专利名称：水基无卤阻燃纸及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种水基无卤阻燃纸及其制备方法。
背景技术：
随着我国经济的飞跃发展，纸材料应用领域不断拓宽，市场对纸的品种和质量要求也越来越高，在许多情况 下要求纸张具有阻燃性，比如防火衬垫纸板、家居墙面的装饰纸制品、需要阻燃的物品包装等等。具备阻燃性能的纸遇火燃烧时，纸中的阻燃剂能最大限度地抑制燃烧。我国阻燃纸研究与国外相比，起步比较晚。目前我国生产的阻燃纸主要存在下述不足I、阻燃剂添加量大、返卤、吸潮等现象。2、使用有毒阻燃剂，如溴、磷酸酯等阻燃剂，不利于环保甚至危害健康。3、阻燃剂不够稳定，在光照、热等的作用下，会发生反应，从而降低了阻燃效果。阻燃纸的生产工艺一般有浸溃法、涂布法、内添法和喷雾法。其中，涂布法适用于不溶或难溶的阻燃剂。这种方法的优点是在纸的表面上阻燃剂比较集中，对纸的物理性能影响较小。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种无毒无污染，燃烧产物对环境不造成影响，阻燃性能好的水基无卤阻燃纸。本发明的另一个目的是提供一种水基无卤阻燃纸的制备方法。本发明通过下述技术方案实现一种水基无卤阻燃纸，其特征在于，在原纸表面涂覆有阻燃层，所述阻燃层由阻燃液烘干得到，所述阻燃液由阻燃剂、胶液、消泡剂组成，所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑、微米级或纳米级水滑石中的两种复配成复合阻燃剂或者采用三氧化二锑作为阻燃剂，所述胶液由聚乙烯醇和羧甲基纤维素混合而成，所述胶液中，聚乙烯醇的质量百分比浓度为3%，羧甲基纤维素的质量百分比浓度为I %，所述阻燃液中阻燃剂占胶液重量的15%，所述阻燃剂的单面纸涂布量为16-30g/m2，所述消泡剂为聚乙烯醇和羧甲基纤维素总量的重量百分数的O. I %。所述消泡剂为有机极性化合物消泡剂。一种水基无卤阻燃纸的制备方法，其特征在于，包括下述步骤(I)将水溶性聚乙烯醇与水于90°C混合，搅拌30分钟，得到质量百分比浓度为3%的聚乙烯醇溶液，再加入羧甲基纤维素，使得羧甲基纤维素的质量百分比浓度为1%，继续搅拌直至完全溶解，所得混合溶液作为胶液；(2)将阻燃剂加入到步骤(I)制备的胶液中，添加相对于聚乙烯醇和羧甲基纤维素总量的重量百分数为O. 1%的消泡剂，搅拌均匀，得到阻燃液，阻燃液中阻燃剂占胶液重量的15% ;采用氢氧化镁、氢氧 化铝、三氧化二锑、微米级或者纳米级水滑石中的两种复配成复合阻燃剂或者采用三氧化二锑作为阻燃剂；(3)将步骤(2)制备的阻燃液在涂布机上涂布于原纸上，再经机上90°C烘干处理，得到阻燃纸。阻燃剂单面纸涂布量为16_30g/m2。所述消泡剂为有机极性化合物消泡剂，可以采用磷酸三丁酯、磷酸三辛酯或者二
乙基己醇。复合阻燃剂中，氢氧化镁或氢氧化铝与三氧化二锑的重量比为2 : I或I : 2，三氧化二锑与水滑石的重量比为1:1。本发明具有下述技术效果I、本发明的水基无卤阻燃纸，以水基聚乙烯醇和羧甲基纤维素混合液作为胶液，添加无卤的无机阻燃剂，无毒环保，燃烧产物对环境不造成影响。2、本发明的水基无卤阻燃纸通过将阻燃剂分散在聚乙烯醇和羧甲基纤维素复合胶液中并涂布在纸张两面，然后烘干处理，解决了纸张易燃的缺点，技术指标达到纸样续燃时间为Os，平均灼燃时间< 23s，平均碳化长度< 26mm，具有优异的阻燃性能。3、本发明的水基无卤阻燃纸采用涂布工艺，可直接加入到传统抄纸工艺中。该阻燃纸可广泛用于作为防火衬垫纸、阻燃壁纸、阻燃包装纸等领域。4、本发明的水基无卤阻燃纸通过使用聚乙烯醇和羧甲基纤维素混合溶液作为胶液，可以使阻燃剂均匀分散在纸张的表层，并部分分散在纸张近表层的空隙中，从而在纸张表面形成有效的阻燃膜，复配的阻燃剂具有协同效应，从而降低了阻燃剂用量。阻燃剂单面纸涂布量16-30g/m2之间，用量少。5、本发明使用无卤的耐光照、耐热无机阻燃剂，有效提高了阻燃纸的光稳定性和热稳定性。
