一种阻燃纸及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于阻燃材料生产领域，具体涉及一种阻燃纸及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]纸张是由植物纤维交织构成的，其主要成分是纤维素、半纤维素和少量木素，而这些成分都是易燃成分，通常纸的燃点在130?230°C左右，氧指数在15?20之间。纸基材料经常成为火灾的引火物质，每年因其易燃烧性所造成的经济损失相当巨大，纸基材料的阻燃性已成为一些应用领域的必要的性能指标。
[0003]阻燃纸是通过浆内添加、浸溃或涂布等加工工艺将阻燃剂添加到纸张内部或表面而制成的。阻燃剂通过阻碍纤维热分解，抑制可燃气体生成，或者通过隔离热和空气以及稀释可燃气体等一种或几种途径而达到阻燃目的。
[0004]浸溃法生产的纸需吸附大量的阻燃剂，对纸张的本身性能影响大，所以适用范围窄。涂布法的阻燃剂主要集中在纸的表面，其表面阻燃效果相对较好，但不能赋予纸内部阻燃性，且由于涂布法使用大量的有机黏结剂，所以阻燃效果不够理想。浆内添加阻燃剂的方法是在浆内添加各种水不溶性的阻燃剂，和植物纤维混合抄成阻燃纸，这种方法简单，但阻燃剂加入量大，对纸的物理性能影响大。浆内添加法制备阻燃纸，具有阻燃剂分布均匀，对纸的物理性能影响小等优点，加入少量助留助率剂后，可以大幅其提高留着率，达到阻燃效果。经过阻燃处理后的纸，可使其达到难燃要求，从而满足工业生产和人们日常生活的要求。
[0005]极限氧指数是指纸张在氧和氮混合气体中当刚能支撑其燃烧时氧的体积分数浓度。它是表征材料燃烧行为的指数。极限氧指数可以用燃烛试验测定，将一个纸条在特定条件下向下燃烧进行测定。通常认为极限氧指数为21以上时，该物质在空气中即难以顺利燃烧，已具有火焰自熄性。
【发明内容】
[0006]为了克服现有技术存在的不足和缺点，本发明的首要目的在于提供一种阻燃纸的制备方法，该制备方法以植物纤维为原料通过特定抄造工艺和添加多种化学剂来达到目的；
本发明的另一目的在于提供一种方法制备而成的阻燃纸；
本发明的再一目的在于提供上述阻燃纸的应用。
[0007]本发明的目的通过下述技术方案实现:
一种阻燃纸的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤:
(1)打浆:将浆料放入盘磨打浆机中打至打浆度介于30?50°SR之间；
(2)添加:向经过步骤(I)打浆的纸浆中依次加入阻燃填料、增强剂、助留剂进行混合；所述阻燃填料的质量为绝干纸浆重量的5%?10%，增强剂为绝干纸浆重量的1%?5%，助留剂重量为绝干纸衆重量的0.1%?1% ; (3)成型:将经过步骤(2)混合后的纸浆在造纸机上按照50?200g/m2的定量进行抄造，压榨和干燥后得到所述阻燃纸；
所述阻燃填料由磷酸、尿素和铝镁水滑石制备得到。
[0008]优选地，所述的复合阻燃填料的制备方法，包括如下步骤:将磷酸溶液倒入反应器中加热搅拌，温度升到60-70°C加入尿素，等温度升到130°C时加入镁铝水滑石，保温10?15min，将产物倒出，固化、粉碎后得到所述阻燃填料。
[0009]优选地，步骤⑵所述的增强剂为阳离子淀粉，助留剂为阳离子聚丙烯酰胺。
[0010]优选地,所述磷酸:尿素:招镁水滑石的质量份数比为1:0.85?0.95:0.15?0.35。
[0011]优选地，所述的加热的升温速率3?6V mirT1，聚合反应温度不超过130°C。
[0012]优选地，所述固化是将产物放入高温箱中，在210?230°C下固化2?2.5h。
[0013]优选地，所述复合阻燃填料为过320目筛的粉末。
[0014]优选地，所述浆料为针叶木浆和/或阔叶木浆。
