一种新型阻燃性纤维及其制备方法与应用
【专利摘要】本发明属于纤维材料制备技术领域，公开了一种新型阻燃性纤维及其制备方法与应用。该制备方法包括以下步骤：(1)将打浆度为28～70°SR的纸浆加水调节为浓度为1～10％的浆料；(2)向步骤(1)中的浆料中加入质量分数为3～15％的氯化铝溶液，搅拌反应；(3)向步骤(2)中反应完后的混合液中加入氢氧化钠溶液，反应，用水洗净即得阻燃性纤维。本发明通过将氯化铝溶液与浆料混合，使铝离子渗透到纤维的细胞腔内，待反应完全后再加入氢氧化钠，使铝离子与氢氧根结合成氢氧化铝，沉淀在纤维细胞腔内。得到的新型阻燃性纤维既能发挥氢氧化铝脱水吸热的阻燃效果又能解决氢氧化铝以加填的方式加入到纤维中留着率低的问题，还能改善纸张因加填导致强度下降的问题。
【专利说明】
一种新型阻燃性纤维及其制备方法与应用
技术领域
[0001] 本发明属于纤维材料制备技术领域，特别涉及一种新型阻燃性纤维及其制备方法 与应用。
【背景技术】
[0002] 纸及纸制品一般是由植物纤维抄造而成，而植物纤维原料主要由纤维素、半纤维 素、木素组成，是易燃物质。植物纤维的易燃性，决定了纸品的易燃性。从消防安全和实用性 来讲，对某些纸及纸板品种的阻燃要求与日倶增，阻燃纸在造纸工业中也得到了相应的发 展。
[0003] 氢氧化铝在造纸中是一种常用的阻燃剂，通常以加填的方式加入到浆料中，但是 以加填的方式加入，会存在留着率低的问题，并且还会导致纸张的强度下降。所以为解决现 有的问题，急需要找到一种新的方式往纤维中加入氢氧化铝。
【发明内容】
[0004] 为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种新型阻燃 性纤维的制备方法。
[0005] 本发明另一目的在于提供上述方法制备的新型阻燃性纤维。
[0006] 本发明再一目的在于提供上述新型阻燃性纤维在阻燃纸领域的应用。
[0007] 本发明的目的通过下述方案实现：
[0008] -种新型阻燃性纤维的制备方法，包括以下具体步骤：
[0009] (1)将打浆度为28~70° SR的纸浆加水调节为浓度为1~10 %的浆料；
[0010] (2)向步骤(1)中的浆料中加入质量分数为3~15%的氯化铝溶液，搅拌反应；
[0011] (3)向步骤(2)中反应完后的混合液中加入氢氧化钠溶液，反应，然后用蒸馏水洗 净后再过滤，即得所需的阻燃性纤维。
[0012] 步骤(2)中所用的浆料和氯化铝溶液的体积比为1:1~1:10。
[0013] 步骤(2)中所述的搅拌反应是指在100~1000r/min的搅拌速度下反应10~80min。
[0014] 步骤(3)中，所用的氢氧化钠溶液与步骤(2)中反应完后的混合液的体积比为2:1 ~5:1 〇
[0015] 步骤(3)中所用的氢氧化钠溶液的质量分数为1~3%。
[0016] 步骤(3)中所述的反应是指在常温下反应1~3h。
[0017] -种由上述制备方法制备得到的新型阻燃性纤维，其极限氧指数达到22%以上。
[0018] 上述新型阻燃性纤维在阻燃纸领域的应用。
[0019] 本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：
[0020] 本发明采用原位结合的方法，先让铝离子渗透到纤维的细胞腔内，再用氢氧化钠 去沉淀细胞腔内的铝离子，得到氢氧化铝沉淀。既能发挥氢氧化铝脱水吸热的阻燃效果又 能解决氢氧化铝以加填的方式加入到纤维中留着率低的问题，还能改善纸张因加填导致强 度下降的问题。
【具体实施方式】
[0021] 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。
[0022] 实施例中所用试剂均可从市场购得。
[0023]实施例1:新型阻燃性纤维的制备
[0024] 将打浆度为30° SR的浆料加水稀释到浓度为1 %，与配制的质量分数为3%的氯化 错溶液按体积比为1:1的比例混合，在磁力搅拌器上以1 〇〇r/min的速度搅拌1 Omin，使其反 应均匀;将配制的质量分数为1 %的氢氧化钠溶液，按体积比为2:1的比例加入到上一步反 应完后的混合液中，反应lh;然后将反应完后的纤维用蒸馏水反复洗涤，洗净加入的化学药 品即得到阻燃性纤维。
