專利名稱：：具有消除甲醛和阻燃功能的制劑及含有該制劑的紙張及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種功能性制劑、功能性紙張及其制備方法，特別是涉及一種具有消除甲醛和阻燃功能的制劑、含該制劑的功能性紙張及其制備方法。
背景技術(shù)：
：隨著人民生活水平的不斷提高，裝飾裝修、購(gòu)置新家具已成為人們生活中平常的事情。裝飾裝修和家具制造中往往大量使用各類人造板，如膠合板、細(xì)木工板、中密度纖維板、刨花板等，而這些人造板大都是使用甲醛系膠粘劑、主要是脲醛樹脂膠粘劑制造的，存在著甲醛釋放問(wèn)題，常常成為室內(nèi)空氣中甲醛污染的主要來(lái)源。而且，這些人造板的甲醛釋放量雖然在一段時(shí)間內(nèi)會(huì)逐漸下降，但下降到一定程度后還會(huì)長(zhǎng)期保持一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的釋放量。另外，有些內(nèi)墻涂料和其他涂料中含有甲醛，會(huì)在涂飾時(shí)放出，也會(huì)殘留在涂層中緩慢放出。人造板以外的其他一些裝飾材料，如墻布、地毯等在制造時(shí)也使用了脲醛樹脂膠粘劑，也有可觀的甲醛釋放量；甲醛在紡織行業(yè)主要用作纖維制品的染色助劑以及用于制造樹脂整理劑以提高制品的防皺、防縮效果，因此，服裝、被褥等紡織品也會(huì)釋放甲醛；香煙在燃燒時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生甲醛?？傊?，室內(nèi)空氣中的甲醛污染的來(lái)源很多，尤其是目前我國(guó)城市、農(nóng)村新裝修的家居中甲醛污染非常嚴(yán)重，普遍高出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)數(shù)倍。甲醛為較高毒性的物質(zhì)，對(duì)眼、粘膜和呼吸道有刺激作用，會(huì)引起慢性呼吸道疾病、過(guò)敏性鼻炎、免疫功能下降等，導(dǎo)致睡眠不安；甲醛被認(rèn)為是潛在的致癌物質(zhì)，可能是鼻癌、咽喉癌、皮膚癌的誘因。因此，消除甲醛污染，凈化室內(nèi)空氣越來(lái)越引起人們的重視。目前，人們消除室內(nèi)空氣中甲酸污染的主要方法是使用甲醛消除劑。但是，目前市場(chǎng)上銷售的產(chǎn)品以及專利技術(shù)產(chǎn)品存在著價(jià)格高、效果差的問(wèn)題，在一定時(shí)間內(nèi)的甲醛消除量有限，而且效果的持久性差，通常有效期只有幾天時(shí)間，另外還有二次污染的缺陷。例如，公開號(hào)為CN1404891A的專利申請(qǐng)文獻(xiàn)中公開的甲醛消除劑由于使用了酰肼類化合物，因此價(jià)格昂貴；公開號(hào)為CN1526470A的發(fā)明專利申請(qǐng)文獻(xiàn)中公開一種甲醛消除劑，其效果不是很理想，甲醛消除率只有78%。同時(shí)，火災(zāi)是當(dāng)今世界各國(guó)人民所面臨的一個(gè)共同的災(zāi)難性問(wèn)題。隨著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，社會(huì)財(cái)富日益增加，火災(zāi)損失上升及火災(zāi)危害范圍擴(kuò)大的總趨勢(shì)是客觀規(guī)律。據(jù)聯(lián)合國(guó)"世界火災(zāi)統(tǒng)計(jì)中心"提供的資料介紹，發(fā)生火災(zāi)的損失，美國(guó)不到7年翻一番，日本平均16年翻一番，中國(guó)平均12年翻一番。