一種阻燃紙及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于阻燃材料生產領域，具體涉及一種阻燃紙及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002]紙張是由植物纖維交織構成的，其主要成分是纖維素、半纖維素和少量木素，而這些成分都是易燃成分，通常紙的燃點在130?230°C左右，氧指數在15?20之間。紙基材料經常成為火災的引火物質，每年因其易燃燒性所造成的經濟損失相當巨大，紙基材料的阻燃性已成為一些應用領域的必要的性能指標。
[0003]阻燃紙是通過漿內添加、浸潰或涂布等加工工藝將阻燃劑添加到紙張內部或表面而制成的。阻燃劑通過阻礙纖維熱分解，抑制可燃氣體生成，或者通過隔離熱和空氣以及稀釋可燃氣體等一種或幾種途徑而達到阻燃目的。
[0004]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。漿內添加法制備阻燃紙，具有阻燃劑分布均勻，對紙的物理性能影響小等優點，加入少量助留助率劑后，可以大幅其提高留著率，達到阻燃效果。經過阻燃處理后的紙，可使其達到難燃要求，從而滿足工業生產和人們日常生活的要求。
[0005]極限氧指數是指紙張在氧和氮混合氣體中當剛能支撐其燃燒時氧的體積分數濃度。它是表征材料燃燒行為的指數。極限氧指數可以用燃燭試驗測定，將一個紙條在特定條件下向下燃燒進行測定。通常認為極限氧指數為21以上時，該物質在空氣中即難以順利燃燒，已具有火焰自熄性。
【發明內容】
[0006]為了克服現有技術存在的不足和缺點，本發明的首要目的在于提供一種阻燃紙的制備方法，該制備方法以植物纖維為原料通過特定抄造工藝和添加多種化學劑來達到目的；
本發明的另一目的在于提供一種方法制備而成的阻燃紙；
本發明的再一目的在于提供上述阻燃紙的應用。
[0007]本發明的目的通過下述技術方案實現:
一種阻燃紙的制備方法，其特征在于包括以下操作步驟:
(1)打漿:將漿料放入盤磨打漿機中打至打漿度介于30?50°SR之間；
(2)添加:向經過步驟(I)打漿的紙漿中依次加入阻燃填料、增強劑、助留劑進行混合；所述阻燃填料的質量為絕干紙漿重量的5%?10%，增強劑為絕干紙漿重量的1%?5%，助留劑重量為絕干紙衆重量的0.1%?1% ; (3)成型:將經過步驟(2)混合后的紙漿在造紙機上按照50?200g/m2的定量進行抄造，壓榨和干燥后得到所述阻燃紙；
所述阻燃填料由磷酸、尿素和鋁鎂水滑石制備得到。
[0008]優選地，所述的復合阻燃填料的制備方法，包括如下步驟:將磷酸溶液倒入反應器中加熱攪拌，溫度升到60-70°C加入尿素，等溫度升到130°C時加入鎂鋁水滑石，保溫10?15min，將產物倒出，固化、粉碎后得到所述阻燃填料。
[0009]優選地，步驟⑵所述的增強劑為陽離子淀粉，助留劑為陽離子聚丙烯酰胺。
[0010]優選地,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。
[0011]優選地，所述的加熱的升溫速率3?6V mirT1，聚合反應溫度不超過130°C。
[0012]優選地，所述固化是將產物放入高溫箱中，在210?230°C下固化2?2.5h。
[0013]優選地，所述復合阻燃填料為過320目篩的粉末。
[0014]優選地，所述漿料為針葉木漿和/或闊葉木漿。
[0015]一種由上述阻燃紙的制備方法制備得到的阻燃紙。
[0016]一種上述的阻燃紙在制備抄造阻燃紙方面的應用。
[0017]相對于現有技術，本發明具有如下的優點:
本發明可以大幅提高紙張的阻燃性能，從而提高紙張的應用范圍。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。
[0018]本發明所采用的抄造工藝對紙張阻燃性能改善作用明顯，且物理性能損失較小。
【具體實施方式】
[0019]下面結合實施例對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。
[0020]實施例1
一種阻燃紙的生產工藝，其特征在于包括以下操作步驟:
(I)打漿:將紙漿放入盤磨打漿機中打漿至一定的打漿度；所述一定的打漿度為40。 SR。
[0021](2)添加:將經過步驟(I)打漿的紙漿依次與不同重量的阻燃填料、增強劑、助留劑進行混合；所述阻燃填料的質量為絕干紙漿重量的10% ;增強劑為絕干紙漿重量的1% ；助留劑重量為絕干紙漿重量的0.1% ;
阻燃填料由下述方法制備得到:
①將40kg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34kg尿素，控制升溫速率3 °C min-1。
[0022]②等溫度升到130°C時，加入6kg的鎂鋁水滑石，保持130°C時，保溫lOmin，將產物倒出。
[0023]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目篩即得阻燃填料。
[0024](3)成型:將經過步驟(2)混合后的紙漿在紙機上按照一定定量進行抄造，壓榨和干燥后得到所述阻燃紙；所述定量為50g/m2;
將步驟(3)得到的阻燃紙與只經以上步驟(I)處理的紙漿抄成的空白紙片對比阻燃性能(極限氧指數)。
[0025]本實施例中的阻燃紙與空白紙樣的極限氧指數相比，阻燃紙的極限氧指數由12.4提聞到了 28.9ο
