[发明专利]一种透气膜用重质碳酸钙填料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于非金属矿物深加工利用、复合材料和功能材料领域，具体涉及一种透气膜用重质碳酸钙填料及其制备方法。

背景技术

随着社会进步和人们生活水平的提高，在日常生活、医疗、特种工业防护领域，一次性制品的使用量及使用范围逐步扩大，在2013年我国一次性用品的销售额已达到300亿元。人们对一次性制品的使用舒适度提出越来越高的要求，而一次性制品的透气性直接决定制品使用舒适度。绝大多数一次性制品都需要大量使用塑料薄膜材料，传统的塑料薄膜是不透气的，如何便捷的提高传统塑料薄膜的透气性是亟待解决的问题。通过在传统塑料薄膜制备工艺中添加刚性功能填料制成复合薄膜，再经纵向或双向拉伸得到具有微孔的复合薄膜是目前最常见的提高塑料薄膜透气性的方法，这种具有微孔透气的复合塑料膜简称透气膜。

此类透气膜理论依据是复合薄膜在适当的外力作用下聚合物与刚性功能填料界面剥离，聚合物延展形成贯穿的微孔。相互贯穿的孔隙结构允许小分子气态物质透过(如水蒸气、空气等)，但是液态物质由于表面张力作用是无法穿过此类微孔的，由此形成具有透气不透水的阻隔功能薄膜。为了满足使用要求和卫生要求，薄膜的强度和表面性能不能有太大变化，特别是不能在制备复合薄膜时引入有毒有害的化学物质。基于此，对复合薄膜制备中使用的填料就提出相当高的质量要求，市面上常见的填料，如重质碳酸钙、滑石粉、重晶石等都不能满足透气膜的质量要求。

用传统的重质碳酸钙填料制造透气膜具有以下问题：

1、由于粒径分布广使得制备的复合膜强度低，达不到使用要求，颗粒具有明显棱角，制备的复合膜会刺激皮肤；

2、制备的复合膜在拉伸成孔过程中会形成大量针眼缺陷，针眼导致液体也能透过薄膜；

3、制成的透气膜的透气率不稳定，形成局部不透气的区域；

4、填料在应力作用下迁移到薄膜表面，使透气膜表面附着一层可脱落粉体；

5、填料使用的研磨助剂没有考虑毒害性，不能达到透气膜的卫生要求；

6、填料在复合膜中分散不均匀，造成透气膜有色差色斑等影响质量。

发明人针对当前重质碳酸钙粉体填料的不足，特别是传统重钙用于透气膜生产中的问题和缺陷，提供一种全新的重质碳酸钙功能填料生产制备方案。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种透气膜用重质碳酸钙填料的制备方法。该方法包括以下步骤：

a、将碳酸钙含量≥99％的大理石破碎为直径40～70μm的大理石粉；

b、按照重量比大理石粉︰水︰高分子表面活性剂＝1︰0.2～1.5︰0.001～0.1将三者混匀，再加入直径为1～20mm占三者总重量30～55％的氧化铝瓷球、刚玉球或氧化锆球中的任意一种，研磨，60～200目过滤得到碳酸钙浆料；

c、将碳酸钙浆料脱水至含水量不大于1％，得到团聚粉体；

d、解散团聚粉体，并干燥至含水量不大于0.2％，加入占干燥后粉料总重量0.5～3％的活化剂，在110～140℃充分反应，冷却，混匀，包装即可。

具体的，上述制备方法步骤b中，所述的高分子表面活性剂为海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、聚磷酸钠、聚丙烯酰胺、聚羧酸钠、聚丙烯酸钠、木质素磺酸钠、聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、TH-904分散剂或木质素磺酸钙中的至少一种。

优选的，上述制备方法步骤b中，所述的高分子表面活性剂为按重量比计聚磷酸钠和聚丙烯酸钠1︰1混合所得、木质素磺酸钠和聚羧酸钠1︰2混合所得、TH-904分散剂和木质素磺酸钙1︰2混合所得或聚羧酸钠和聚丙烯酸钠2︰1混合所得中的任意一种。

优选的，上述制备方法步骤b中，所述的研磨采用搅拌的方式，搅拌时间为1～5h，搅拌速度为500～6000r/min。

具体的，上述制备方法步骤d中，所述的活化剂为硬脂酸、腐殖酸、油酸、羟基硅烷、硬脂酸钙、硬脂酸锌、油酸钠、软脂酸钠、软脂酸钙、十二烷基磺酸钠、乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸单甘酯、乙二胺、水性环氧树脂、环氧大豆油、甲苯-2,4-二异氰酸酯、6-亚甲基多异氰酸酯、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂中的至少一种。

优选的，上述制备方法步骤d中，所述的活化剂为按重量比计硬脂酸和硬脂酸锌1︰1混合所得、硬脂酸钙和乙撑双硬脂酸酰胺1︰1混合所得、油酸和硬脂酸1︰1混合所得、乙二胺和6-亚甲基多异氰酸酯1︰1混合所得或铝酸酯偶联剂和硬脂酸按1︰2混合所得中的任意一种。