全世界每天發(fā)生火災(zāi)1萬(wàn)多起，造成數(shù)百人死亡。為了減少火災(zāi)次數(shù)與損失，我國(guó)頒布了《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2006，自2006年12月1日起開始實(shí)施。但是，室內(nèi)裝飾裝修廣泛使用的各種裝飾材料，很多是易燃材料，存在較大的火災(zāi)隱患。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，提供了一種具有消除甲醛和阻燃功能的制劑、含有該制劑的功能性紙張及其制備方法，用本制劑制備的紙張具有甲醛消除功能及阻燃功能，同時(shí)不影響紙張的其他性能。根據(jù)本發(fā)明一方面提供一種用于紙張的具有消除甲醛和阻燃功能的制劑，包括以下重量份配比的原料-磷酸(濃度為85%)0.5-1.3尿素(含量99%)0.3-0.6催化劑0.002-0.004其中催化劑含有以下重量份配比的原料氯化錫0.8-1.2;硫酸銅1.5-2.5;氯化鈉0.8-1.2;氯化鐵0.8-1.2;硫酸鋁0.8-1.2;硼酸0.8-1.2;氯化鋅1.5-2.5。特別是，具有消除甲醛和阻燃功能的制劑的原料的重量份配比選擇磷酸(濃度為85%)0.7-1.1尿素(含量99%)0.35-0.45催化劑0.0025-0.0035特別是，本發(fā)明具有消除甲醛和阻燃功能的制劑的原料中還包括重量份為0.7-1.8的軟化水，其中軟化水的重量份優(yōu)選為0.9-1.6。根據(jù)本發(fā)明另一方面提供上述具有消除甲醛和阻燃功能的制劑的制備方法，包括使磷酸和尿素在催化劑的作用下進(jìn)行聚合反應(yīng)。其中，所述反應(yīng)包括以下順序進(jìn)行的步驟1)在反應(yīng)釜中加入磷酸，攪拌同時(shí)加熱，使溫度上升至50-60'C;2)加入尿素，對(duì)磷酸和尿素的混合物進(jìn)行攪拌，使物料分布、受熱均勻；3)溫度上升至90-12(TC時(shí)，向反應(yīng)釜中加入催化劑，繼續(xù)加熱；4)使溫度上升至130-140'C后，停止加熱；5)使反應(yīng)物降溫至60-8(TC，向反應(yīng)釜中加入軟化水，攪拌均勻。其中，軟化水的溫度為40-60°C。特別是，在上述步驟4)中反應(yīng)物體積增加至原來(lái)的2-2.5倍時(shí)停止所述加熱。特別是，在上述步驟3)中的溫度選擇110-12(TC，所述攪拌速度控制在50-70轉(zhuǎn)/分鐘。根據(jù)本發(fā)明另一方面提供一種具有消除甲醛和阻燃功能的紙張，含有上述具有消除甲醛和阻燃功能的制劑。根據(jù)本發(fā)明另一方面提供一種具有消除甲醛和阻燃功能的紙張，含有采用上述方法制備的具有消除甲醛和阻燃功能的制劑。根據(jù)本發(fā)明另一方面提供一種具有消除甲醛和阻燃功能的紙張的制備方法，包括在紙張上噴涂或刷涂具有消除甲醛和阻燃功能的制劑，該制劑包括以下重量份配比的原料磷酸(濃度為85%)0.5-1.3;尿素0.3-0.6、催化劑0.002-0.004。其中，制劑的原料的重量份配比選擇磷酸(濃度為85%)0.7_1.1;尿素0.35-0.45、催化劑0.0025-0.0035。還包括重量份為0.7-1.8的軟化水，其中軟化水的重量份優(yōu)選為0.9-1.6。其中催化劑含有以下重量份配比的原料氯化錫0.8-1.2;硫酸銅1.5-2.5;氯化鈉0.8-1.2;氯化鐵0.8-1.2;硫酸鋁0.8-1.2;硼酸0.8-1.2;氯化鋅1.5-2.5。特別是，其中所述具有消除甲醛和阻燃功能的制劑的用量為10-40g/m2。