[發明專利]一種基于超高分子量聚乙烯制備合成紙的方法

有效

• 申請號: 201410058230.3
• 申請日: 2014-02-20
• 公開（公告）號: CN103788461A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 羅艷;何文卿;杜鵑;程黨黨;王文良;季玉秋
• 申請（專利權）人: 東華大學;上海艾樂影像材料有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08K13/06;C08K9/06;C08K3/36;C08K3/22;C08K5/01;C08K5/134;C08J3/22;B29C43/58
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達

技術領域

本發明屬于合成紙的制備領域，特別涉及一種基于超高分子量聚乙烯制備合成紙的方法。

背景技術

合成紙，亦稱為化工薄膜紙、塑料紙、聚合物紙等，既具有如天然植物纖維紙張的外觀、白度、挺度、不透明度、印刷性和書寫性，又兼具塑料薄膜的輕盈、防潮、抗氧、耐酸、耐堿、防污染等優良特性。

從20世紀60年代開始，各國就致力于合成紙的試制和生產，旨在以塑代木，減少森林資源的消耗，從而保護環境。如今，世界各國對紙張的需求量不斷增加，而作為造紙原料用的木材等植物纖維卻日益減少。

圖6為我國2008年至2012年紙、紙漿及紙板進出口貿易總額趨勢圖。

圖6中的數據顯示：2008至2012年，我國紙、紙漿及紙板進口總額保持在40億美元左右，其中從發達國家進口高級打印紙、特種用紙的份額逐年增加。我國紙、紙漿及紙板近幾年出口總額上升趨勢明顯，雖出口的紙和紙板產品質量有所提高，但仍未擺脫出口以自然資源為原料的纖維素紙漿等窘境。

目前，國內使用的生產工藝主要有壓延法、流延法、吹膜法及雙向拉伸法，設備生產線大都從國外引進。這些方法基本都通過物理方法將高分子聚合物、纖維素木漿、填料混合均勻以制紙。現階段，我國合成紙生產面臨的問題主要是設備要求及生產成本相對較高，另一方面是合成紙的廢棄環境問題。合成紙的燃燒基本不會產生有害物質，但作為廢紙回收的合成紙現僅占少量，如何從天然廢紙分離合成廢紙也是一個難題。此外，由于技術問題，我國一些廠家生產的合成紙中聚合物與纖維素木漿難于分離，同時聚合物降解困難，合成紙所具備的環保性得不到發揮，反而對環境有一定危害。

超高分子量聚乙烯（UHMWPE）樹脂是一種綜合性能優異的熱塑性工程塑料材料，它具有其它工程塑料所無法比擬的耐沖擊性、耐磨損性、耐化學藥品性、耐低溫性、耐應力開裂性、抗黏附能力，優良的電絕緣性、自潤滑性、密度低(0.936～0.964g/cm³)等性能，材料的價格相對便宜。但是該材料也存在許多缺點，如它的熱變形溫度和表面硬度低，膨脹系數大，流動性能極差以及成型加工非常困難。

因此，克服UHMWPE成型加工難題，以廉價的超高分子量聚乙烯為基材，填充一定量SiO₂、TiO₂等無機填料制備輕量優質的合成紙是合成紙制備技術的一條新途徑。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于超高分子量聚乙烯制備合成紙的方法，該方法制備得到的合成紙具有機械性能好、輕量性、耐溶劑性、多微孔等優良性能。

本發明的一種基于超高分子量聚乙烯制備合成紙的方法，包括：

（1）將無機填料進行改性處理后，得到改性填料，然后和超高分子量聚乙烯、相容劑、抗氧化劑、助劑，預混勻，熔融擠出，造粒，得到母粒；其中改性填料為超高分子量聚乙烯的0-70wt%，相容劑用量為超高分子量聚乙烯質量的1-50倍，抗氧化劑為超高分子量聚乙烯的0.1-2wt%，助劑用量為超高分子量聚乙烯的0-5wt%；

（2）將上述母粒平鋪在中空模具上，熔融熱壓成膜狀，冷軋，萃取，即得合成紙；其中熔融熱壓溫度為160-260℃，壓力為8-16MPa，成型時間為90～180s。

所述步驟（1）中無機填料為SiO₂（納米或微米級）、TiO₂（納米或微米級）、CaCO₃、蒙脫土、碳黑、石墨、碳納米管、二硫化鉬、云母、高嶺土、滑石粉、氫氧化鋁、水合氧化鋁、石膏、無定形硅酸鹽其中的一種或幾種，其粒徑為納米、微米或毫米級。

所述步驟（1）中改性處理為用硅烷偶聯劑、油酸、溴化十六烷基三甲銨CTAB、硬脂酸中的一種或幾種，用量為無機填料的2-20wt%，處理時間為0.5h-5h。

所述步驟（1）中相容劑為液體石蠟、白油、十氫萘、石蠟油其中的一種或多種混合液。

所述步驟（1）中抗氧化劑為抗氧化劑1010：四[甲基-（3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯、抗氧化劑1076：β-(4-羥基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸十八酯、抗氧化劑168：三（2,4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯）、抗氧化劑TPPI亞磷酸三苯基酯一種或幾種。

所述步驟（1）中助劑為硬脂酸鈉、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂中的一種或幾種。

所述步驟（1）中熔融擠出為通過單螺桿擠出機、雙螺桿擠出機、多螺桿擠出機或密煉機進行。所述步驟（2）中熔融熱壓通過熱壓機或平板硫化機進行。