专利名称：阻燃石头纸生产方法
技术领域：
本发明涉及国际分类D21H浆料或纸浆组合物，其它类不包括的纸；或C08K使用无机物或非高分子有机物作为配料的；或B32B层状产品，即由扁平的或非扁平的薄层， 例如泡沫状的、蜂窝状的薄层构成的产品等相关技术领域，特别是一种阻燃石头纸以及它的生产方法。
背景技术：
目前，石头纸(Rich Mineral Paper, RMP),也叫石科纸。以石灰石矿产资源为主要原材料(碳酸钙粉709Γ80%)，以高分子聚合物为基材原料(含量为209Γ30%)，利用高分子界面化学原理和高分子改性的特殊工艺处理后，采用聚合物挤出、吹制成型工艺制成。石头纸产品具有如植物纤维纸张书写性和印刷性效果，同时更具有塑料包装物所具有的核心性能。其主要原料是具有成膜性能的高分子聚合物——塑料(所称基材)，所用制造方法——聚合物挤出吹制成型，也是典型的塑料薄膜加工技术，其含量较大的碳酸钙粉料，只是一种降低塑料薄膜透明度，并减少塑料用量的填充剂而已。在市场上的石头纸，由于普遍使用易燃有机树脂作为成膜剂，在火焰中能够燃烧， 以其作为纸的基膜不具有阻燃性。如
专利申请号98100956 —种制造环保纸的方法，包括(1 )将包括天然无机矿粉、聚乙烯和助剂的组合物经混合挤压混炼聚合制成颗粒状材料；(2 )将颗粒状材料投入纸膜制造机，形成膜管；(3)向膜管内充压缩空气，同时进行膜管拉伸，制成具有双向组织强度的环保纸。本发明还涉及一种制造环保纸的组合物，其包括5 6至8 Q重量％的天然无机矿粉、 4 3至1 8重量％的聚乙烯以及1至2重量％的助剂。专利申请号200920011088，石、塑材料三层复合纸，是由第一层纸、第二层纸和第三层纸组成，第二层纸为由重质碳酸钙8 0 - 9 0 %和高密度聚乙烯2 0-10 %混合制成的无机基体层；第一层纸为由4 0 - 3 0 %乙烯一丙烯酸改性共聚物E A A和6 O 一 7 O的重质碳酸钙混合制成的书写层，第一层纸拉伸后横向复合在第二层纸的上端面上； 第三层纸为茂金属高密度聚乙烯mH D P E层，第三层纸拉伸后纵向复合在第二层纸下端面上。主料为石料，即1 Q Q Q — 5 Q Q Q目的重质碳酸钙，原料来源丰富，成本低。耐酸、 耐碱性能高，可在一些特殊场合使用。且本实用新型选用非植物纤维材料制成，节约木材， 节约用水，在生产时无有害污水和有害气体排入，有利于环境保护。专利申请号201010216146 —种石头纸及其制造方法，所述石头纸包括如下重量份的组分低密度聚乙烯6 1 2份，线性低密度聚乙烯6 1 2份，热熔胶3 6份，钛白粉5 1 Q份，重质碳酸钙6 5 7 5份，硅烷偶联剂3 5份，硬脂酸Q . 5 1. 5 份，环氧增塑剂O . 5 1 . 5份，聚乙烯蜡O . 2 O . 6份。以高分子聚合物为基材原料， 对碳酸钙进行复合改性，并添加其他添加剂，利用高分子界面化学原理和高分子改性的特点，经特殊工艺处理后，采用聚合物混合、填料复合改性、聚合物与填料塑化、挤出流延、压延成型工艺制成。对节约能源、保护自然资源，改善环境有着非常好的意义。
就现有研究成果分析，改善实现纸及纸制品阻燃的技术途径主要包括三种方法 浸渍法该方法适用于水溶性阻燃剂。把水溶性阻燃剂配成溶液，浸渍到纸中，经加热