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在以下方面在于1)本發(fā)明制備的具有消除甲醛和阻燃功能的制劑是一種水基型氮磷無(wú)機(jī)阻燃劑，具有良好的甲醛消除功能具有優(yōu)良的阻燃性能，抑煙性能好，且產(chǎn)生的煙氣無(wú)毒。2)本發(fā)明具有消除甲醛和阻燃功能的制劑無(wú)色透明，用其處理的物品，不會(huì)改變或遮蓋物品原來(lái)的裝飾色彩、紋理，不會(huì)降低物品等級(jí)。3)本發(fā)明具有消除甲醛和阻燃功能的制劑的制備方法簡(jiǎn)單，成品成本低。本發(fā)明甲醛消除，阻燃劑的制造成本約為2600元/噸，為國(guó)內(nèi)現(xiàn)有甲醛消除劑價(jià)格的1/20-1/10、國(guó)外阻燃劑的1/50-1/20，為國(guó)內(nèi)現(xiàn)有阻燃劑價(jià)格的1/2-1/3、國(guó)外阻燃劑的1/10-1/20。4).本發(fā)明所制備的紙張具有甲醛消除和阻燃的功能，并且由于本發(fā)明具有消除甲醛和阻燃功能的制劑呈半透明狀，在紙張上干結(jié)后，不影響紙張的裝飾性與使用功能。5)甲醛消除劑中含有粘接成份，噴涂或刷涂在紙張上，能夠牢固粘附，不易脫落。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)描述。實(shí)施例l(一)制備本發(fā)明用于紙張的具有消除甲醛和阻燃功能的制劑1)按以下重量配比進(jìn)行備料軟化水(硬度低于8度)0.9kg磷酸(濃度為85%)0.7kg尿素(含量99%)0.45kg催化劑0.003kg其中，催化劑由以下重量份配比的原料配制而成，包括氯化錫l份、硫酸銅2份、氯化鈉1份、氯化鐵l.份、硫酸鋁1份、硼酸1份、氯化鋅2份，將各原料研磨并混合均勻。2)在配有攪拌器、溫度計(jì)和冷凝裝置的反應(yīng)釜中，加入磷酸，攪拌同時(shí)加熱，攪拌速度控制為70轉(zhuǎn)/分鐘，使溫度上升至60°C;3)向反應(yīng)釜內(nèi)加入全部尿素，打開冷凝裝置，以冷凝回流蒸發(fā)的反應(yīng)物，同時(shí)對(duì)磷酸和尿素的混合物繼續(xù)進(jìn)行攪拌，使物料分布、受熱均勻；4)使溫度上升至12(TC時(shí)，向反應(yīng)釜中緩慢均勻加入催化劑，繼續(xù)攪拌加熱，攪拌速度控制為70轉(zhuǎn)/分鐘；5)當(dāng)溫度達(dá)到13(TC后，當(dāng)反應(yīng)物體積增加至原來(lái)體積的2倍時(shí)，停止加熱；6)使反應(yīng)物降溫至80°C，向反應(yīng)釜中加入溫度為60'C的軟化水，攪拌均勻。7)將所得產(chǎn)物倒入容器儲(chǔ)存?zhèn)溆?。產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)外觀透明液體固含量(％)48-52pH值6.0-7.0粘度(涂-4杯)(25°C，S)11-13比重(g/cm3)1.2-1.4有效期(年)1(二)制備具有消除甲醛和阻燃功能紙1)準(zhǔn)備普通的市售欣樂(lè)牌復(fù)印紙(定量70g/V);2)按10g/m2的用量，向紙張單面噴涂或刷涂本發(fā)明具有消除甲醛和阻燃功能的制劑，然后自然干燥，即得本發(fā)明的具有消除甲醛和阻燃功能紙。實(shí)施例2(一)制備具有消除甲醛和阻燃功能的制劑1)按以下重量配比進(jìn)行備料軟化水(硬度低于8度)1.8kg磷酸(濃度為85%)Ukg尿素(含量99%)0.40kg催化劑0.0025kg其中，催化劑由以下重量份配比的原料配制而成氯化錫0.8重量份、硫酸銅2.5重量份、氯化鈉1.2重量份、氯化鐵0.8重量份、硫酸鋁0.8重量份、硼酸0.8重量份、氯化鋅1.5重量份，將其研磨均勻后混合。