[0015]一种由上述阻燃纸的制备方法制备得到的阻燃纸。
[0016]一种上述的阻燃纸在制备抄造阻燃纸方面的应用。
[0017]相对于现有技术，本发明具有如下的优点:
本发明可以大幅提高纸张的阻燃性能，从而提高纸张的应用范围。在阻燃纸的生产过程中，在纸浆中加入少量的聚磷酸铵/镁铝水滑石复合阻燃填料，就可使纸具有较好的阻燃性，其加入量远远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]本发明所采用的抄造工艺对纸张阻燃性能改善作用明显，且物理性能损失较小。
【具体实施方式】
[0019]下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0020]实施例1
一种阻燃纸的生产工艺，其特征在于包括以下操作步骤:
(I)打浆:将纸浆放入盘磨打浆机中打浆至一定的打浆度；所述一定的打浆度为40。 SR。
[0021](2)添加:将经过步骤(I)打浆的纸浆依次与不同重量的阻燃填料、增强剂、助留剂进行混合；所述阻燃填料的质量为绝干纸浆重量的10% ;增强剂为绝干纸浆重量的1% ；助留剂重量为绝干纸浆重量的0.1% ;
阻燃填料由下述方法制备得到:
①将40kg浓度为85%的磷酸倒入反应器中，加热搅拌，温度升到60°C时加入34kg尿素，控制升温速率3 °C min-1。
[0022]②等温度升到130°C时，加入6kg的镁铝水滑石，保持130°C时，保温lOmin，将产物倒出。
[0023]③将产物在高温箱中于210°C下固化2h，将固化后的物质粉碎、过320目筛即得阻燃填料。
[0024](3)成型:将经过步骤(2)混合后的纸浆在纸机上按照一定定量进行抄造，压榨和干燥后得到所述阻燃纸；所述定量为50g/m2;
将步骤(3)得到的阻燃纸与只经以上步骤(I)处理的纸浆抄成的空白纸片对比阻燃性能(极限氧指数)。
[0025]本实施例中的阻燃纸与空白纸样的极限氧指数相比，阻燃纸的极限氧指数由12.4提闻到了 28.9ο
[0026]实施例2
一种阻燃纸的生产工艺，其特征在于包括以下操作步骤:
(I)打浆:将纸浆放入盘磨打浆机中打浆至一定的打浆度；所述一定的打浆度为45。SR。
[0027](2)添加:将经过步骤(I)打浆的纸浆依次与不同重量的阻燃填料、增强剂、助留剂进行混合；所述阻燃填料的质量为绝干纸浆重量的7% ;增强剂为绝干纸浆重量的3% ；助留剂重量为绝干纸浆重量的0.3% ;
阻燃填料由下述方法制备得到:
①将20kg浓度为85%的磷酸倒入反应器中，加热搅拌，温度升到65°C时加入13kg尿素，控制升温速率3 °C min-1。
[0028]②等温度升到130°C时，加入3kg的镁铝水滑石，保持130°C时，保温lOmin，将产物倒出。
[0029]③将产物在高温箱中于210°C下固化2h，将固化后的物质粉碎、过320目筛即得阻燃填料。
[0030](3)成型:将经过步骤(2)混合后的纸浆按照一定定量进行抄造；压榨和干燥后得到所述阻燃纸；所述定量为80g/m2;
将步骤(3)得到的阻燃纸与只经以上步骤(I)处理的纸浆抄成的空白纸片对比阻燃性能(极限氧指数)。
[0031]本实施例中的阻燃纸与空白纸样的极限氧指数相比，阻燃纸的极限氧指数由12.4提闻到了 29.5。
[0032]实施例3
一种阻燃纸的生产工艺，其特征在于包括以下操作步骤:
(I)打浆:将纸浆放入盘磨打浆机中打浆至一定的打浆度；所述一定的打浆度为50。 SR。
[0033](2)添加:将经过步骤(I)打浆的纸浆依次与不同重量的阻燃填料、增强剂、助留剂进行混合；所述阻燃填料的质量为绝干纸浆重量的5% ;增强剂为绝干纸浆重量的5% ；助留剂重量为绝干纸浆重量的1% ;
