一种无卤高强度高阻燃石头纸及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种阻燃石头纸及其制备方法，特别涉及一种无卤高强度高阻燃石头纸及其制备方法。
【背景技术】
[0002]据中国造纸协会的统计，我国近年来纸质品的消耗量逐年增长，未来仍将持续增长下去。传统的造纸技术以木浆为原料，消耗了大量的森林资源和水资源，对环境和生态造成了不可逆转的破坏。基于现代社会对节能减排和绿色低碳生活的要求，石头纸作为传统草木纤维纸的替代品，获得了人们极大的关注和重视。
[0003]目前市场上的石头纸，由于其中含有20%-30%的树脂(主要是聚烯烃)，极易燃烧，属于易燃物，影响其使用的安全性和广泛性。因此，可以在普通的石头纸中添加阻燃剂来提高石头纸的阻燃防火性能。而在石头纸中添加无卤阻燃剂更加环保，燃烧不产生有毒气体。但无卤阻燃剂的阻燃效率低，阻燃效果较差，需要大量添加才能达到优良的阻燃效果，极大地影响了石头纸的力学性能。
[0004]公开于该【背景技术】部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
【发明内容】
[0005]本发明针对上述技术问题，发明一种旨在解决石头纸无法兼具优良的阻燃性能和力学性能的问题，通过热压成型工艺制备出无卤环保的高强度高阻燃石头纸。
[0006]为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下:
[0007]—种无卤高强度高阻燃石头纸，按照质量百分比包含以下组分原料:聚烯烃15% -22%，无机填料30% -45%，无卤阻燃剂30% -40%，增塑剂磷酸三苯酯(TPP)5 % -1%,分散剂1 % -2 %，润滑剂2 % -4 %，偶联剂0.5 % -1 %，抗氧化剂0.3% -0.5%,催化剂4Α级分子筛粉末1 % -2 %。
[0008]优选的是，所述的聚烯烃为高密度聚乙烯(HDPE)，线性低密度聚乙烯(LLDPE)和聚丙烯(ΡΡ)中的至少两种。
[0009]优选的是，所述的无机填料为碳酸钙粉末、硅灰石粉和蒙脱土中的一种，所述无机填料的颗粒粒径为1250目。
[0010]优选的是，所述的无卤阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐(McA)、聚磷酸铵(APP)、氢氧化镁、EXOLIT AP462阻燃剂和三聚氰胺中的至少一种。
[0011]优选的是，所述的分散剂为乙撑双硬脂酰胺(EBS)和十二烷基硫酸钠中的一种。
[0012]优选的是，所述的润滑剂为聚乙烯蜡、聚乙二醇4000、粗石蜡和硬脂酸中的至少一种。
[0013]优选的是，所述的偶联剂为铝酸酯、型号为HY13C的钛酸酯、型号为HYA1的钛酸酯和型号为KH-570的硅烷中的一种。
[0014]优选的是，所述的抗氧化剂为抗氧化剂1010和抗氧化剂168中的一种。
[0015]—种如上所述无卤高强度高阻燃石头纸的制备方法，包括以下操作步骤:
[0016](1)按照质量百分比称取所需的各组分原料，在100?150°C下干燥10?20h，然后将除聚烯烃以外的其他组分原料保持搅拌转速为8000?10000r/min，搅拌30?45s混合，即得混合料；
[0017](2)将聚烯烃保持温度为155?175°C，转速为15?20r/min进行混炼，形成一层均匀的薄膜作为石头纸基体；
[0018](3)将步骤(1)中所得混合料均匀添加到薄膜即石头纸基体上进行混炼，调节辊筒间距至0.1?2_，最终成型。
[0019]优选的是，步骤(2)中混炼时间为3?5min，步骤(3)中混炼时间为20?30min。
[0020]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:
[0021]本发明无卤高强度高阻燃石头纸兼具优良的力学性能和阻燃性能，不仅拉伸强度最高达到9.4MPa，撕裂强度最高达到3.9kN/m，具有良好的力学性能，而且其阻燃性能优良，最大极限氧指数达到29.7，UL-94垂直燃烧等级达到V-0级(0.8_)，在空气中点燃后能够迅速自动熄灭；进一步而言，本发明无卤高强度高阻燃石头纸原料均无卤环保，点燃时不产生有毒气体，安全可靠，其制备工艺简单，生产周期短。
【具体实施方式】
[0022]下面对本发明的【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受【具体实施方式】的限制。本发明实施例中所用的干燥设备为鼓风干燥箱，所用的混炼机为双辊筒的开炼机。
[0023]实施例1
