本发明涉及一种原生复合改性阻燃纸材料的制备方法，属于新材料技术领域。
背景技术：
对纸及纸制品进行阻燃，就是设法阻碍纤维的热分解，抑制可燃性气体的生成，或者通过隔离热和空气及稀释可燃性气体来达到目的。由纸的燃烧机理可以看出，要赋予纸以防火阻燃性，一般的阻燃措施都是从破坏可燃体系来研究的。阻燃剂一般通过下面一种或几种途径来达到阻燃目的。吸热效应。阻燃剂具有吸热功能，利用阻燃剂在受热时发生分解反应，此过程一般为吸热反应，通过阻燃剂吸收热量以及热分解产生不燃性挥发物的气化热，使纸及纸制品在受热情况下温度难以升高而阻止聚合物热降解的发生，起到阻燃作用、稀释效应。阻燃剂在燃烧温度下分解产生大量不燃性气体如水、二氧化碳、氨气等，这些不燃性气体将可燃性气体浓度稀释到可燃浓度范围以下，以阻止燃烧发生。抑制效应。高聚物的燃烧主要是使自由基产生连锁反应，此类物质具有与自由基反复反应生成的能力，结果抑制了产生自由基的连锁反应。隔离效应。阻燃剂可在燃烧时在纸及纸制品表面形成一层隔离层，起到阻止热传递、降低可燃性气体释放量和隔绝氧气的作用，从而达到阻燃目的炭量增加和挥发物减少理论。阻燃剂参与纸质材料的热降解反应，使热解反应朝着产炭量增加及挥发物产量减少的方向发展，降低热解的起始温度和燃烧的热释放效率，从而延缓纸质材料的燃烧速度，降低发热量。
经过阻燃处理的纸，可使其达到难燃要求，甚至不燃，从而进一步扩大纸品的应用范围[1-5]。目前，生产阻燃纸的工艺方法主要有：①使用难燃或不燃纤维原料。如利用石棉纤维或玻璃纤维的难燃特性制造出难燃纸或不燃纸。由于石棉纤维或玻璃纤维强度都很低，且对人体健康有害，因此，使用上受到很大限制。②浸渍法。适用于磷酸盐、硼酸盐等水溶性阻燃剂。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，目前很少采用。③涂布法。该方法适用于不溶或难溶的阻燃剂，其优点是阻燃剂大部分集中在纸的表面，且受到黏结剂的包裹保护，对纸的物理性能影响较小。其缺点是阻燃效果不理想。④内添法。该方法适用于水不溶性阻燃剂，添加部位较灵活。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均匀，纸的阻燃功能较均一。其缺点是阻燃剂流失严重。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对现有阻燃纸添加阻燃剂后阻燃剂流失严重，降低阻燃效率的问题，提供了一种原生复合改性阻燃纸材料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）取盐角草与碱蓬植物各10～15株，将其移栽至盐碱液中，在室温下栽种7～15天后，将植株取出并去根后洗净晾干，真空冷冻干燥并收集干燥植株，按质量比1:1，将盐角草干燥植株和碱蓬干燥植株混合并研磨粉碎，过100目筛，得过筛植株颗粒；
（2）按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、10～15份氯化镁溶液、15～20份阔叶木浆和10～15份过筛植株颗粒置于打浆机中，打浆处理，收集混合浆液；
（3）对混合浆液中通氨气，待通入氨气10～15min后，静置6～8h，并过滤，收集滤饼并置于疏解器中，疏解并收集疏解物；
（4）按质量比1:5，将质量分数0.05％聚丙烯酰胺溶液添加至疏解物中，搅拌混合并用抄片机抄纸处理，收集抄纸完成的纸张并置于转鼓式干燥机中，干燥6～8h，即可制备得所述的原生复合改性阻燃纸材料。
步骤（1）所述的盐碱液为由质量比1:1混合的质量分数15％氯化镁溶液和质量分数15％的氯化钙溶液混合而成。
步骤（1）所述的移栽为控制植株根部底端浸没至离盐碱液液面10～15cm处。
步骤（2）所述的打浆处理为打浆至打浆度为35°sr。
步骤（3）所述的氨气通入速率为25～30ml/min。
步骤（4）所述的抄纸定量为125～150g·m-2
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明技术方案采用盐生植物--盐角草和碱蓬为改性纤维材料，通过吸附盐碱液并有效储存在植物内部组织液中，经真空冷冻干燥后，通过添加至纸浆中，植物颗粒溶胀并吸附细胞外壁水份，与氨水混合形成有效的氢氧化镁和氢氧化钙沉淀，有效填充至细胞材料内部，进一步改善复合植物材料的结构性能，有效形成无机填充形成有效的防火阻燃改性作用，同时本发明技术方案采用的是细胞组织液中自身存在的盐溶液进行沉积，较传统吸附溶胀的技术方案中材料的沉积填充效果更加优异；
（2）本发明技术方案采用细胞填充原位沉积，生成沉淀的无机化合物在细胞腔内反应，使沉淀物留着在细胞腔内，从而达到加填和制备具有某种特殊功能纸张的目的，细胞腔内原位沉积法与传统的加填方式相比，可以在一定程度上降低填料对纤维间结合强度的负面影响，从而降低了纸张的强度损失，有效改善材料的力学性能和机械强度。
具体实施方式