干燥后即可制得难燃纸。该方法得到的阻燃纸耐水性差，吸潮性强，纸的强度下降显著，易发黄变硬。浸渍法要求纸张具有相当高的吸水性和湿强度指标，最好是浸渍皱纹纸、棉纤维纸、合成纤维纸和无纺织物。纸张在表面施胶机上或染纸机上就可完成浸渍。涂布法该方法适用于不溶或难溶的阻燃剂。把阻燃剂粉料均勻分散在某种胶粘剂中，制成乳状涂料，然后用涂布的方法把涂料涂在纸的表面上，经加热干燥即可得到涂布型阻燃纸。该方法的优点是阻燃剂大部分集中在纸的表面，对纸的物理性能影响也较小，特别是对需要涂布的加工纸而言，只需在涂料巾加入阻燃剂就可以了，该方法可在涂布机上完成。为取得良好的阻燃效果，阻燃剂以粒小且均勻的为好。该方法的缺点是阻燃效果不
王困相内添法该方法适用与水不溶性阻燃剂，将阻燃剂与其它填料一起添加到纸浆中去，然后抄造成纸。添加部位比较灵活，从打浆机至流浆箱或圆网槽之间的任何部位都可加入，只要能够保证其在浆料中均勻分散就可以了。与其它填料类似，浆料的PH值在4. 5 -5.0之间，其在纸中的留着率很高。该方法的优点是适用于各种纸的生产，工艺操作简单， 阻燃剂在纸中的分布比较均勻，故纸的阻燃功能比较均一。缺点是阻燃剂流失比较严重，一般阻燃剂的留着率达80%就非常不容易了。解决流失问题的最好办法是使用合适的助流剂，该法用于生产防火纸板或高定量纸张时效果更好。早期的研究认为，纸(纸板)在燃烧时，火焰前的纸面热解而产生气体，由于空气和这些气体运动作用的结果，火焰沿着纸面运动、扩散、蔓延，同时纸面被加热到热解温度。但是近年来的研究证明，燃烧时，纸面热解而产生的气体是在火焰的下面。由于气体扩散，使火焰蔓延出热解区，同时由于相中的热传导而把邻近的纸面加热到热解温度，这就是纸(纸箱)的燃烧原理。阻燃性是指材料在接触火源时燃烧速度很慢，离开火源时能很快停止燃烧并自行熄灭。这些技术中其组成成分中不含有专门的阻燃助剂，因此现有石头纸可燃，不具有阻燃性，已公开的涉及纸制品阻燃技术较少，比如
专利申请号87104427 —种主要用作纸阻燃剂的含磷、氮的高聚物溶液。使用本阻燃剂浸溃各种纸张并烘干后，可使纸的阻燃性超过J I S Z-2 1 5 Q标准，火焰所到之处只是炭化，氧指数高达4 Q，撕裂指数、裂断长等强度参数基本与原纸张相当。经阻燃剂处理后的纸张还具有较强的抗潮性，经高温处理后其白度基本不变；用本阻燃剂处理过的棉布、 木材都具有较高的阻燃性；本阻燃剂能迅速扑灭火灾而绝不复燃；本阻燃剂的某些中间体可浓缩成固体，某些中间体可在使用时配制，便于运输和保管。专利申请号200910182753 —种阻燃合成纸。包括聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、无机填充料、偶联剂、抗静电剂、润滑剂、着色剂。其特点是还包括阻燃剂。各原料及其重量份数为聚丙烯树脂IOOP H R、聚乙烯树脂2 O — 9 O P H R、无机填充料5 O — 3 O O P H R、偶联剂1 一 8 P H R、抗静电剂1 一 5 P H R、润滑剂O . 5 — 5 P H R、着色剂5 一 2 O P H R、阻燃剂5 — 3 5 P H R。该阻燃合成纸各原料经混合、混炼胶化、压延机成型、 引离辊引出、压纹处理、再经冷却、电晕处理、收卷即成产品。具有阻燃功能，不易燃烧。即使在高温焚烧炉中焚烧时也不会产生有害气体，不会对社会及人类造成二次公害，符合环境保护的要求。专利申请号200710089563 —种用于香烟的阻燃接装纸，技术方案包括使用的阻燃剂包括三氧化二锑、硼酸锌、氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或者几种，使用7 5 %的乙醇做溶剂，使用表面活性剂硬脂酸钠或者油酸钠进行分散，表面活性剂用量在Q . 1 %-1.2% (相对阻燃剂的重量百分数)，使用本发明的阻燃接装纸，可以缩短剩余烟头的隐燃熄灭时间，提高安全性，减少不良气息。