[0024]按照质量百分比，称取所需的各组分原料:高密度聚乙烯13%、线性低密度聚乙烯3.5%、粒度为1250目的硅灰石粉31.5%、三聚氰胺氰尿酸盐40%、磷酸三苯酯6.5%、十二烷基硫酸钠1.5%、聚乙二醇40001.5%、硬脂酸0.5%、偶联剂型号为HYA1的钛酸酯0.5%、抗氧化剂10100.5%、4A级分子筛粉末1%。将各组分原料分别放入鼓风干燥箱中，保持温度为100°c干燥20h，干燥后将除高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯以外的其他原料统一放入搅拌转速为10000r/min的高速搅拌机中搅拌35s搅拌混合，即得混合料。将高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯加到双辊开炼机辊筒上，保持温度为175°C，转速为15r/min进行混炼，混炼时间为3min，使其成一层均匀的薄膜作为石头纸基体，然后将上述所得混合料均匀添加到薄膜上进行均匀混炼，调节辊筒间距至0.1mm，保持辊筒温度为160°C，辊筒转速为17.5r/min，混炼为30min，最终成型。
[0025]按照GB/T1040.3-2006检测经过上述方法制得的无卤高强度高阻燃的石头纸，试样厚度为0.2mm，其拉伸强度为6.8MPa。
[0026]按照GB/T16578.1-2008检测经过上述方法制得的无卤高强度高阻燃的石头纸，试样厚度为0.2mm,其撕裂强度为3.6kN/m。
[0027]按照GB/T2406.2-2009检测经过上述方法制得的无卤高强度高阻燃的石头纸，试样厚度为0.2mm，其氧指数为29.5。
[0028]按照GB/T2408-2008检测经过上述方法制得的无卤高强度高阻燃的石头纸，试样厚度为0.8mm，其UL-94垂直燃烧等级达到V_0级(0.8mm)。
[0029]实施例2
[0030]按照质量百分比，称取所需的各组分原料:高密度聚乙烯13.5%、线性低密度聚乙烯3 %、粒度为1250目的硅灰石粉37 %、三聚氰胺氰尿酸盐20 %、聚磷酸铵15 %、磷酸三苯酯6 %、十二烷基硫酸钠1.5%、聚乙二醇40001.5 %、硬脂酸0.5 %、偶联剂型号为HYA1的钛酸酯0.5%、抗氧化剂10100.5%、4A级分子筛粉末1 %。将各组分原料分别放入鼓风干燥箱中，保持温度为150°C干燥10h，干燥后将除高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯以外的其他原料统一放入搅拌转速为8000r/min的高速搅拌机中搅拌45s搅拌混合，即得混合料。将高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯加到双辊开炼机辊筒上，保持温度为155°C，转速为20r/min进行混炼，混炼时间为5min，使其成一层均匀的薄膜作为石头纸基体，然后将上述所得混合料均匀添加到薄膜上进行均匀混炼，调节辊筒间距至1mm，保持辊筒温度为160°C，辊筒转速为17.5r/min，混炼为20min，最终成型。
[0031]按照GB/T1040.3-2006检测经过上述方法制得的无卤高强度高阻燃的石头纸，试样厚度为0.2mm，其拉伸强度为9.4MPa。
[0032]按照GB/T16578.1-2008检测经过上述方法制得的无卤高强度高阻燃的石头纸，试样厚度为0.2mm，其撕裂强度为3.9kN/m。
[0033]按照GB/T2406.2-2009检测经过上述方法制得的无卤高强度高阻燃的石头纸，试样厚度为0.2mm，其氧指数为28.9。
[0034]按照GB/T2408-2008检测经过上述方法制得的无卤高强度高阻燃的石头纸，试样厚度为1.6mm，其UL-94垂直燃烧等级达到V-1级(1.6mm)。
[0035]实施例3
[0036]按照质量百分比，称取所需的各组分原料:高密度聚乙烯10%、线性低密度聚乙烯5 %、粒度为1250目的硅灰石粉37%、三聚氰胺氰尿酸盐35%、磷酸三苯酯6 %、十二烷基硫酸钠1.5 %、聚乙二醇40001.5 %、粗石蜡0.5 %、偶联剂铝酸酯1 %、抗氧化剂1680.5%、4A级分子筛粉末1.5%。将各组分原料分别放入鼓风干燥箱中，保持温度为100°C干燥10h，干燥后将除高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯以外的其他原料统一放入搅拌转速为9000r/min的高速搅拌机中搅拌40s搅拌混合，即得混合料。将高密度聚乙稀和线性低密度聚乙烯加到双辊开炼机辊筒上，保持温度为175°C，转速为15r/min进行混炼，混炼时间为4min，使其成一层均匀的薄膜作为石头纸基体，然后将上述所得混合料均匀添加到薄膜上进行均匀混炼，调节辊筒间距至1.5mm，保持辊筒温度为160°C，辊筒转速为17.5r/min，混炼为25min，最终成型。
[0037]按照GB/T1040.3-2006检测经过上述方法制得的无卤高强度高阻燃的石头纸，试样厚度为0.2mm，其拉伸强度为6.3MPa。
[0038]按照GB/T16578.1-2008检测经过上述方法制得的无卤高强度高阻燃的石头纸，试样厚度为0.2mm，其撕裂强度为2.8kN/m。
[0039]按照GB/T2406.2-2009检测经过上述方法