專利名稱：一種陶瓷紙的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型材料的制備方法，特別涉及一種陶瓷紙的制備方法。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)，尚未見有關(guān)紙張?zhí)沾苫难芯繄?bào)道。國際上僅有日本有極少類似的相關(guān)報(bào)道。如，日本的文獻(xiàn)(Ceramic Data Book 2002 Vol.30192-194)報(bào)道了超越紙的制備方法，該方法是先將有機(jī)金屬化合物滲透到紙張的纖維間，此有機(jī)金屬化合物與紙張纖維上的活性基團(tuán)發(fā)生縮合反應(yīng)，再與硅氧烷發(fā)生反應(yīng)，生成強(qiáng)度較大的超級(jí)紙。但是，此文獻(xiàn)中報(bào)道的方法要用到價(jià)格非常昂貴的有機(jī)金屬化合物，使得其達(dá)不到實(shí)用化的要求，并且有機(jī)金屬化合物具有一定的毒性，它的水解產(chǎn)物可能會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響。因此，目前文獻(xiàn)中報(bào)道的方法成本高，環(huán)境負(fù)荷大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種采用有機(jī)-無機(jī)復(fù)合的方法，經(jīng)水解制備的原生態(tài)的硅溶膠多次浸漬的工藝，避免了使用昂貴的有機(jī)金屬化合物，降低了成本，又使得獲得的陶瓷紙具有高強(qiáng)度、阻燃、耐水等特性陶瓷紙的制備方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是首先將紙張浸漬于質(zhì)量百分比濃度為2～15％的聚乙烯醇高分子溶液中，使紙張的質(zhì)量增加20-30％后，置于50-80℃下烘干；硅溶膠的制備將正硅酸乙酯∶無水乙醇∶蒸餾水按10∶20∶2-8的體積比混合均勻，在攪拌條件下滴加濃氨水并調(diào)節(jié)PH值到9-11，然后在完全密封下攪拌2-8小時(shí)得硅溶膠；將經(jīng)聚乙烯醇高分子溶液浸漬的紙張?jiān)僦糜诠枞苣z溶液中浸漬2-5分鐘后，置于50-80℃下烘干，使紙張的質(zhì)量增加20～60％；最后將經(jīng)硅溶膠浸漬后的紙張?jiān)俅谓n于質(zhì)量百分比濃度為2～10％的無機(jī)阻燃劑硼酸鈉溶液中1-5分鐘后，置于50～100℃的烘箱中烘干即可。
由本發(fā)明的制備方法制得的陶瓷紙的拉伸強(qiáng)度可以提高到原始試樣的4～5倍，達(dá)到二十幾個(gè)MPa，而未經(jīng)處理的紙樣的拉伸強(qiáng)度只有5.3MPa左右；陶瓷紙的吸水率只有大約40％左右，而未經(jīng)處理的紙樣的吸水率有200％左右；陶瓷紙的阻燃性能好，在火焰上燒只會(huì)發(fā)生局部的碳化而沒有強(qiáng)烈的燃燒現(xiàn)象產(chǎn)生；而未經(jīng)處理的紙樣在遇到火苗時(shí)會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈地燃燒。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1，首先將紙張浸漬于質(zhì)量百分比濃度為2％的聚乙烯醇高分子溶液中，使紙張的質(zhì)量增加30％后，置于75℃下烘干；將正硅酸乙酯∶無水乙醇∶蒸餾水按10∶20∶8的體積比混合均勻，在攪拌條件下滴加濃氨水并調(diào)節(jié)PH值到11，然后在完全密封下攪拌8小時(shí)得硅溶膠；將經(jīng)聚乙烯醇高分子溶液浸漬的紙張?jiān)僦糜诠枞苣z溶液中浸漬5分鐘后，置于65℃烘干，使紙張的質(zhì)量增加60％；最后將經(jīng)硅溶膠浸漬后的紙張?jiān)俅谓n于質(zhì)量百分比濃度為10％的無機(jī)阻燃劑硼酸鈉溶液中5分鐘后，置于100℃的烘箱中烘干即可。