专利申请号201020538450无卤阻燃商标纸，包括层叠的面材层、离型衬纸，在离型衬纸和面材层之间还具有一层胶黏剂层，其特征在于，在面材层非胶黏剂层一面具有一阻燃涂层，所述胶黏剂层是阻燃胶黏剂层。所述阻燃涂层和背面涂覆的阻燃胶黏层都能提高商标的阻燃系数，提高产品运用于电子商品的可靠性，并且实现了无卤，实现商标纸的安全无毒性。专利申请号200610046901 —种阻燃书写纸的制作方法，涉及一种书写纸的制作方法，该方法以石蜡、聚乙烯醇为原料，酒精为溶剂，其制作过程为将C a HP O4溶于酒精，制造饱和溶液；再将原纸浸泡于C a HP O 4饱和溶液中1 5分钟，取出晾干后即为阻燃书写纸。原纸为纸浆加工成纸后未在表面进行涂胶处理的纸张，CaHPO 4指工业级 CaHPO40本发明的阻燃纸的燃点可以达到4 2 O °C 5 O O °C;同时该阻燃纸像普通书写纸一样，可使用任何笔上面流利书写，也可以进行打印机打印。专利申请号200410018793含有膨胀性石墨的阻燃防火纸及其制造方法，该防火纸的成分，包括重量百分比为2 Q %至8 Q %且均勻分布的膨胀性石墨，其余为均勻分布的含有造纸用纤维的纸浆；制造方法包括一、准备原料步骤；二、备浆步骤；三、混合步骤； 四、抄造步骤；五、加工处理步骤；本发明防火纸具有防火功能较好，应用范围广泛，制造方法简易，不需要大幅度改造原有造制纸设备，使用效果理想。如采用石头纸的正反面同时涂布阻燃材料，虽然具备一定的正面阻燃性能，但是由于夹心的石头纸在高温时能产生侧面渗透燃烧，不能根本解决阻燃问题，因而使用环保型石头纸制造墙纸，必须从根本上解决阻燃技术问题。该技术领域中涉及石粉制纸、以及阻燃类纸制品的已公开的新的相关技术方案较少。
发明内容
本发明的目的是提供一种有效提高改善矿石制纸产品的阻燃防火性能的技术，给技术主要以添加法实现，即在生产过程中在原料混配时加入阻燃剂。本发明的发明目的是通过如下技术措施实现的其原料及其重量比配比为 55-65%的无机矿物；15-30%聚烯烃；8-18%的阻燃剂，1_5%成膜助剂，以上材料送入高速混合机混合均勻，将混合物料输送到挤出机混炼胶化制成颗粒，经纸膜吹膜机，制成合适厚度的阻燃型石头纸基材。本发明的有益效果是在制造石头纸的原材料组合中加入适量的阻燃剂，使成膜的石头纸具有阻燃性，使之能用于制造阻燃性墙纸的基膜。由于添加专用阻燃剂，解决以往的石头纸易燃的缺陷，可以用于阻燃性墙纸的制造，是替代现有的PVC墙纸的理想选择， 具有广阔市场前景。
具体实施例方式由板材燃烧机理可以看出，要赋予其以防火阻燃性，必须从以下三方面入手隔离纸面和火焰，阻止火焰在纸面燃烧、蔓延；降低或消耗燃烧环境中的氧，窒息火焰；降低燃烧区温度或采用耐火纤维，阻止纸面热解。上述目的一般都是通过加入化学药品来实现。我们把这种纸张具有阻燃功能的化学药品称为阻燃剂。比较常用的阻燃元素有卤素、磷、硼、 氮、铝等。阻燃剂一般通过下面几种途径达到阻燃目的。选择阻燃剂，必须遵循如下原则
不影响现用胶粘剂的物理性能，或用添加了阻燃剂的胶粘剂，其物理性能应满足生产要求。胶粘剂的物理性能包括流态性、粘着力强度等。所选阻燃剂应价廉、易得。阻燃剂工作涉及效应属性分类包括吸热效应、隔离效应、稀释效应、抑制效应