2)在配有攪拌器、溫度計(jì)和冷凝裝置的反應(yīng)釜中，加入磷酸，攪拌同時(shí)加熱，攪拌速度控制為70轉(zhuǎn)/分鐘，使溫度上升至50。C;3)向反應(yīng)釜內(nèi)加入全部尿素，打開冷凝裝置，以冷凝回流蒸發(fā)的反應(yīng)物，同時(shí)對(duì)磷酸和尿素的混合物繼續(xù)進(jìn)行攪拌，使物料分布、受熱均勻；4)使溫度上升至9(TC時(shí)，向反應(yīng)釜中緩慢均勻加入催化劑，繼續(xù)攪拌加熱，攪拌速度控制為70轉(zhuǎn)/分鐘；5)當(dāng)溫度達(dá)到140'C后，當(dāng)反應(yīng)物體積增加至原來(lái)體積的2倍時(shí)，停止加熱；6)使反應(yīng)物降溫至6(TC，向反應(yīng)釜中加入溫度為6(TC的軟化水，攪拌均勻。7)將所得產(chǎn)物倒入容器儲(chǔ)存?zhèn)溆谩．a(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)外觀透明液體固含量(％):40-50pH值6-7粘度(涂-4杯)(25°C，S)11-14比重(g/cm3)1.2-1.3有效期(年)1(二)制備具有消除甲醛和阻燃功能紙1)準(zhǔn)備普通的市售欣樂(lè)牌復(fù)印紙(定量70g/m2);2)按20g/m2的用量，向紙張單面噴涂或刷涂具有消除甲醛和阻燃功能的制齊IJ，然后自然干燥，即得本發(fā)明的具有消除甲醛和阻燃功能紙。實(shí)施例3(一)制備具有消除甲醛和阻燃功能的制劑1)按以下重量配比進(jìn)行備料軟化水(硬度低于8度)0.7kg磷酸(濃度為85%)1.3kg尿素(含量99%)0.35kg催化劑0.0035kg其中，催化劑由以下重量份配比的原料配制而成氯化錫1.2重量份、硫酸銅1.5重量份、氯化鈉0.8重量份、氯化鐵1.2重量份、硫酸鋁L2重量份、硼酸0.8重量份、氯化鋅2.5重量份，將其研磨均勻后混合。2)在配有攪拌器、溫度計(jì)和冷凝裝置的反應(yīng)釜中，加入磷酸，攪拌同時(shí)加熱，攪拌速度控制為50轉(zhuǎn)/分鐘，使溫度上升至5CTC;3)向反應(yīng)釜內(nèi)加入全部尿素，打開冷凝裝置，以冷凝回流蒸發(fā)的反應(yīng)物，同時(shí)對(duì)磷酸和尿素的混合物繼續(xù)進(jìn)行攪拌，使物料分布、受熱均勻；4)使溫度上升至110'C時(shí)，向反應(yīng)釜中緩慢均勻加入催化劑，繼續(xù)攪拌加熱，攪拌速度控制為70轉(zhuǎn)/分鐘；5)當(dāng)溫度達(dá)到135'C后，觀察到當(dāng)反應(yīng)物體積增加至原來(lái)體積的2倍時(shí)停止加熱；6)使反應(yīng)物降溫至7(TC，向反應(yīng)釜中加入溫度為60'C的軟化水，攪拌均勻。7)將所得產(chǎn)物倒入容器儲(chǔ)存?zhèn)溆?。產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)外觀透明液體固含量(％):40-50pH值6-7粘度(涂-4杯)(25°C，S)11-14比重(g/cm3)1.2-1.3有效期(年)1(二)制備具有消除甲醛和阻燃功能紙1)準(zhǔn)備普通的市售欣樂(lè)牌復(fù)印紙(定量70g/nO;2)按30g/m2的用量，向紙張單面噴涂或刷涂具有消除甲醛和阻燃功能的制齊U，然后自然干燥，即得本發(fā)明的具有消除甲醛和阻燃功能紙。