具体实施例方式以下结合具体实施例对本发明进行详细说明。实施例I :(I)将水溶性聚乙烯醇1799 O. 3kg与水9. 7kg于90°C混合，搅拌30分钟，得到浓度为3%的聚乙烯醇溶液，再加入羧甲基纤维素O. 1kg，使得羧甲基纤维的浓度为1%，继续搅拌直至完全溶解，所得混合溶液作为胶液。(2)采用氢氧化镁O. 5kg与三氧化二锑I. Okg (重量比为I : 2)复配作为阻燃剂，加入到步骤(I)制备的胶液中，添加O. 1% (相对于聚乙烯醇和羧甲基纤维素总量的重量百分数)4g的消泡剂磷酸三丁酯，搅拌均匀，所得阻燃液中复合阻燃剂占胶液的15%。(3)将步骤⑵得到的阻燃液在涂布机上涂布于原纸(定量70g/m2)上，阻燃剂单面纸涂布量20g/m2，再经机上90°C烘干处理，卷取，得到阻燃纸。实施例2:(I)将水溶性聚乙烯醇1799 O. 3kg与水9. 7kg于90°C混合，搅拌30分钟，得到浓度为3%的聚乙烯醇溶液，再加入羧甲基纤维素O. 1kg，使得羧甲基纤维的浓度为1%，继续搅拌直至完全溶解，所得混合溶液作为胶液。
(2)采用氢氧化铝I. Okg与三氧化二锑O. 5kg(重量比为2 I)复配作为阻燃剂，加入到步骤(I)制备的胶液中，添加O. 1% (相对于聚乙烯醇和羧甲基纤维素总量的重量百分数)4g的磷酸三辛酯，搅拌均匀，所得阻燃液中复合阻燃剂占胶液的15%。(3)将阻燃液在涂布机上涂布于原纸(定量70g/m2)上，阻燃剂单面纸涂布量30g/m2，再经机上90°C烘干处理，卷取，得到阻燃剂。实施例3 (I)将水溶性聚乙烯醇1799 O. 3kg与水9. 7kg于90°C混合，搅拌30分钟，得到浓度为3%的聚乙烯醇溶液，再加入羧甲基纤维素O. 1kg，使得羧甲基纤维的浓度为1%，继续搅拌直至完全溶解，所得混合溶液作为胶液。(2)采用三氧化二锑I. 5kg作为阻燃剂，加入到步骤⑴制备的胶液中，添加
O.1% (相对于聚乙烯醇和羧甲基纤维素总量的重量百分数)4g的二乙基己醇，搅拌均匀，所得阻燃液中复合阻燃剂占胶液的15%。(3)将阻燃液在涂布机上涂布于原纸(定量80g/m2)上，阻燃剂单面纸涂布量16g/m2，再经机上90°C烘干处理，卷取，得到阻燃纸。实施例4 (I)将水溶性聚乙烯醇1799 O. 3kg与水9. 7kg于90°C混合，搅拌30分钟，得到浓度为3%的聚乙烯醇溶液，再加入羧甲基纤维素O. 1kg，使得羧甲基纤维的浓度为1%，继续搅拌直至完全溶解，所得混合溶液作为胶液。(2)采用三氧化二铺O. 75kg与纳米级水滑石O. 75kg(重量比为I : I)复配作为阻燃剂，加入到步骤(I)制备的胶液中，添加0.1% (相对于聚乙烯醇和羧甲基纤维素总量的重量百分数)4g的消泡剂磷酸三丁酯，搅拌均匀，所得阻燃液中复合阻燃剂占胶液的15%。(3)将阻燃液在涂布机上涂布于原纸(定量80g/m2)上，阻燃剂单面纸涂布量16g/m2，再经机上90°C烘干处理，卷取，得到阻燃纸。将实施例1-4得到的水基无卤阻燃纸进行检测，检测数据如表I所示。表I
性能指标单位国标要求实施例I~实施例2~实施例3~实施例4~
续然时间 IFOOOO
灼然时间 IF SS 60Π232220