實(shí)施例2，首先將紙張浸漬于質(zhì)量百分比濃度為8％的聚乙烯醇高分子溶液中，使紙張的質(zhì)量增加25％后，置于50℃下烘干；將正硅酸乙酯∶無水乙醇∶蒸餾水按10∶20∶5的體積比混合均勻，在攪拌條件下滴加濃氨水并調(diào)節(jié)PH值到9，然后在完全密封下攪拌2小時(shí)得硅溶膠；將經(jīng)聚乙烯醇高分子溶液浸漬的紙張?jiān)僦糜诠枞苣z溶液中浸漬3分鐘后，置于55℃烘干，使紙張的質(zhì)量增加50；最后將經(jīng)硅溶膠浸漬后的紙張?jiān)俅谓n于質(zhì)量百分比濃度為5％的無機(jī)阻燃劑硼酸鈉溶液中3分鐘后，置于50℃的烘箱中烘干即可。
實(shí)施例3，首先將紙張浸漬于質(zhì)量百分比濃度為10％的聚乙烯醇高分子溶液中，使紙張的質(zhì)量增加30％后，置于80℃下烘干；將正硅酸乙酯∶無水乙醇∶蒸餾水按10∶20∶3的體積比混合均勻，在攪拌條件下滴加濃氨水并調(diào)節(jié)PH值到10，然后在完全密封下攪拌5小時(shí)得硅溶膠；將經(jīng)聚乙烯醇高分子溶液浸漬的紙張?jiān)僦糜诠枞苣z溶液中浸漬4分鐘后，置于75℃烘干，使紙張的質(zhì)量增加20％；最后將經(jīng)硅溶膠浸漬后的紙張?jiān)俅谓n于質(zhì)量百分比濃度為2％的無機(jī)阻燃劑硼酸鈉溶液中1分鐘后，置于80℃的烘箱中烘干即可。
實(shí)施例4，首先將紙張浸漬于質(zhì)量百分比濃度為15％的聚乙烯醇高分子溶液中，使紙張的質(zhì)量增加28％后，置于65℃下烘干；將正硅酸乙酯∶無水乙醇∶蒸餾水按10∶20∶6的體積比混合均勻，在攪拌條件下滴加濃氨水并調(diào)節(jié)PH值到9，然后在完全密封下攪拌3小時(shí)得硅溶膠；將經(jīng)聚乙烯醇高分子溶液浸漬的紙張?jiān)僦糜诠枞苣z溶液中浸漬2分鐘后，置于50℃烘干，使紙張的質(zhì)量增加40％；最后將經(jīng)硅溶膠浸漬后的紙張?jiān)俅谓n于質(zhì)量百分比濃度為8％的無機(jī)阻燃劑硼酸鈉溶液中4分鐘后，置于65℃的烘箱中烘干即可。
實(shí)施例5，首先將紙張浸漬于質(zhì)量百分比濃度為5％的聚乙烯醇高分子溶液中，使紙張的質(zhì)量增加23％后，置于55℃下烘干；將正硅酸乙酯∶無水乙醇∶蒸餾水按10∶20∶2的體積比混合均勻，在攪拌條件下滴加濃氨水并調(diào)節(jié)PH值到10，然后在完全密封下攪拌6小時(shí)得硅溶膠；將經(jīng)聚乙烯醇高分子溶液浸漬的紙張?jiān)僦糜诠枞苣z溶液中浸漬5分鐘后，置于80℃烘干，使紙張的質(zhì)量增加30％；最后將經(jīng)硅溶膠浸漬后的紙張?jiān)俅谓n于質(zhì)量百分比濃度為3％的無機(jī)阻燃劑硼酸鈉溶液中2分鐘后，置于55℃的烘箱中烘干即可。
實(shí)施例6，首先將紙張浸漬于質(zhì)量百分比濃度為12％的聚乙烯醇高分子溶液中，使紙張的質(zhì)量增加21％后，置于70℃下烘干；將正硅酸乙酯∶無水乙醇∶蒸餾水按10∶20∶7的體積比混合均勻，在攪拌條件下滴加濃氨水并調(diào)節(jié)PH值到11，然后在完全密封下攪拌7小時(shí)得硅溶膠；將經(jīng)聚乙烯醇高分子溶液浸漬的紙張?jiān)僦糜诠枞苣z溶液中浸漬2分鐘后，置于70℃烘干，使紙張的質(zhì)量增加45％；最后將經(jīng)硅溶膠浸漬后的紙張?jiān)俅谓n于質(zhì)量百分比濃度為9％的無機(jī)阻燃劑硼酸鈉溶液中5分鐘后，置于70℃的烘箱中烘干即可。