實(shí)施例4(一)制備具有消除甲醛和阻燃功能的制劑1)按以下重量配比進(jìn)行備料軟化水(硬度低于8度)1.6kg磷酸(濃度為85%)0.5kg尿素(含量99%)0.6kg催化劑0.002kg其中，催化劑由以下重量份配比的原料配制而成氯化錫1份、硫酸銅2.5份、氯化鈉1.2份、氯化鐵0.8份、硫酸鋁1份、硼酸L2份、氯化鋅2份，將其研磨均勻淵合均勻。2)在配有攪拌器、游度計(jì)和冷凝裝罪的反應(yīng)釜中，加入磷酸，攪拌同時(shí)加熱，攪拌速度控制為50轉(zhuǎn)/分鐘，使溫度上升至6(TC;3)向反應(yīng)釜內(nèi)加入全部尿素，打開冷凝裝置，以冷凝回流蒸發(fā)的反應(yīng)物，同時(shí)對(duì)磷酸和尿素的混合物繼續(xù)進(jìn)行攪拌，使物料分布、受熱均勻；4)使溫度上升至102(TC時(shí)，向反應(yīng)釜七緩慢玩勻加入催化劑，繼續(xù)攪拌加熱，攪拌速度控制為70轉(zhuǎn)/分鐘；5)當(dāng)溫度達(dá)到13(TC后，繼續(xù)加熱的同時(shí)觀察反應(yīng)現(xiàn)象，反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)物的體積開始膨脹，排氣口排出大量氣體主要為氨氣和水蒸氣，用水吸收，待反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)物的體積增加至原來(lái)的兩倍后停止加熱，繼續(xù)攪拌，當(dāng)溫度開始緩慢下降時(shí)，表明反應(yīng)完畢；6)使反應(yīng)物降溫至80°C，向反應(yīng)釜中加入溫度為60'C的軟化水，攪拌均勻。7)將所得產(chǎn)物倒入容器儲(chǔ)存?zhèn)溆?。產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)外觀透明液體固含量(％):40-50pH值6-7粘度(涂-4杯)(25°C，S)11-14比重(g/cm3)1.2-1.3有效期(年)1(二)制備具有消除甲醛和阻燃功能的紙張1)準(zhǔn)備普通的市售欣樂(lè)牌復(fù)印紙(定量70g/m2);2)按40g/m2的用量，向紙張單面噴涂或刷涂具有消除甲醛和阻燃功能的制劑，然后自然干燥，即得本發(fā)明的具有消除甲醛和阻燃功能紙。對(duì)照例以普通的市售欣樂(lè)牌復(fù)印紙(定量70g/m2)作為對(duì)照例。實(shí)驗(yàn)例1將本發(fā)明實(shí)施例l-4方法制備的功能性紙張、對(duì)照例的普通紙及市售福田細(xì)木工板廠生產(chǎn)的細(xì)木工板分別裁切成3X10cm，將紙條與細(xì)木工板板條(甲醛釋放量1.21mg/L)各1枚放入500ml廣口瓶中，20'C密封保存24小時(shí)，使用F-400甲醛檢測(cè)儀測(cè)量甲醛濃度。檢測(cè)結(jié)果表l:表l甲醛釋放量檢測(cè)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>試驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明的功能性紙張能夠顯著消除人造板釋放的甲醛，當(dāng)噴涂本發(fā)明的具有消除甲醛和阻燃功能的制劑的量為10g/m2時(shí)，甲醛消除率達(dá)到73.6%，隨著噴涂量的增加，甲醛消除率逐漸提高。實(shí)驗(yàn)例2將本發(fā)明實(shí)施例1-4方法制備的功能性紙張和對(duì)照例的普通紙張裁切成3X10cm紙條，將紙條折成0.5X10cm紙條，使用氧指數(shù)測(cè)定儀測(cè)定氧指數(shù)。