[0026]實施例2
一種阻燃紙的生產工藝，其特征在于包括以下操作步驟:
(I)打漿:將紙漿放入盤磨打漿機中打漿至一定的打漿度；所述一定的打漿度為45。SR。
[0027](2)添加:將經過步驟(I)打漿的紙漿依次與不同重量的阻燃填料、增強劑、助留劑進行混合；所述阻燃填料的質量為絕干紙漿重量的7% ;增強劑為絕干紙漿重量的3% ；助留劑重量為絕干紙漿重量的0.3% ;
阻燃填料由下述方法制備得到:
①將20kg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13kg尿素，控制升溫速率3 °C min-1。
[0028]②等溫度升到130°C時，加入3kg的鎂鋁水滑石，保持130°C時，保溫lOmin，將產物倒出。
[0029]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目篩即得阻燃填料。
[0030](3)成型:將經過步驟(2)混合后的紙漿按照一定定量進行抄造；壓榨和干燥后得到所述阻燃紙；所述定量為80g/m2;
將步驟(3)得到的阻燃紙與只經以上步驟(I)處理的紙漿抄成的空白紙片對比阻燃性能(極限氧指數)。
[0031]本實施例中的阻燃紙與空白紙樣的極限氧指數相比，阻燃紙的極限氧指數由12.4提聞到了 29.5。
[0032]實施例3
一種阻燃紙的生產工藝，其特征在于包括以下操作步驟:
(I)打漿:將紙漿放入盤磨打漿機中打漿至一定的打漿度；所述一定的打漿度為50。 SR。
[0033](2)添加:將經過步驟(I)打漿的紙漿依次與不同重量的阻燃填料、增強劑、助留劑進行混合；所述阻燃填料的質量為絕干紙漿重量的5% ;增強劑為絕干紙漿重量的5% ；助留劑重量為絕干紙漿重量的1% ;
阻燃填料由下述方法制備得到:
①將50kg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42kg尿素，控制升溫速率3 °C min-1。
[0034]②等溫度升到130°C時，加入8kg的鎂鋁水滑石，保持130°C時，保溫lOmin，將產物倒出。
[0035]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目篩即得阻燃填料。
[0036](3)成型:將經過步驟(2)混合后的紙漿按照一定定量進行抄造；壓榨和干燥后得到所述阻燃紙；所述定量為160g/m2;
將步驟(3)得到的阻燃紙與只經以上步驟(I)處理的紙漿抄成的空白紙片對比阻燃性能(極限氧指數)。
[0037]本實施例中的阻燃紙與空白紙樣的極限氧指數相比，阻燃紙的極限氧指數由12.4提聞到了 27.5。
[0038]上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種阻燃紙的制備方法，其特征在于包括以下操作步驟: (1)打漿:將漿料放入盤磨打漿機中打至打漿度介于30?50°SR之間； (2)添加:向經過步驟(I)打漿的紙漿中依次加入阻燃填料、增強劑、助留劑進行混合；所述阻燃填料的質量為絕干紙漿重量的5%?10%，增強劑為絕干紙漿重量的1%?5%，助留劑重量為絕干紙衆重量的0.1%?1% ; (3)成型:將經過步驟(2)混合后的紙漿在造紙機上按照50?200g/m2的定量進行抄造，壓榨和干燥后得到所述阻燃紙； 所述阻燃填料由磷酸、尿素和鋁鎂水滑石制備得到。
2.根據權利要求1所述阻燃紙的制備方法，其特征在于，所述的阻燃填料的制備方法，包括如下步驟:將磷酸溶液倒入反應器中加熱攪拌，溫度升到60-70°C加入尿素，等溫度升到130°C時加入鎂鋁水滑石，保溫10?15min，將產物倒出，固化、粉碎后得到所述阻燃填料。
3.根據權利要求1所述阻燃紙的制備方法，其特征在于:步驟(2)所述的增強劑為陽離子淀粉，助留劑為陽離子聚丙烯酰胺。
4.如權利要求2所述阻燃紙的制備方法，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。
5.如權利要求2所述阻燃紙的制備方法，其特征在于，所述的加熱的升溫速率3?6V mirT1，聚合反應溫度不超過130°C。
6.如權利要求2所述阻燃紙的制備方法，其特征在于，所述固化是將產物放入高溫箱中，在210?230°C下固化2?2.5h。
7.如權利要求2所述阻燃紙的制備方法，其特征在于，所述阻燃填料為過320目篩的粉末。
8.一種由權利要求1?7任一項所述阻燃紙的制備方法制備得到的阻燃紙。
9.一種根據權利要求8所述的阻燃紙在制備抄造阻燃紙方面的應用。
【專利摘要】本發明屬于阻燃材料生產領域，公開了一種阻燃紙及其制備方法和應用，制備方法包括以下步驟：打漿使漿料的打漿度控制在30～50°SR；然后在漿料中順序添加不同比例的阻燃填料、增強劑和助留劑，并混合均勻；然后在紙機上將紙漿以一定的定量抄造成紙張，壓榨烘干后便得到阻燃紙，所述阻燃填料由磷酸、尿素和鋁鎂水滑石制備得到。該阻燃紙不但具有無鹵、無毒、無煙等優異的阻燃效果，而且還具有生產成本低、工藝較為簡單等特點，該發明具有廣闊的市場前景。
【IPC分類】D21H21-18, D21H21-14, D21H21-10, D21H17-69
【公開號】CN104532667
【申請號】CN201410716662
【發明人】王慶艷
【申請人】王慶艷
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月2日