一种竹基合成无机纸及其制备方法与流程

本发明涉及造纸及环保材料，尤其涉及一种竹基合成无机纸及其制备方法。

背景技术：

1、传统植物纤维造纸（木浆、草浆）需要消耗大量木材和水，且产生严重的水污染。近年来兴起的“石头纸”技术以碳酸钙和高分子塑料（pe/pp）为原料，虽然实现了零水耗和防水，但由于其含有20%-30%的石油基不可降解塑料，废弃后极易造成“白色污染”，不符合当前全球限塑和减碳的趋势。此外，传统石头纸的拉力网完全依赖塑料，缺乏天然纤维的柔韧性。

2、竹子生长周期短、纤维素含量高、纤维长，是极佳的天然增强材料。若能以竹纤维替代传统石头纸中的塑料拉力网，既能减少塑料用量，又能保持纸张的防水性和高拉力，但目前缺乏相关工艺将竹纤维与大量无机粉体有效结合成型。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决传统石头纸塑料含量高、难降解，以及传统纸怕水、污染大的问题，从而提供一种竹基合成无机纸及其制备方法。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种竹基合成无机纸，由包含下列质量份数的原料制备得到：

4、疏水改性碳酸钙60~70份、竹纤维15~25份、可生物降解树脂5~15份、助剂1~20份。

5、作为优选，疏水改性碳酸钙的制备方法包含下列步骤：

6、将碳酸钙、硅烷偶联剂和硬脂酸混合进行包覆，即得所述疏水改性碳酸钙。

7、作为优选，碳酸钙的d50为2~8μm；

8、硅烷偶联剂和硬脂酸的质量比为1~2：1~2；

9、硅烷偶联剂和硬脂酸的质量和为碳酸钙质量的1~3%；

10、包覆的温度为80~120℃，时间为10~20min。

11、作为优选，竹纤维的打浆度为45~65°sr。

12、作为优选，竹纤维的长径比≥10。

13、作为优选，可生物降解树脂为聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚乳酸、聚己内酯和聚丁二酸丁二醇酯中的一种或几种；

14、助剂包含增塑剂和/或润滑剂。

15、本发明提供了所述竹基合成无机纸的制备方法，包含下列步骤：

16、（1）将原料混合熔融造粒，得到复合母粒；

17、（2）将复合母粒顺次进行熔融流延、压延定型即得所述竹基合成无机纸。

18、作为优选，步骤（2）中熔融流延的温度为150~170℃。

19、作为优选，步骤（2）中压延定型的温度为80~110℃。

20、作为优选，步骤（2）中压延定型的压延线压力为50~100n/mm。

21、本发明提供了一种竹基合成无机纸，由包含下列质量份数的原料制备得到：疏水改性碳酸钙60~70份、竹纤维15~25份、可生物降解树脂5~15份、助剂1~20份。该合成无机纸以超细改性碳酸钙为主料，以原竹提取并经柔性研磨保留高长径比的竹纤维作为拉力支撑，辅以可生物降解树脂作为粘结剂，本发明采用高长径比竹纤维研磨：竹纤维不能过度粉碎，需采用盘磨柔性研磨使其微纤化，保留长径比，使其在纸张中形成致密的“三维网络骨架”，提供卓越的物理拉力。

22、本发明还提供了竹基合成无机纸的制备方法，将原料混合熔融造粒，得到复合母粒；将复合母粒顺次进行熔融流延、压延定型即得所述竹基合成无机纸。本发明通过界面偶联与流延成型，无机粉体（caco3）亲水，竹纤维含羟基亲水，两者无法直接热压成型。通过硅烷偶联剂对caco3表面进行疏水化改性，并引入少量生物可降解树脂作为粘结相。在高温流延压延下，熔融的树脂将改性caco3包裹并渗透进竹纤维网络，冷却后形成致密、防水的合成纸。

23、本发明的有益效果如下：

24、完全防水且环保：整体材料以无机矿物和竹纤维为主，塑料用量降至10%左右且为可降解树脂，纸张吸水率极低（<0.1%），废弃后在土壤微生物及酸性环境下可发生崩解，环保价值极高。

25、高强度与高附加值：竹纤维的骨架支撑使纸张抗撕裂性能远超普通石头纸，适用于高端防水包装、地图纸、户外广告纸等高附加值场景。

26、零水耗造纸：全程无需水作为分散介质，彻底消除造纸水污染。

27、本发明利用竹纤维的天然高强度替代传统石头纸中的石油基塑料网，不仅实现了纸张的完全防水和极佳的书写印刷性能，且产品可部分自然降解，大幅降低了碳排放，打破了传统造纸耗水大、石头纸难降解的技术瓶颈，附加值极高。

1.一种竹基合成无机纸，其特征在于，由包含下列质量份数的原料制备得到：

2.如权利要求1所述竹基合成无机纸，其特征在于，疏水改性碳酸钙的制备方法包含下列步骤：

3.如权利要求2所述竹基合成无机纸，其特征在于，碳酸钙的d50为2~8μm；

4.如权利要求3所述竹基合成无机纸，其特征在于，竹纤维的打浆度为45~65°sr。

5.如权利要求4所述竹基合成无机纸，其特征在于，竹纤维的长径比≥10。

6.如权利要求5所述竹基合成无机纸，其特征在于，可生物降解树脂为聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚乳酸、聚己内酯和聚丁二酸丁二醇酯中的一种或几种；

7.权利要求1~6任意一项所述竹基合成无机纸的制备方法，其特征在于，包含下列步骤：

8.如权利要求7所述竹基合成无机纸的制备方法，其特征在于，步骤（2）中熔融流延的温度为150~170℃。

9.如权利要求8所述竹基合成无机纸的制备方法，其特征在于，步骤（2）中压延定型的温度为80~110℃。

10.如权利要求9所述竹基合成无机纸的制备方法，其特征在于，步骤（2）中压延定型的压延线压力为50~100n/mm。