【原创】无纺布用碳酸钙填充母料的制造与应用


来源:中国粉体网   黑金

[导读]  无纺布作为新型环保材料,其市场前景非常广阔。无纺布母粒对碳酸钙的需求量必然上涨。

中国粉体网讯  无纺布作为新一代环保材料,突破了传统的纺织原理,具有工艺流程短、生产速度快,产量高、成本低以及防潮、透气、柔韧、质轻、不助燃、容易分解、无毒无刺激性等众多特点,被国际公认为保护地球生态的环保产品。


无纺布用途广泛,如医疗卫生用的手术衣、防护服、消毒包布,家庭装饰用的贴墙布、台布,工业用的过滤材料、绝缘材料、水泥包装袋、包覆布,农业用的作物保护布、灌溉布,以及太空棉、保温隔音材料、吸油毡等等。




据世界非织造布权威机构预计,在2016-2019年期间,全球非织造布的年均增长率为6.97%。一直到2019年,丙纶纺粘和熔纺无纺布仍有很大的需求和增长空间。


在Smithers Pira的权威市场报告中,2017年生态环保无纺布的全球消费量为370万吨,即948亿平方米,价值为141亿美元。2017-2022年的年均市场增长预计为6.4%(吨),7.0%(平方米),7.1 %(美金价值)。


中国无纺布工业起步较晚,但发展十分迅速。我国无纺布产量从2004年的19.9万吨增长至2012年的236.47万吨,2016年我国无纺布产量达到360.5万吨。此外,由于中国收入水平和生活方式的提升,据测一次性婴儿纸尿裤的需求在2020年有望达到每年380亿条。无纺布产需两旺或将引爆中国碳酸钙市场。


为什么选用碳酸钙做填充母料?


碳酸钙作为塑料常用的无机粉体填充材料,可降低产品生产成本,提高塑料制品的尺寸稳定性,耐热性,拉伸强度,起到散光和消光的作用,改善塑料的加工成型性等,具有许多其他粉体材料所不具备的优点。因此其在塑料行业中使用十分广泛。


工业上常用的几种填充剂的特性


碳酸钙与滑石粉、高岭土相比具有价格便宜、相对密度高等优点,无纺布制作过程中填充剂一般都以碳酸钙为主,以节省成本,增加无纺布的重量或者硬度。


碳酸钙在无纺布中应用注意事项


由于纤维、无纺布行业的特殊性,对选用碳酸钙的要求也非常严格,在使用碳酸钙填充改性纤维、无纺布时,要注意以下几点要求。




(1)碳酸钙的粒度及其分布要适当。在熔融纺丝或纺布过程中,如果所选用的碳酸钙填充物的粒度过大,就会导致喷丝孔的堵塞,严重影响产品的生产和性能;如果粒度太细,易发生团聚现象,同时增加成本,所以对碳酸钙的粒度要严格筛选。


(2)分散性要好。由于碳酸钙在填充应用过程中,难于均匀分散,所以在使用之前,通常要对碳酸钙进行预分散处理(即制备碳酸钙填充母粒),才能达到较好的填充效果。


(3)白度越高越好。


(4)在某些特殊产品(如医疗、卫生用品),碳酸钙的纯度要高,硅、铁等元素的化合物要尽量低,有害重金属元素含量更要严格要求。  

 

碳酸钙填充母粒的制备


填充母料一般由母料填料、偶联剂、分散剂和载体树脂4部分组成。其中填料CaCO3主要起改性和降低成本等作用;偶联剂则可对填料和树脂同时发生化学和物理作用,改善填料与树脂间的结合力;分散剂主要为低聚物,其作用是使CaCO3粉体能较好地分散于载体树脂中;载体树脂主要是由与要填充的树脂有很好的相容性,并有一定的力学性能的树脂和(或)具由一定的双键的共聚物构成,它直接与要填充的树脂接触、混容,因此对体系的力学性能影响较大。


无纺布填充母料技术指标:

1)外观:片状形或圆柱形

2)颗粒(个/10g):200~600个

3)熔体指数:15~30g/min

4)白度:≥60

5)水分及挥发物≤0.05

6)密度:≤1.3~2


碳酸钙填充母粒的制备工艺流程如图1所示,加工温度控制在180—250℃。 


图1:碳酸钙填充母粒的制备工艺




碳酸钙填充PP纤维、无纺布的工艺流程如图2所示,纺丝温度控制在220-260℃。 


图2:碳酸钙填充PP纤维/无纺布的制备工艺




无纺布作为新型环保材料,其市场前景非常广阔。无纺布母粒对碳酸钙的需求量必然上涨。而碳酸钙填充母料的质量直接影响无纺布的生产。未来,随着塑料工业的发展,制品的多样化及功能化对填充要求越来越高,因此在填充母粒加工过程中,对粉体表面改性及母料加工技术等要求也会越来越高。


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作者:黑金

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