[0025] 实施例2:新型阻燃性纤维的制备
[0026]将打浆度为45° SR的浆料加水稀释到浓度为3%，与配制的质量分数为8%的氯化 错溶液按体积比为1:4的比例混合，在磁力搅拌器上以300r/min的速度搅拌30min，使其反 应均匀；将配制的质量分数为1.5%的氢氧化钠溶液，按体积比为3:1的比例加入到上一步 反应完后的混合液中，反应1.5h;然后将反应完后的纤维用蒸馏水反复洗涤，洗净加入的化 学药品即得到阻燃性纤维。
[0027] 实施例3:新型阻燃性纤维的制备
[0028] 将打浆度为60° SR的浆料加水稀释到浓度为6%，与配制的质量分数为12%的氯化 错溶液按体积比为1: 7的比例混合，在磁力搅拌器上以600r/min的速度搅拌60min，使其反 应均匀;将配制的质量分数为2 %的氢氧化钠溶液，按体积比为4:1的比例加入到上一步反 应完后的混合液中，反应2h;然后将反应完后的纤维用蒸馏水反复洗涤，洗净加入的化学药 品即得到阻燃性纤维。
[0029]实施例4:新型阻燃性纤维的制备
[0030]将打浆度为70° SR的浆料加水稀释到浓度为10%，与配制的质量分数为15%的氯 化错溶液按体积比为1:10的比例混合，在磁力搅拌器上以l〇〇〇r/min的速度搅拌80min，使 其反应均匀；将配制的质量分数为3 %的氢氧化钠溶液，按体积比为5:1的比例加入到上一 步反应完后的混合液中，反应3h;然后将反应完后的纤维用蒸馏水反复洗涤，洗净加入的化 学药品即得到阻燃性纤维。
[0031] 实施例5:对新型阻燃性纤维制备的阻燃纸的阻燃性能和物理强度性能检测
[0032] 将实施例1-4中制备的新型阻燃性纤维用抄片器抄造成定量为70g/m2的新型阻燃 纸张，对纸张按照标准方法，用氧指数测定仪检测氧指数、用抗张强度仪检测抗张强度，检 测结果表1所示：
[0033]表1阻燃纸的性能检测
[0034]
[0035] 由上表可以看出，随着浆料与氯化铝溶液体积比的减少，即所用氯化铝的体积越 来越大，制备的新型阻燃纸的氧指数值增加，而阻燃纸阻燃性能的提高是新型阻燃性纤维 的作用，说明本发明制备的新型阻燃性纤维可以明显改善传统以加填方式将氢氧化铝加入 到纤维中留着率低的问题；同时，随着纤维溶液与氯化铝溶液体积比的减小，纸张的抗张强 度并没有发生很大的变化，说明本发明所制备的新型阻燃性纤维可以在不影响纸张强度的 基础上显著的提高纸张的阻燃性能。
[0036] 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. 一种新型阻燃性纤维的制备方法，其特征在于包括以下具体步骤： (1) 将打浆度为28~70° SR的纸浆加水调节为浓度为1~10 %的浆料； (2) 向步骤(1)中的浆料中加入质量分数为3~15%的氯化铝溶液，搅拌反应； (3) 向步骤(2)中反应完后的混合液中加入氢氧化钠溶液，反应，然后用蒸馏水洗净再 过滤即得所需的阻燃性纤维。2. 根据权利要求1所述的新型阻燃性纤维的制备方法，其特征在于： 步骤(2)中所用的浆料和氯化铝溶液的体积比为1:1~1:10。3. 根据权利要求1所述的新型阻燃性纤维的制备方法，其特征在于： 步骤(2)中所述的搅拌反应是指在100~1000r/min的搅拌速度下反应10~80min。4. 根据权利要求1所述的新型阻燃性纤维的制备方法，其特征在于： 步骤(3)中，所用的氢氧化钠溶液与步骤(2)中反应完后的混合液的体积比为2:1~5: 1〇5. 根据权利要求1所述的新型阻燃性纤维的制备方法，其特征在于： 步骤(3)中所用的氢氧化钠溶液的质量分数为1~3%。6. 根据权利要求1所述的新型阻燃性纤维的制备方法，其特征在于： 步骤(3)中所述的反应是指反应1~3h。7. -种新型阻燃性纤维，其特征在于由权利要求1~6任一项所述的制备方法制备得 到。8. 根据权利要求7所述的新型阻燃性纤维在阻燃纸领域的应用。
【文档编号】D21C9/00GK105862482SQ201610203356
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】杨飞, 马红燕
【申请人】华南理工大学