權(quán)利要求
1.一種陶瓷紙的制備方法，其特征在于1)首先將紙張浸漬于質(zhì)量百分比濃度為2～15％的聚乙烯醇高分子溶液中，使紙張的質(zhì)量增加20-30％后，置于50-80℃下烘干；2)硅溶膠的制備將正硅酸乙酯∶無水乙醇∶蒸餾水按10∶20∶2-8的體積比混合均勻，在攪拌條件下滴加濃氨水并調(diào)節(jié)PH值到9-11，然后在完全密封下攪拌2-8小時(shí)得硅溶膠；3)將經(jīng)聚乙烯醇高分子溶液浸漬的紙張?jiān)僦糜诠枞苣z溶液中浸漬2-5分鐘后，置于50-80℃下烘干，使紙張的質(zhì)量增加20～60％；4)最后將經(jīng)硅溶膠浸漬后的紙張?jiān)俅谓n于質(zhì)量百分比濃度為2～10％的無機(jī)阻燃劑硼酸鈉溶液中1-5分鐘后，置于50～100℃的烘箱中烘干即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷紙張的制備方法，其特征在于首先將紙張浸漬于質(zhì)量百分比濃度為2％的聚乙烯醇高分子溶液中，使紙張的質(zhì)量增加30％后，置于75℃下烘干；將正硅酸乙酯∶無水乙醇∶蒸餾水按10∶20∶8的體積比混合均勻，在攪拌條件下滴加濃氨水并調(diào)節(jié)PH值到11，然后在完全密封下攪拌8小時(shí)得硅溶膠；將經(jīng)聚乙烯醇高分子溶液浸漬的紙張?jiān)僦糜诠枞苣z溶液中浸漬5分鐘后，置于65℃烘干，使紙張的質(zhì)量增加60％；最后將經(jīng)硅溶膠浸漬后的紙張?jiān)俅谓n于質(zhì)量百分比濃度為10％的無機(jī)阻燃劑硼酸鈉溶液中5分鐘后，置于100℃的烘箱中烘干即可。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷紙張的制備方法，其特征在于首先將紙張浸漬于質(zhì)量百分比濃度為8％的聚乙烯醇高分子溶液中，使紙張的質(zhì)量增加25％后，置于50℃下烘干；將正硅酸乙酯∶無水乙醇∶蒸餾水按10∶20∶5的體積比混合均勻，在攪拌條件下滴加濃氨水并調(diào)節(jié)PH值到9，然后在完全密封下攪拌2小時(shí)得硅溶膠；將經(jīng)聚乙烯醇高分子溶液浸漬的紙張?jiān)僦糜诠枞苣z溶液中浸漬3分鐘后，置于55℃烘干，使紙張的質(zhì)量增加50；最后將經(jīng)硅溶膠浸漬后的紙張?jiān)俅谓n于質(zhì)量百分比濃度為5％的無機(jī)阻燃劑硼酸鈉溶液中3分鐘后，置于50℃的烘箱中烘干即可。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷紙張的制備方法，其特征在于首先將紙張浸漬于質(zhì)量百分比濃度為10％的聚乙烯醇高分子溶液中，使紙張的質(zhì)量增加30％后，置于80℃下烘干；將正硅酸乙酯∶無水乙醇∶蒸餾水按10∶20∶3的體積比混合均勻，在攪拌條件下滴加濃氨水并調(diào)節(jié)PH值到10，然后在完全密封下攪拌5小時(shí)得硅溶膠；將經(jīng)聚乙烯醇高分子溶液浸漬的紙張?jiān)僦糜诠枞苣z溶液中浸漬4分鐘后，置于75℃烘干，使紙張的質(zhì)量增加20％；最后將經(jīng)硅溶膠浸漬后的紙張?jiān)俅谓n于質(zhì)量百分比濃度為2％的無機(jī)阻燃劑硼酸鈉溶液中1分鐘后，置于80℃的烘箱中烘干即可。