一種復合阻燃填料及添加該阻燃填料的阻燃紙的制作方法
【專利摘要】一種復合阻燃填料，包括磷酸，尿素和鋁鎂水滑石，所述復合阻燃填料的制備方法，包括如下步驟：將85%濃度的磷酸倒入反應器中，加熱攪拌，溫度升到60-70℃加入尿素,控制升溫速率3～6℃min-1，聚合反應溫度不超過130℃，等溫度升到130℃時，加入鎂鋁水滑石，保持130℃時，保溫10～15min，將產物倒出，放入高溫箱中,在210～230℃下固化2～2.5h，將固化后的物質粉碎、過篩即得所述復合阻燃填料。利用該復合阻燃填料制備的阻燃紙張，將針葉木漿打漿至40°SR后送至混合漿池，加入復合阻燃填料和助留助濾劑，攪拌均勻,用長網造紙機抄制成形,然后經壓榨和干燥后制得。
【專利說明】—種復合阻燃填料及添加該阻燃填料的阻燃紙
【技術領域】
[0001]本發明涉及阻燃材料領域，特別涉及一種復合阻燃填料及添加該阻燃填料的阻燃紙。
【背景技術】
[0002]目前常用浸潰法、表面涂布法和漿內添加阻燃劑的方法生產阻燃紙。浸潰法生產的紙需吸附大量的阻燃劑，對紙張的本身性能影響大，所以適用范圍窄。涂布法的阻燃劑主要集中在紙的表面，其表面阻燃效果相對較好，但不能賦予紙內部阻燃性，且由于涂布法使用大量的有機黏結劑，所以阻燃效果不夠理想。漿內添加阻燃劑的方法是在漿內添加各種水不溶性的阻燃劑，和植物纖維混合抄成阻燃紙，這種方法簡單，但阻燃劑加入量大，對紙的物理性能影響大。
【發明內容】
[0003]為解決上述現有技術存在的問題，本發明提出一種復合阻燃填料及其制備方法，能夠提高阻燃填料阻燃性，同時減少紙漿內阻燃填料加入量，提高阻燃率，降低阻燃紙生產成本，減少對阻燃紙性能的影響，從而具有提高阻燃紙應用范圍的特點。
[0004]為達到上述目的，本發明的技術方案為:
[0005]一種復合阻燃填料，包括磷酸，尿素和鋁鎂水滑石，所述復合阻燃填料的制備方法，包括如下步驟:將85%濃度的磷酸倒入反應器中，加熱攪拌，溫度升到60-70°C加入尿素，控制升溫速率3~61:1^11_1，聚合反應溫度不超過1301:，等溫度升到1301:時，加入鎂鋁水滑石，保持130°C時，保溫10~15min，將產物倒出，放入高溫箱中，在210~230°C下固化2~2.5h，將固化后的物質粉碎、過320目篩即得所述復合阻燃填料。
[0006]進一步的,所述磷酸:尿素:招鎂水滑石的質量份數比為:1:0.85~0.95:0.15~
0.35。
[0007]—種阻燃紙，該阻燃紙以上述阻燃填料為原料制成，其各組分的質量份數比為:針葉木漿:復合阻燃填料:助留助濾劑=1:0.2~0.25:0.0003~0.0005。
[0008]進一步的，該阻燃紙經以下步驟制得:按照上述比例，將針葉木漿打漿至40° SR后送至混合漿池，加入復合阻燃填料和助留助濾劑，攪拌均勻，用長網造紙機抄制成形，然后經壓榨和干燥后制得所述阻燃紙。
[0009]進一步的，所述助留助濾劑為陽離子聚丙烯酰銨。
[0010]進一步的，所述阻燃紙為定量為80~120gm_2的阻燃紙。
[0011]阻燃性和物理性能檢測:以《阻燃紙和紙板燃燒性能試驗方法》國家標準為依據，檢測添加本發明聚磷酸銨/鎂鋁水滑石復合阻燃填料的阻燃紙的阻燃性能，用燃燒試驗箱測試紙樣的續燃時間、灼燃時間和炭化長度。以《紙和紙板抗張強度的測定》國家標準為依據，檢測添加本發明聚磷酸銨/鎂鋁水滑石復合阻燃填料的阻燃紙的抗張強度性能，用抗張強度儀測試紙樣的抗張強度。檢測表 明:添加本發明復合阻燃填料后阻燃紙的平均續燃時間為3?5s，平均灼燃時間為38?50s，平均炭化長度為98?112mm，抗張指數為40-48N.m.g—1。
[0012]相對于現有技術，本發明的有益效果為:
[0013](I)提高阻燃填料的阻燃性:
[0014]在磷酸和尿素合成聚磷酸銨的過程中加入鎂鋁水滑石，使反應在鎂鋁水滑石的孔隙和表面進行，從而制備聚磷酸銨/鎂鋁水滑石復合阻燃填料，充分利用聚磷酸銨的阻燃性和鎂鋁水滑石的阻燃性，使復合填料有很高的阻燃性能。