本发明的阻燃剂是通过若干机理发挥其阻燃作用的，如吸热作用、覆盖作用、抑制链反应、不燃气体的窒息作用等。多数阻燃剂是通过若干机理共同作用达到阻燃目的。阻燃剂目前主要有有机和无机，卤素和非卤。有机是以溴系、氮系和红磷及化合物为代表的一些阻燃剂，无机主要是三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝，硅系等阻燃体系。现在的技术提出了在制造石头纸的原材料组合中加入适量的阻燃剂，使成膜的石头纸具有阻燃性，使之能用于制造阻燃性墙纸的基膜。采用的石头纸，采用石头纸的正反面同时涂布阻燃材料，虽然具备一定的正面阻燃性能，但是由于夹心的石头纸在高温时能产生侧面渗透燃烧，不能根本解决阻燃问题，因而使用环保型石头纸制造墙纸，必须从根本上解决阻燃技术问题。该技术领域中涉及石粉制纸、以及阻燃类纸制品的已公开的新的相关技术方案较少。本发明以石粉、助剂、聚烯烃等物质为原料的造纸混合物中加入适量的阻燃剂构成混合物，从而可以用来制造特殊的阻燃效果的墙纸，这种墙纸改变了以往的石头纸易燃的缺陷，可用于建筑物的墙面贴合，具有不易燃烧、良好的无烟阻燃性，在水中浸泡而不影响纸的强度，具有无毒、无气味、成本低等优点，可制造出使用性能完全优于现有PVC墙纸的阻燃性石头纸墙纸。本发明一种阻燃石头纸，其原料及其重量比配比为55-65%的无机矿物；15_30% 聚烯烃；8-18%的阻燃剂，1-5%成膜助剂，以上材料送入高速混合机混合均勻，将混合物料输送到挤出机混炼胶化制成颗粒，经纸膜吹膜机，制成合适厚度的阻燃型石头纸基材。本发明中的原材料选取较为广泛，比如，无机矿物可以为粉煤灰、矿渣等；阻燃剂可以为含氮和磷元素的复合阻燃剂。下面将结合具体实施例，对本发明作进一步说明。实施例1
一种阻燃石头纸，其原料及其配比为64%重量的无机矿物；20%聚乙烯；14%的阻燃剂，洲成膜助剂，以上材料送入高速混合机混合均勻，将混合物料输送到挤出机混炼胶化制成颗粒，经纸膜吹膜机，制成合适厚度的阻燃型石头纸基材。前述提及的无机矿物为天然碳酸钙，聚乙烯为低密度或高密度聚乙烯，或它们的混合物。前述提及的阻燃剂为混合物，其中三氧化二锑4%，十溴联苯醚DBDPO 10%。三氧化二锑是应用最早的阻燃剂，适用于环氧树脂、聚氨酯、氯丁橡胶、聚苯乙烯、聚氯乙稀、聚酯等，单独使用时用量要大，阻燃效果差(除非阻燃物含卤)，当与卤素化物 (R. HX)并用时则有良好的协同效应，阻燃效果明显提高。三氧化二锑呈白色结晶性粉末。加热变黄，冷后变白。无气味。高真空时加热至 400°C能升华。溶于氢氧化钠溶液、热酒石酸溶液、酒石酸氢盐溶液和硫化钠溶液，微溶于水、稀硝酸和稀硫酸。相对密度5. 67。熔点655°C。沸点1425°C。半数致死量(大鼠，经口)>20G/kG。有致癌可能性。三氧化二锑是应用最早的阻燃剂，适用于环氧树脂、聚氨酯、氯丁橡胶、聚苯乙烯、聚氯乙稀、聚酯等，单独使用时用量要大，阻燃效果差(除非阻燃物含卤)，当与卤素化物 (R. HX)并用时则有良好的协同效应，阻燃效果明显提高。实施例2
一种阻燃石头纸，其原料及其配比为58%重量的无机矿物；25%聚烯烃；15%的阻燃剂，洲成膜助剂，以上材料送入高速混合机混合均勻，将混合物料输送到挤出机混炼胶化制成颗粒，经纸膜吹膜机，制成合适厚度的阻燃型石头纸基材。前述提及的无机矿物为天然碳酸钙和硅藻土的混合物，聚烯烃为低密度或高密度聚乙烯、聚丙烯，或它们的混合物。前述提及的阻燃剂为氢氧化镁阻燃剂。煅烧碱式氯化镁阻燃剂可通过以一定浓度的MgCl2水溶液和氧化镁在80°C 下反应池制得碱式氯化镁，将它在350 °C锻烧池即得该阻燃剂，其分子式为 2Mg0 · 1. 93MgCl2 · 5. 4H20。由TGA — DTA结果表明，该阻燃剂的热稳定性好，在400°C以下，基本无热分解。将它以35Phr 50Phr填充尼龙66、PET和乙烯一四氟乙烯(E/TFE) 时，所得材料具有十分优良的阻燃性能，氧化指数在35 76之间。材料的加工性能也较为良好。反应放出H2O并生成熔点较低、能够气化的卤化锑，起稀释可燃性气体的作用。同时他的相对密度较大，覆盖于高分子材料表面隔绝空气，能促进炭化反应，降低燃烧系统的温度，能捕捉燃烧过程中气相里游离的H0.和H.，从而抑制燃烧。实际上三氧化二锑是普遍使用的阻燃剂协效剂，与卤素化物之比以3:1最佳。实施例3