檢測(cè)結(jié)果如下表1氧指數(shù)檢測(cè)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明的功能性紙張具有很高的阻燃性能。當(dāng)噴涂量為10g/nT時(shí)，氧指數(shù)達(dá)到32%以上。隨著噴涂量的增加，氧指數(shù)逐漸提高。權(quán)利要求1.一種用于紙張的具有消除甲醛和阻燃功能的制劑，包括以下重量份配比的原料磷酸(濃度為85％)0.5-1.3尿素(含量99％)0.3-0.6催化劑0.002-0.004。2.如權(quán)利要求l所述的制劑，其特征是所述原料的重量份配比選擇磷酸(濃度為85%)0.7-1.1尿素(含量99%)0.35-0.45催化劑0.0025-0.0035。3.如權(quán)利要求1或2所述的制劑，其特征是所述催化劑含有以下重量份配比的原料:氯化錫0.8-1.2;硫酸銅1.5-2.5;氯化鈉0.8-1.2;氯化鐵0.8-1.2;硫酸鋁0.8-1.2;硼酸0.8-1.2;氯化鋅1.5-2.5。4.如權(quán)利要求1或2所述的制劑，其特征是所述原料中還包括重量份為0.7-1.8的軟化水。5.如權(quán)利要求1或2所述的制劑的制備方法，包括使磷酸和尿素在催化劑的作用下進(jìn)行聚合反應(yīng)。6.—種制備如權(quán)利要求4所述的制劑的方法，包括以下順序進(jìn)行的步驟1)在反應(yīng)釜中加入磷酸，攪拌同時(shí)加熱，使溫度上升至50-6(TC;2)加入尿素，對(duì)磷酸和尿素的混合物進(jìn)行攪拌，使物料分布、受熱均勻；3)溫度上升至90-12(TC時(shí)，向反應(yīng)釜中加入催化劑，繼續(xù)加熱；4)使溫度上升至130-140r后，停止加熱；5)使反應(yīng)物降溫至60-80'C，向反應(yīng)釜中加入溫度為40-60'C的軟化水，攪拌均勻。7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征是在所述步驟4)中，當(dāng)所述反應(yīng)物體積增加至原來(lái)的2-2.5倍時(shí)停止所述加熱。8.—種具有消除甲醛和阻燃功能的紙張，其特征是含有如權(quán)利要求1所述的具有消除甲醛和阻燃功能的制劑。9.如權(quán)利要求8所述的紙張，其特征是每平方米的紙張表面具有10-40g的所述制劑。10.—種具有消除甲醛和阻燃功能的紙張的制備方法，包括在紙張上噴涂或刷涂制劑，制劑包括以下重量份配比的原料磷酸(濃度為85%)0.5-1.3尿素(含量99%)0.3-0.6催化劑0.002-0.00全文摘要本發(fā)明提供一種用于紙張的具有消除甲醛和阻燃功能的制劑、具有消除甲醛和阻燃功能的紙張及其制備方法。用于紙張的具有消除甲醛和阻燃功能的制劑，包括以下重量份配比的原料磷酸(濃度為85％)0.5-1.3；尿素0.3-0.6；催化劑0.002-0.004。本發(fā)明的制劑是一種水基型氮磷無(wú)機(jī)阻燃劑，具有良好的甲醛消除功能和阻燃性能，抑煙性能好，且產(chǎn)生的煙氣無(wú)毒，本發(fā)明具有消除甲醛和阻燃功能的制劑的制備方法簡(jiǎn)單，成品成本低；用本制劑制備的紙張具有甲醛消除功能及阻燃功能，而且不影響紙張的其他性能。文檔編號(hào)D21H21/34GK101182692SQ2007101789公開日2008年5月21日申請(qǐng)日期2007年12月7日優(yōu)先權(quán)日2007年12月7日發(fā)明者周文瑞,張世鋒,張學(xué)銘,李光沛,李建章,軍母申請(qǐng)人:北京林業(yè)大學(xué)