[0015](2)減少紙漿內加入量，提高阻燃效率，降低成本:
[0016]在阻燃紙的生產過程中，在紙漿中加入少量的聚磷酸銨/鎂鋁水滑石復合阻燃填料，就可使紙具有較好的阻燃性，其加入量遠遠小于一般阻燃填料的加入量，提高了阻燃填料的阻燃效率，也可降低成本。
[0017](3)減少對紙性能的影響，提高紙的應用范圍:
[0018]由于加入的聚磷酸銨/鎂鋁水滑石復合阻燃填料數量較少，所以對紙的抗張強度等主要物理強度指標的影響較小，有利于提高紙的強度性能，提高了阻燃紙的應用范圍。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明阻燃填料及阻燃紙張的制作流程和檢測框圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖及具體實施例對本發明方案做進一步詳細描述:
[0021]實施例1:一種復合阻燃填料，由下述方法制備得到:
[0022]①將400公斤濃度為85%的磷酸倒入反應器中，加熱攪拌，溫度升到60°C時加入340公斤尿素,控制升溫速率3°C mirT1。
[0023]②等溫度升到130°C時，加入60公斤的鎂鋁水滑石，保持130°C時，保溫IOminJf產物倒出。
[0024]③將產物在高溫箱中于210°C下固化2h，將固化后的物質粉碎、過320目篩即得聚磷酸銨/鎂鋁水滑石復合阻燃填料。
[0025]一種利用上述阻燃填料為原料的阻燃紙張，其制備過程為:將針葉木漿打漿至40° SR后送至混合漿池，按針葉木漿:復合阻燃填料:陽離子聚丙烯酰胺的重量份數比為1:0.2:0.0003比例加入復合阻燃填料和陽離子聚丙烯酰胺，攪拌均勻，用長網造紙機抄制成定量為80gm_2的紙頁。
[0026]實施例2:—種復合阻燃填料，由下述方法制備得到:
[0027]①將400公斤濃度為85%的磷酸倒入反應器中，加熱攪拌，溫度升到65°C時加入360公斤尿素,控制升溫速率4°C mirT1。
[0028]②等溫度升到130°C時，加入80公斤的鎂鋁水滑石，保持130°C時，保溫12min，將產物倒出。
[0029]③將產物在高溫箱中于220°C下固化2h，將固化后的物質粉碎、過320目篩即得聚磷酸銨/鎂鋁水滑石復合阻燃填料。
[0030]一種利用上述阻燃填料為原料的阻燃紙張，其制備過程為:將針葉木漿打漿至40° SR后送至混合漿池，按針葉木漿:復合阻燃填料:陽離子聚丙烯酰胺的重量份數比為1:0.22:0.0004比例加入復合阻燃填料和陽離子聚丙烯酰胺，攪拌均勻，用長網造紙機抄制成定量為90gm_2的紙頁。
[0031]實施例3:—種復合阻燃填料，由下述方法制備得到:
[0032]①將400公斤濃度為85%的磷酸倒入反應器中，加熱攪拌，溫度升到70°C時加入380公斤尿素,控制升溫速率5°C mirT1。
[0033]②等溫度升到130°C時，加入100公斤的鎂鋁水滑石，保持130°C時，保溫15min，將產物倒出。
[0034]③將產物在高溫箱中于230°C下固化2.5h，將固化后的物質粉碎、過320目篩即得聚磷酸銨/鎂鋁水滑石復合阻燃填料。
[0035]一種利用上述阻燃填料為原料的阻燃紙張，其制備過程為:將針葉木漿打漿至40° SR后送至混合漿池，按針葉木漿:復合阻燃填料:陽離子聚丙烯酰胺的重量份數比為1:0.25:0.0005比例加入復合阻燃填料和陽離子聚丙烯酰胺，攪拌均勻，用長網造紙機抄制成定量為IOOgnT2的紙頁。
[0036]實施例4:一種復合阻燃填料，由下述方法制備得到:
[0037]①將400公斤濃度為85%的磷酸倒入反應器中，加熱攪拌，溫度升到70°C時加入370公斤尿素，控制升溫速率6°C mirT1。
[0038]②等溫度升到130°C時，加入88公斤的鎂鋁水滑石，保持130°C時，保溫13min，將產物倒出。