取苗长20～25cm生长良好的盐角草与碱蓬植物各取10～15株，将其移栽至盐碱液中，控制根部底端浸没至离盐碱液液面10～15cm处，在室温下栽种7～15天后，将植株取出并去根后洗净晾干，真空冷冻干燥并收集干燥植株，按质量比1:1，将盐角草干燥植株和碱蓬干燥植株混合并研磨粉碎，过100目筛，得过筛植株颗粒；按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、10～15份氯化镁溶液、15～20份阔叶木浆和10～15份过筛植株颗粒置于打浆机中，打浆处理并打浆至打浆度为35°sr，收集混合浆液并对浆液中通氨气，控制氨气的通入速率为25～30ml/min，待通入氨气10～15min后，静置6～8h，并用0.05mm滤网过滤，收集滤饼并置于疏解器中，在20000～25000r/min下疏解1～2h，收集疏解物并按质量比1:5，将质量分数0.05％聚丙烯酰胺溶液添加至疏解物中，搅拌混合并用抄片机抄纸处理，控制抄纸定量为125～150g·m-2，收集抄纸完成的纸张并置于转鼓式干燥机中，在45～50℃下干燥6～8h，即可制备得所述的原生复合改性阻燃纸材料；所述的盐碱液为由质量比1:1混合的质量分数15％氯化镁溶液和质量分数15％的氯化钙溶液混合而成。
实例1
取苗长20cm生长良好的盐角草与碱蓬植物各取10株，将其移栽至盐碱液中，控制根部底端浸没至离盐碱液液面10cm处，在室温下栽种75天后，将植株取出并去根后洗净晾干，真空冷冻干燥并收集干燥植株，按质量比1:1，将盐角草干燥植株和碱蓬干燥植株混合并研磨粉碎，过100目筛，得过筛植株颗粒；按重量份数计，分别称量45份去离子水、10份氯化镁溶液、15份阔叶木浆和10份过筛植株颗粒置于打浆机中，打浆处理并打浆至打浆度为35°sr，收集混合浆液并对浆液中通氨气，控制氨气的通入速率为25ml/min，待通入氨气10min后，静置6h，并用0.05mm滤网过滤，收集滤饼并置于疏解器中，在20000r/min下疏解1h，收集疏解物并按质量比1:5，将质量分数0.05％聚丙烯酰胺溶液添加至疏解物中，搅拌混合并用抄片机抄纸处理，控制抄纸定量为125g·m-2，收集抄纸完成的纸张并置于转鼓式干燥机中，在45℃下干燥6h，即可制备得所述的原生复合改性阻燃纸材料；所述的盐碱液为由质量比1:1混合的质量分数15％氯化镁溶液和质量分数15％的氯化钙溶液混合而成。
实例2
取苗长22cm生长良好的盐角草与碱蓬植物各取12株，将其移栽至盐碱液中，控制根部底端浸没至离盐碱液液面12cm处，在室温下栽种9天后，将植株取出并去根后洗净晾干，真空冷冻干燥并收集干燥植株，按质量比1:1，将盐角草干燥植株和碱蓬干燥植株混合并研磨粉碎，过100目筛，得过筛植株颗粒；按重量份数计，分别称量47份去离子水、12份氯化镁溶液、17份阔叶木浆和12份过筛植株颗粒置于打浆机中，打浆处理并打浆至打浆度为35°sr，收集混合浆液并对浆液中通氨气，控制氨气的通入速率为27ml/min，待通入氨气12min后，静置7h，并用0.05mm滤网过滤，收集滤饼并置于疏解器中，在22500r/min下疏解2h，收集疏解物并按质量比1:5，将质量分数0.05％聚丙烯酰胺溶液添加至疏解物中，搅拌混合并用抄片机抄纸处理，控制抄纸定量为127g·m-2，收集抄纸完成的纸张并置于转鼓式干燥机中，在47℃下干燥7h，即可制备得所述的原生复合改性阻燃纸材料；所述的盐碱液为由质量比1:1混合的质量分数15％氯化镁溶液和质量分数15％的氯化钙溶液混合而成。
实例3
取苗长25cm生长良好的盐角草与碱蓬植物各取15株，将其移栽至盐碱液中，控制根部底端浸没至离盐碱液液面15cm处，在室温下栽种15天后，将植株取出并去根后洗净晾干，真空冷冻干燥并收集干燥植株，按质量比1:1，将盐角草干燥植株和碱蓬干燥植株混合并研磨粉碎，过100目筛，得过筛植株颗粒；按重量份数计，分别称量50份去离子水、15份氯化镁溶液、20份阔叶木浆和15份过筛植株颗粒置于打浆机中，打浆处理并打浆至打浆度为35°sr，收集混合浆液并对浆液中通氨气，控制氨气的通入速率为30ml/min，待通入氨气15min后，静置8h，并用0.05mm滤网过滤，收集滤饼并置于疏解器中，在25000r/min下疏解2h，收集疏解物并按质量比1:5，将质量分数0.05％聚丙烯酰胺溶液添加至疏解物中，搅拌混合并用抄片机抄纸处理，控制抄纸定量为150g·m-2，收集抄纸完成的纸张并置于转鼓式干燥机中，在50℃下干燥8h，即可制备得所述的原生复合改性阻燃纸材料；所述的盐碱液为由质量比1:1混合的质量分数15％氯化镁溶液和质量分数15％的氯化钙溶液混合而成。
将本发明制备的实例1，2，3切取的阻燃试样21cm×7cm，将其固定在燃烧箱的试片固定夹上，并将本生灯火焰高度调整为（40±2cm）。关闭燃烧试验箱箱门，滑动本生灯，使本生灯火焰直接与试样底边接触12s，然后立即移开本生灯火焰。记录试样的续焰时和灼燃时间。从试样夹上取出试样，水平把握住试样，用直径6cm的玻璃棒轻轻拍打试样的炭化区域，以取出松脆的炭渣，具体测试结果如下表表1所示：
表1性能测试表
由上表可知，本发明制备的阻燃纸材料具有优异的阻燃性能和力学强度。