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷紙張的制備方法，其特征在于首先將紙張浸漬于質(zhì)量百分比濃度為15％的聚乙烯醇高分子溶液中，使紙張的質(zhì)量增加28％后，置于65℃下烘干；將正硅酸乙酯∶無水乙醇∶蒸餾水按10∶20∶6的體積比混合均勻，在攪拌條件下滴加濃氨水并調(diào)節(jié)PH值到9，然后在完全密封下攪拌3小時(shí)得硅溶膠；將經(jīng)聚乙烯醇高分子溶液浸漬的紙張?jiān)僦糜诠枞苣z溶液中浸漬2分鐘后，置于50℃烘干，使紙張的質(zhì)量增加40％；最后將經(jīng)硅溶膠浸漬后的紙張?jiān)俅谓n于質(zhì)量百分比濃度為8％的無機(jī)阻燃劑硼酸鈉溶液中4分鐘后，置于65℃的烘箱中烘干即可。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷紙張的制備方法，其特征在于首先將紙張浸漬于質(zhì)量百分比濃度為5％的聚乙烯醇高分子溶液中，使紙張的質(zhì)量增加23％后，置于55℃下烘干；將正硅酸乙酯∶無水乙醇∶蒸餾水按10∶20∶2的體積比混合均勻，在攪拌條件下滴加濃氨水并調(diào)節(jié)PH值到10，然后在完全密封下攪拌6小時(shí)得硅溶膠；將經(jīng)聚乙烯醇高分子溶液浸漬的紙張?jiān)僦糜诠枞苣z溶液中浸漬5分鐘后，置于80℃烘干，使紙張的質(zhì)量增加30％；最后將經(jīng)硅溶膠浸漬后的紙張?jiān)俅谓n于質(zhì)量百分比濃度為3％的無機(jī)阻燃劑硼酸鈉溶液中2分鐘后，置于55℃的烘箱中烘干即可。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷紙張的制備方法，其特征在于首先將紙張浸漬于質(zhì)量百分比濃度為12％的聚乙烯醇高分子溶液中，使紙張的質(zhì)量增加21％后，置于70℃下烘干；將正硅酸乙酯∶無水乙醇∶蒸餾水按10∶20∶7的體積比混合均勻，在攪拌條件下滴加濃氨水并調(diào)節(jié)PH值到11，然后在完全密封下攪拌7小時(shí)得硅溶膠；將經(jīng)聚乙烯醇高分子溶液浸漬的紙張?jiān)僦糜诠枞苣z溶液中浸漬2分鐘后，置于70℃烘干，使紙張的質(zhì)量增加45％；最后將經(jīng)硅溶膠浸漬后的紙張?jiān)俅谓n于質(zhì)量百分比濃度為9％的無機(jī)阻燃劑硼酸鈉溶液中5分鐘后，置于70℃的烘箱中烘干即可。
全文摘要
一種陶瓷紙的制備方法，首先將紙張浸漬于聚乙烯醇高分子溶液中，并烘干；再將紙張浸漬于由正硅酸乙酯、無水乙醇和蒸餾水混合制成的硅溶膠溶液中；最后將經(jīng)硅溶膠浸漬后的紙張?jiān)俅谓n于無機(jī)阻燃劑硼酸鈉溶液中，再置于50～100℃的烘箱中烘干即可。由本發(fā)明的制備方法制得的陶瓷紙的拉伸強(qiáng)度可以提高到原始試樣的4～5倍，達(dá)到二十幾個(gè)MPa，而未經(jīng)處理的紙樣的拉伸強(qiáng)度只有5.3MPa左右；陶瓷紙的吸水率只有大約40％左右，而未經(jīng)處理的紙樣的吸水率有200％左右；陶瓷紙的阻燃性能好，在火焰上燒只會(huì)發(fā)生局部的碳化而沒有強(qiáng)烈的燃燒現(xiàn)象產(chǎn)生；而未經(jīng)處理的紙樣在遇到火苗時(shí)會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈地燃燒。
文檔編號(hào)D21H17/68GK1743550SQ2005100960
公開日2006年3月8日 申請(qǐng)日期2005年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月22日
發(fā)明者王偉, 金志浩, 喬冠軍 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)