[0039]③將產物在高溫箱中于220°C下固化2.5h，將固化后的物質粉碎、過320目篩即得
聚磷酸銨/鎂鋁水滑石復合阻燃填料。
[0040]一種利用上述阻燃填料為原料的阻燃紙張，其制備過程為:將針葉木漿打漿至40° SR后送至混合漿池，按針葉木漿:復合阻燃填料:陽離子聚丙烯酰胺的重量份數比為1:0.24:0.0004比例加入復合阻燃填料和陽離子聚丙烯酰胺，攪拌均勻，用長網造紙機抄制成定量為120gm_2的紙頁。
[0041]本發明復合阻燃填料用于阻燃紙的阻燃性能及抗張指數檢測如下:
[0042]按國家標準方法檢測本發明實施例1、實施例2、實施例3和實施例4所得的復合阻燃填料制備的阻燃紙的阻燃性能和抗張指數。
[0043]實施例1的80gnT2的復合阻燃紙基材料的平均續燃時間為4s，平均灼燃時間為42s，平均炭化長度為105mm，抗張指數為48N.m.g—1。
[0044]實施例2的90gnT2的復合阻燃紙基材料的平均續燃時間為5s，平均灼燃時間為47s，平均炭化長度為109mm，抗張指數為46N.m.g—1。
[0045]實施例3的IOOgnT2的復合阻燃紙基材料的平均續燃時間為5s，平均灼燃時間為50s，平均炭化長度為112mm，抗張指數為40N.m.g—1。
[0046]實施例4的120gm_2的復合阻燃紙基材料的平均續燃時間為3s，平均灼燃時間為38s,平均炭化長度為98mm,抗張指數為42N.m.g'
[0047]用本發明實施例1、實施例2、實施例3和實施例4所得的復合阻燃填料制備的阻燃紙的阻燃試驗表明，其平均續燃時間、平均灼燃時間和平均炭化長度均達到了檢測標準的要求，試驗結果表明本發明的復合阻燃填料有很好的阻燃效果。另外從抗張指數看，在實施例1、實施例2、實施例3和實施例4的加填量下，所得的阻燃紙仍具有較高的抗張指數，較好地兼顧了阻燃紙的阻燃性能與強度。
[0048]以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何不經過創造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書所限定的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種復合阻燃填料，包括磷酸，尿素和鋁鎂水滑石，其特征在于，所述復合阻燃填料的制備方法，包括如下步驟:將85%濃度的磷酸倒入反應器中，加熱攪拌，溫度升到60-70°C加入尿素，控制升溫速率3?6 V mirT1，聚合反應溫度不超過130°C，等溫度升到130°C時，加入鎂鋁水滑石，保持130°C時，保溫10?15min，將產物倒出，放入高溫箱中，在210?230°C下固化2?2.5h，將固化后的物質粉碎、過320目篩即得所述復合阻燃填料。
2.如權利要求1所述的復合阻燃填料，其特征在于，所述磷酸:尿素:鋁鎂水滑石的質量份數比為:1:0.85?0.95:0.15?0.35。
3.一種阻燃紙，其特征在于，該阻燃紙以權利要求2所述阻燃填料為原料制成，其各組分的質量份數比為:針葉木漿:復合阻燃填料:助留助濾劑=1:0.2?0.25:0.0003?0.0005。
4.如權利要求3所述的阻燃紙，其特征在于，該阻燃紙經以下步驟制得:按照上述比例，將針葉木漿打漿至40° SR后送至混合漿池，加入復合阻燃填料和助留助濾劑，攪拌均勻，用長網造紙機抄制成形，然后經壓榨和干燥后制得所述阻燃紙。
5.如權利要求4所述的阻燃紙，其特征在于，所述助留助濾劑為陽離子聚丙烯酰銨。
6.如權利要求4所述的阻燃紙，其特征在于，所述阻燃紙為定量為80?120gm_2的阻燃紙。
【文檔編號】D21H17/69GK103806331SQ201410055620
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月19日 優先權日:2014年2月19日
【發明者】沙力爭, 趙會芳 申請人:浙江科技學院, 沙力爭