[发明专利]一种用于石头纸的粉体表面处理方法

说明书

本发明提供一种用于石头纸的粉体表面处理方法，包括将无机粉体加入改性机内进行预热、烘干处理，并无机粉体分散均匀；向步骤S1处理后的无机粉体中加入表面改性剂；改性机继续搅拌至表面改性剂融化，并与无机粉体充分混合均匀，达到包覆要求，即完成粉体表面的处理。本发明处理方法环保级别高、生产成本低、通用性强，经过表面处理的粉体改善了其表面的物理化学特性，表现出优秀的亲油性，增强了粉体与高分子材料之间的的相容性、提高分散性，改善其界面性质，使粉体完成从增量性填料到功能性填料的转变，对于石头纸生产有着可预期的改善效果。

技术领域

本发明涉及热塑性高分子材料与无机非金属材料领域，特别涉及一种用于石头纸的粉体表面处理方法。

背景技术

随着石头纸技术的发展及相关环保政策的落地，石头纸材料被大量地应用于诸如壁纸、卡片、海报、垫层、书刊等许多领域中。由于粉体材料与高分子材料基材之间存在巨大差异，主要体现为：(1)粉体在高分子材料中分散困难，难以得到分散均匀一致的熔体；(2)粉体表面呈亲水性，高分子聚合物表面呈亲油性，这种油水不相容的现象将阻碍两者的结合，粉体与高分子材料存在明显的界面，力学性能差；(3)粉体与高分子材料热膨胀系数不同，两者相差十几倍到上百倍。当外界温度反复变化，因热膨胀系数差异较大产生应力，导致复合材料破坏。

鉴于上述因素，生产过程中普遍存在以下问题：(1)挤出过程中，熔体流动性差导致设备出料不畅，进而造成熔体局部温度过高，甚至产生焦料，导致熔体压力波动，发生堵网现象，伴随纸品表面产生焦粒；(2)熔体流动性差导致熔体出料不均匀，制品厚薄均匀性差；(3)熔体过管时间长，熔体温度偏高，形成焦料、变色、甚至降解，进而造成机台压力波动、纸张白度下降；(4)材料中，粉体与PE存在明显的界面，石头纸强度损失严重。

针对以上现象，现有技术往往通过降低无机粉体的填充量来保证加工的可操作性及材料的物性，但这种改进方式导致材料成本急剧上涨；此外，也有将表面改性剂与原料混合后一起投入挤出设备进行反应挤出的做法，但这种工艺制备的材料物性取决于挤出设备对原料的混炼能力，往往更换一种原料或表面改性剂后，相应工艺参数甚至挤出设备的螺杆均需要重新进行设计，这种办法较为繁琐，适应性较差。

基于此，现有技术确实有待于改进。

发明内容

本发明需解决的技术问题是由于粉体材料与高分子材料基材之间存在的巨大差异造成的各种生产问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种环保级别高、生产成本低、通用性强的用于石头纸的粉体表面处理方法，其采用的技术方案包括以下步骤：

S1、将无机粉体加入改性机内进行预热、烘干处理，并无机粉体分散均匀；

S2、向步骤S1处理后的无机粉体中加入表面改性剂；

S3、改性机继续搅拌至表面改性剂融化，并与无机粉体充分混合均匀，达到包覆要求，即完成粉体表面的处理。

在上述技术方案中，所述无机粉体包含但不限于碳酸钙、滑石粉、云母、硅灰石、蒙脱土、玻璃微珠、硫酸钡、氢氧化镁或氢氧化铝中的任意一种或多种。

在上述技术方案中，所述无机粉体包含但不限于500目～3000目的常规粒径及纳米级尺度的粉体。不同的无机粉体微观结构不同，赋予石头纸产品的性能也不尽相同，可根据不同需求选取不同的无机粉体作为改性对象。

在上述技术方案中，所述无机粉体粒度分布参数D97≤20μm。

在上述技术方案中，所述无机粉体吸油值小于等于70cc/100g，过高的吸油值会导致材料体系填充量的降低，改性效果也不如吸油值本身就低的同类粉体。

在上述技术方案中，所述改性机包含但不限于高速搅拌混合(捏合)机、高频振荡活化机、气流冲击包覆(整形)机、连续表面改性(涂覆)机、卧式搅拌机、混联式改性机等原料混合干燥设备。