一种阻燃石头纸，其原料及其配比为63%重量的无机矿物；25%聚烯烃；10%的阻燃剂，洲成膜助剂，以上材料送入高速混合机混合均勻，将混合物料输送到挤出机混炼胶化制成颗粒，经纸膜吹膜机，制成合适厚度的阻燃型石头纸基材。前述提及的无机矿物为云母粉或硅石粉，聚烯烃为低密度或高密度聚乙烯、聚丙烯，或它们的混合物。前述提及的阻燃剂为磷氮阻燃母粒。
权利要求
1.阻燃石头纸生产方法，其特征是其原料及其重量比配比为55-65%的无机矿物； 15-30%聚烯烃；8-18%的阻燃剂，1-5%成膜助剂，以上材料送入高速混合机混合均勻，将混合物料输送到挤出机混炼胶化制成颗粒，经纸膜吹膜机，制成合适厚度的阻燃型石头纸基材。
2.如权利要求1所述的阻燃石头纸生产方法，其特征在于，其原料及其配比为64%重量的无机矿物；20%聚乙烯；14%的阻燃剂，洲成膜助剂，以上材料送入高速混合机混合均勻，将混合物料输送到挤出机混炼胶化制成颗粒，经纸膜吹膜机，制成合适厚度的阻燃型石头纸基材。
3.如权利要求2所述的阻燃石头纸生产方法，其特征在于，无机矿物为天然碳酸钙，聚乙烯为低密度或高密度聚乙烯，或它们的混合物；阻燃剂为混合物，其中三氧化二锑4%， 十溴联苯醚DBDPO :10%。
4.如权利要求1所述的阻燃石头纸生产方法，其特征在于，其原料及其配比为58% 重量的无机矿物；25%聚烯烃；15%的阻燃剂，洲成膜助剂，以上材料送入高速混合机混合均勻，将混合物料输送到挤出机混炼胶化制成颗粒，经纸膜吹膜机，制成合适厚度的阻燃型石头纸基材。
5.如权利要求4所述的阻燃石头纸生产方法，其特征在于，无机矿物为天然碳酸钙和硅藻土的混合物，聚烯烃为低密度或高密度聚乙烯、聚丙烯，或它们的混合物；阻燃剂为氢氧化镁阻燃剂。
6.如权利要求1所述的阻燃石头纸生产方法，其特征在于，其原料及其配比为63%重量的无机矿物；25%聚烯烃；10%的阻燃剂，洲成膜助剂，以上材料送入高速混合机混合均勻，将混合物料输送到挤出机混炼胶化制成颗粒，经纸膜吹膜机，制成合适厚度的阻燃型石头纸基材。
7.如权利要求6所述的阻燃石头纸生产方法，其特征在于，无机矿物为云母粉或硅石粉，聚烯烃为低密度或高密度聚乙烯、聚丙烯，或它们的混合物；阻燃剂为磷氮阻燃母粒。
8.如权利要求1所述的阻燃石头纸生产方法，其特征在于，无机矿物可以为粉煤灰、矿渣。
9.如权利要求1所述的阻燃石头纸生产方法，其特征在于，阻燃剂为含氮和磷元素的复合阻燃剂。
全文摘要
阻燃石头纸生产方法，其原料及其重量比配比为55-65%的无机矿物；15-30%聚烯烃；8-18%的阻燃剂，1-5%成膜助剂，以上材料送入高速混合机混合均匀，将混合物料输送到挤出机混炼胶化制成颗粒，经纸膜吹膜机，制成合适厚度的阻燃型石头纸基材。由于添加专用阻燃剂，解决以往的石头纸易燃的缺陷，可以用于阻燃性墙纸的制造，是替代现有的PVC墙纸的理想选择，具有广阔市场前景。
文档编号C08K5/06GK102417645SQ20111023498
公开日2012年4月18日 申请日期2011年8月17日 优先权日2011年8月17日
发明者王根宝 申请人:上海石美实业有限公司