碳化长度 H S 11519261822本发明的阻燃纸具有阻燃剂用量少(单面纸涂布量16_30g/m2)，阻燃效果优异，技术指标达到纸样续燃时间为Os，平均灼燃时间< 23s，平均碳化长度< 26_，具有优异的阻燃性能，阻燃性能优于市场同类产品。所用阻燃剂为无机无卤阻燃剂，所用胶液为水基胶液，无毒无污染，无腐蚀性，环保，燃烧产物对环境不造成影响。
权利要求
1.一种水基无卤阻燃纸，其特征在于，在原纸表面涂覆有阻燃层，所述阻燃层由阻燃液烘干得到，所述阻燃液由阻燃剂、胶液、消泡剂组成，所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑、微米级或纳米级水滑石中的两种复配成复合阻燃剂或者采用三氧化二锑作为阻燃剂，所述胶液由聚乙烯醇和羧甲基纤维素混合而成，所述胶液中，聚乙烯醇的质量百分比浓度为3%，羧甲基纤维素的质量百分比浓度为1%，所述阻燃液中阻燃剂占胶液重量的15%，所述阻燃剂的单面纸涂布量为16-30g/m2，所述消泡剂为聚乙烯醇和羧甲基纤维素总量的重量百分数的O. I %。
2.根据权利要求I所述的水基无卤阻燃纸，其特征在于，所述消泡剂为有机极性化合 物消泡剂。
3.根据权利要求I所示的水基无卤阻燃纸的制备方法，其特征在于，复合阻燃剂中，氢氧化镁或氢氧化铝与三氧化二锑的重量比为2 : I或I : 2，三氧化二锑与水滑石的重量比为 I : I。
4.一种权利要求I所述的水基无卤阻燃纸的制备方法，其特征在于，包括下述步骤 (1)将水溶性聚乙烯醇与水于90°C混合，搅拌30分钟，得到质量百分比浓度为3%的聚乙烯醇溶液，再加入羧甲基纤维素，使得羧甲基纤维素的质量百分比浓度为1%，继续搅拌直至完全溶解，所得混合溶液作为胶液； (2)将阻燃剂加入到步骤(I)制备的胶液中，添加相对于聚乙烯醇和羧甲基纤维素总量的重量百分数为O. I %的消泡剂，搅拌均匀得到阻燃液，阻燃液中阻燃剂占胶液重量的15% ;采用氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑、微米级或者纳米级水滑石中的两种复配成复合阻燃剂或者采用三氧化二锑作为阻燃剂； (3)将步骤(2)制备的阻燃液在涂布机上涂布于原纸上，再经机上90°C烘干处理，得到阻燃纸。
5.根据权利要求4所示的水基无卤阻燃纸的制备方法，其特征在于，阻燃剂单面纸涂布量为 16-30g/m2。
6.根据权利要求4所示的水基无卤阻燃纸的制备方法，其特征在于，所述消泡剂为有机极性化合物消泡剂。
7.根据权利要求4所示的水基无卤阻燃纸的制备方法，其特征在于，复合阻燃剂中，氢氧化镁或氢氧化铝与三氧化二锑的重量比为2 : I或I : 2，三氧化二锑与水滑石的重量比为 I : I。
全文摘要
本发明公开了一种水基无卤阻燃纸及其制备方法，旨在提供一种无毒无污染，燃烧产物对环境不造成影响，阻燃性能好的水基无卤阻燃纸及制备方法。该阻燃纸在原纸表面涂覆有阻燃层，阻燃层由阻燃液烘干得到，阻燃液由阻燃剂、胶液、消泡剂组成，阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑、微米级或纳米级水滑石中的两种复配成复合阻燃剂或者采用三氧化二锑作为阻燃剂，胶液由聚乙烯醇和羧甲基纤维素混合而成，阻燃剂的单面纸涂布量为16-30g/m2，消泡剂为聚乙烯醇和羧甲基纤维素总量的重量百分数的0.1％。本发明的阻燃纸以水基聚乙烯醇和羧甲基纤维素混合液作为胶液，添加无卤的无机阻燃剂，无毒环保，燃烧产物对环境不造成影响，阻燃性好。
文档编号D21H21/34GK102619139SQ201210100
公开日2012年8月1日 申请日期2012年4月9日 优先权日2012年4月9日
发明者滕立军, 郭玉花, 黄震 申请人:天津商业大学