阻燃填料由下述方法制备得到:
①将50kg浓度为85%的磷酸倒入反应器中，加热搅拌，温度升到65°C时加入42kg尿素，控制升温速率3 °C min-1。
[0034]②等温度升到130°C时，加入8kg的镁铝水滑石，保持130°C时，保温lOmin，将产物倒出。
[0035]③将产物在高温箱中于210°C下固化2h，将固化后的物质粉碎、过320目筛即得阻燃填料。
[0036](3)成型:将经过步骤(2)混合后的纸浆按照一定定量进行抄造；压榨和干燥后得到所述阻燃纸；所述定量为160g/m2;
将步骤(3)得到的阻燃纸与只经以上步骤(I)处理的纸浆抄成的空白纸片对比阻燃性能(极限氧指数)。
[0037]本实施例中的阻燃纸与空白纸样的极限氧指数相比，阻燃纸的极限氧指数由12.4提闻到了 27.5。
[0038]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种阻燃纸的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤: (1)打浆:将浆料放入盘磨打浆机中打至打浆度介于30?50°SR之间； (2)添加:向经过步骤(I)打浆的纸浆中依次加入阻燃填料、增强剂、助留剂进行混合；所述阻燃填料的质量为绝干纸浆重量的5%?10%，增强剂为绝干纸浆重量的1%?5%，助留剂重量为绝干纸衆重量的0.1%?1% ; (3)成型:将经过步骤(2)混合后的纸浆在造纸机上按照50?200g/m2的定量进行抄造，压榨和干燥后得到所述阻燃纸； 所述阻燃填料由磷酸、尿素和铝镁水滑石制备得到。
2.根据权利要求1所述阻燃纸的制备方法，其特征在于，所述的阻燃填料的制备方法，包括如下步骤:将磷酸溶液倒入反应器中加热搅拌，温度升到60-70°C加入尿素，等温度升到130°C时加入镁铝水滑石，保温10?15min，将产物倒出，固化、粉碎后得到所述阻燃填料。
3.根据权利要求1所述阻燃纸的制备方法，其特征在于:步骤(2)所述的增强剂为阳离子淀粉，助留剂为阳离子聚丙烯酰胺。
4.如权利要求2所述阻燃纸的制备方法，其特征在于，所述磷酸:尿素:铝镁水滑石的质量份数比为1:0.85?0.95:0.15?0.35。
5.如权利要求2所述阻燃纸的制备方法，其特征在于，所述的加热的升温速率3?6V mirT1，聚合反应温度不超过130°C。
6.如权利要求2所述阻燃纸的制备方法，其特征在于，所述固化是将产物放入高温箱中，在210?230°C下固化2?2.5h。
7.如权利要求2所述阻燃纸的制备方法，其特征在于，所述阻燃填料为过320目筛的粉末。
8.一种由权利要求1?7任一项所述阻燃纸的制备方法制备得到的阻燃纸。
9.一种根据权利要求8所述的阻燃纸在制备抄造阻燃纸方面的应用。
【专利摘要】本发明属于阻燃材料生产领域，公开了一种阻燃纸及其制备方法和应用，制备方法包括以下步骤：打浆使浆料的打浆度控制在30～50°SR；然后在浆料中顺序添加不同比例的阻燃填料、增强剂和助留剂，并混合均匀；然后在纸机上将纸浆以一定的定量抄造成纸张，压榨烘干后便得到阻燃纸，所述阻燃填料由磷酸、尿素和铝镁水滑石制备得到。该阻燃纸不但具有无卤、无毒、无烟等优异的阻燃效果，而且还具有生产成本低、工艺较为简单等特点，该发明具有广阔的市场前景。
【IPC分类】D21H21-18, D21H21-14, D21H21-10, D21H17-69
【公开号】CN104532667
【申请号】CN201410716662
【发明人】王庆艳
【申请人】王庆艳
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月2日