[发明专利]一种可全生物降解石头纸的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种可完全生物降解的石头纸的制备方法。

背景技术

随着国民经济的快速发展，对纸张的需求不断增加。传统造纸的原料为树木制成的木桨，造纸行业耗用了大量宝贵的森林资源、水资源和能源。特别是造纸过程中产生的大量废水、废气和废渣对环境造成了严重的污染。在全球节能减排和重视生态环境的大背景下，石头纸逐渐被重视起来。但目前市场上的石头纸主要以聚乙烯为树脂基体，其在自然环境中很难降解，带来了新的环境污染。

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是典型的可完全生物降解的聚合物，容易被自然界中的多种微生物或动植物体内的酶分解、代谢为二氧化碳和水。其合成原料能通过生物资源发酵得到，可以减少石油资源的消耗。PBS的综合力学性能介于聚乙烯和聚丙烯之间，且具有良好的生物相容性、生物可吸收性和耐热性，其热变形温度和制品使用温度可超过100℃。PBS成为具有广泛应用前景的热塑性聚合物材料。将PBS用于制备石头纸，可解决目前市场上石头纸无法自然降解的难题、促进石头纸的发展与应用。

发明内容

本发明的目的是全部采用可生物降解原料作组份，通过简单的热成型工艺制备性能优异的可全生物降解的石头纸。

本发明在于提供一种可完全生物降解石头纸的制备方法，具体步骤如下：

(1)按下列质量百分比称量各组份：

并将其中的固体原料充分干燥，使其中的水分含量低于0.2wt％；

(2)将偶联剂与无机矿粉混合，使偶联剂充分润湿无机矿粉的表面制得偶联剂改性无机矿粉；

(3)向步骤(2)制得的偶联剂改性无机矿粉中加入干燥的聚丁二酸丁二醇酯、颜料、增容剂和聚乙烯醇，并高速搅拌混合均匀；

(4)将步骤(3)混合均匀的物料通过塑化机在160-180℃塑化后在170-185℃挤出，经压延机在160-185℃进行压延，再经冷却定型装置冷却后收卷，即制得微米级厚度的可全生物降解的石头纸。

步骤(1)中所述无机矿粉为粒径100微米以下的微、纳米级无机矿粉，其为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、滑石粉、硅藻土中的一种或几种。

步骤(1)中所述增容剂为聚丁二酸丁二醇酯与甲基丙烯酸缩水甘油酯的接枝物PBS-g-GMA或聚丁二酸丁二醇酯与马来酸酐的接枝物PBS-g-MAH中的一种。

步骤(1)中所述偶联剂为硅氧烷类偶联剂或钛酸酯类偶联剂中的一种或几种。

步骤(1)中所述颜料为钛白、锌白、锌钡白、铁红、钛黄、钴蓝、钴绿中的一种或两种以上的混合物。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

(1)所采用的有机化合物原料均为可生物降解的材料：基体树脂为可全生物降解的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)，在自然环境下完全分解为二氧化碳和水；聚丁二酸丁二醇酯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(PBS-g-GMA)或聚丁二酸丁二醇酯与马来酸酐的接枝物(PBS-g-MAH)作为无机矿粉与PBS的界面相容剂以改善无机矿粉在PBS中的分散及提高其填充量，PBS-g-GMA或PBS-g-MAH也是可生物降解聚合物；用于提高石头纸母粒密实性及赋予石头纸良好书写、印刷性能的聚乙烯醇同样为可生物降解聚合物。

(2)制备方法简单环保：可以采用塑化及压延设备，通过热成型加工工艺制备石头纸；制备过程中不产生废气、废水和废渣。

(3)制备的纸张性能优异：表面光滑、不透明、厚薄均匀；书写性能好。

附图说明

图1为接触角测试过程中，实施例1制得的石头纸上滴加去离子水后水滴的铺展图片。

图2为接触角测试过程中，实施例2制得的石头纸上滴加去离子水后水滴的铺展图片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1：

按下列质量百分比称量各组份：粒径为100纳米的轻质碳酸钙70％，聚丁二酸丁二醇酯15％，乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂3％，钛白粉5％，增容剂(PBS-g-GMA)4％，聚乙烯醇3％；

并将轻质碳酸钙、聚丁二酸丁二醇酯、钛白粉、增容剂、聚乙烯醇在真空下充分干燥，使其中水分含量低于0.2wt％。