层凝胶并洗涤，制备得蛋白改性凝胶液；
（5）分别称量乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液、蛋白改性凝胶液、丙烯酸酯共聚物乳液和十二烷基苯磺酸钠搅拌混合并收集混合液，升温加热，保温反应，静置冷却至室温，得共混乳液；
（6）按质量比1:10，将多孔纤维材料添加至共混乳液中，研磨分散并收集分散浆液，将离型纸原纸固定至涂布机台上，将分散浆液均匀涂覆至离型纸表面，待涂覆完成后，将涂覆后的离型纸烘干，待干燥完成后，即可制备得所述的复合聚丙烯材料用高粘结性离型纸材料。
2.根据权利要求1所述的一种复合聚丙烯材料用高粘结性离型纸材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的保压为在85～150kPa下保压1～2h。
3.根据权利要求1所述的一种复合聚丙烯材料用高粘结性离型纸材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的保温烧结温度为125～150℃。
4.根据权利要求1所述的一种复合聚丙烯材料用高粘结性离型纸材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的升温加热为按5℃/min，升温加热至1250～1300℃。
5.根据权利要求1所述的一种复合聚丙烯材料用高粘结性离型纸材料的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的丝素蛋白与质量分数10％聚乙烯醇溶液混合比例为按质量比1:10。
6.根据权利要求1所述的一种复合聚丙烯材料用高粘结性离型纸材料的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的调节pH采用的是质量分数0.5％的盐酸。
7.根据权利要求1所述的一种复合聚丙烯材料用高粘结性离型纸材料的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的洗涤为用超纯水冲洗3～5次。
8.根据权利要求1所述的一种复合聚丙烯材料用高粘结性离型纸材料的制备方法，其特征在于：步骤（5）所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液、蛋白改性凝胶液、丙烯酸酯共聚物乳液和十二烷基苯磺酸钠之间的混合比例为按重量份数计，分别称量45～50份乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液、3～5份蛋白改性凝胶液、10～15份丙烯酸酯共聚物乳液和1～2份十二烷基苯磺酸钠。
9.根据权利要求1所述的一种复合聚丙烯材料用高粘结性离型纸材料的制备方法，其特征在于：步骤（6）所述的烘干温度为98～100℃。
10.根据权利要求1所述的一种复合聚丙烯材料用高粘结性离型纸材料的制备方法，其特征在于：步骤（6）所述的涂覆速率为4～5mm/s。
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