專利名稱：阻燃性碳纖維電熱紙的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種阻燃性碳纖維電熱紙的制備方法，屬于造紙領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
以植物紙漿和碳纖維為主要組分組成的碳纖維紙，裝配上正負(fù)電極，覆蓋防濕絕緣層構(gòu)成面狀發(fā)熱體，可用于房間供暖，農(nóng)用及園藝設(shè)施，寐具，保健及醫(yī)療設(shè)備，融雪，水管防凍，保溫等多方面。由于碳纖維紙電熱轉(zhuǎn)換效率高，具有柔軟性，大面積發(fā)熱和散熱，遠(yuǎn)紅外輻射及顯著節(jié)能等特點(diǎn)，作為發(fā)熱器件制成的電熱產(chǎn)品正快速增長(zhǎng)。但現(xiàn)有技術(shù)制得的碳纖維紙有明顯的缺陷由于碳纖維拉伸強(qiáng)度大，斷裂伸長(zhǎng)率小，比重小，摩擦系數(shù)小等物性與植物紙漿纖維的不相容性，造成在造紙的打漿過(guò)程中，碳纖維很難在植物紙漿中均勻分散，在碳纖維紙通電使用時(shí)，出現(xiàn)發(fā)熱不均勻，有過(guò)熱點(diǎn)，發(fā)熱面溫差過(guò)大等問(wèn)題。由植物纖維抄造的紙皆具有可燃性，而碳纖維紙電熱紙組分中含85% (重量)以上是植物纖維， 雖然作為面發(fā)熱體長(zhǎng)期在低于100°C的溫度下使用，但有發(fā)熱不均、存在過(guò)熱點(diǎn)、碳纖維紙與電極之間接觸不良造成局部過(guò)熱或放電、覆蓋層在加工或使用過(guò)程中發(fā)生斷裂及老化導(dǎo)致漏電等隱患存在。為了安全使用，碳纖維電熱紙具備阻燃性，顯然是需要的。為了對(duì)植物纖維紙進(jìn)行阻燃處理，賦予阻燃效果，2008年3月12日公開的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)CN101139809A中公開了一種方法。該方法是選用無(wú)機(jī)類阻燃劑組合物溶液和施膠劑溶液對(duì)植物纖維紙進(jìn)行浸漬處理，制備阻燃防潮紙質(zhì)蜂窩芯材。選用無(wú)機(jī)類阻燃劑的特點(diǎn)是需用阻燃劑的量大，基材要達(dá)到高的載藥量才能得到良好的阻燃效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種阻燃性碳纖維電熱紙的制備方法，包括對(duì)碳纖維紙進(jìn)行如下處理步驟(a)配制重量濃度為20-40 %的胍鹽阻燃劑溶液；(b)每100重量份阻燃劑添加施膠劑0. 2-0. 5份，將施膠劑加入到阻燃劑水溶液中，攪拌均勻；(c)將碳纖維紙放入添加了施膠劑的阻燃劑水溶液中進(jìn)行浸漬，使得干燥后的阻燃碳纖維電熱紙上，阻燃劑與施膠劑的合計(jì)載藥量為碳纖維紙重量的15-30% ；(d)在80-110°C的溫度下進(jìn)行干燥。上述碳纖維紙選用重量含植物纖維85-97%、碳纖維3-15%的碳纖維紙。碳纖維長(zhǎng)度3-10mm為宜。上述胍鹽阻燃劑包括碳酸胍、硫酸胍、磷酸胍、氨基磺酸胍的一種或組成物，優(yōu)選
氨基磺酸胍。上述施膠劑包括烯基丁二酸酐、中性松香、酸性松香或烷基烯酮二聚體，優(yōu)選烷基烯酮二聚體。上述施膠劑的添加量(重量份)為阻燃劑100份添加施膠劑0. 2-0. 5份。施膠量少于0. 2份，抗水效果不明顯；超過(guò)0. 5份，經(jīng)濟(jì)上不利。上述阻燃碳纖維電熱紙上，阻燃劑與施膠劑的合計(jì)載藥量為碳纖維紙重量的 15-30%，優(yōu)選20-25%。載藥量少于15%阻燃效果不明顯；超過(guò)30%，經(jīng)濟(jì)上不利。本發(fā)明提供一種對(duì)碳纖維紙進(jìn)行阻燃處理的方法，解決現(xiàn)有技術(shù)制備的碳纖維電熱紙不具備阻燃性的缺陷，達(dá)到碳纖維紙作為面狀發(fā)熱體能安全使用的目的，并且使用載藥量較少。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例和對(duì)比例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，在以下實(shí)施例和對(duì)比例中用面積電阻值(Ω/m2)表示碳纖維紙的發(fā)熱性能。按照“GB/T14656-2009阻燃紙和紙板燃燒性能試驗(yàn)方法”測(cè)定碳纖維紙的阻燃性 燃燒性能符合下列要求用〇表示，不符合下列要求用X表示(a)平均續(xù)燃時(shí)間彡5s。(b)平均灼燃時(shí)間彡60s。(c)平均炭化長(zhǎng)度彡115mm。按照“GB/TM05-2002紙施膠度的測(cè)定(液體滲透法)，，測(cè)定施膠度大于3秒鐘表示有抗水性。實(shí)施例1配制濃度40% (重量)的氨基磺酸胍水溶液，在其中添加重量為氨基磺酸胍水溶液重量1.0%的施膠劑溶液(含烷基烯酮二聚物重量百分濃度20%的乳化液)攪拌均勻得浸漬用阻燃液。將碳纖維紙(本色硫酸鹽木漿95%，碳纖維5%，碳纖維長(zhǎng)度5mm，定量27g/ m2)放入阻燃液中浸漬，在105°C進(jìn)行熱風(fēng)干燥，制得阻燃劑與施膠劑合計(jì)載藥量為碳纖維紙重量30%的阻燃碳纖維電熱紙。在此，阻燃劑100份(重量份)添加施膠劑0. 5份(重量份)。然后，測(cè)試碳纖維紙的面積電阻值、阻燃性和抗水性。測(cè)試結(jié)果列出在表1中。實(shí)施例2配制濃度20% (重量)的氨基磺酸胍水溶液，在其中添加重量為氨基磺酸胍水溶液重量0.2%的施膠劑溶液(含烷基烯酮二聚物重量百分濃度20%的乳化液)攪拌均勻得浸漬用阻燃液。將碳纖維紙(漂白硫酸鹽針葉木漿93%，碳纖維7%，碳纖維長(zhǎng)度7mm，定量 30g/m2)放入阻燃液中浸漬，在105°C進(jìn)行熱風(fēng)干燥，制得阻燃劑與施膠劑合計(jì)載藥量為碳纖維紙重量20%的阻燃碳纖維電熱紙。在此，阻燃劑100份(重量份)添加施膠劑0. 2份 (重量份)。然后，測(cè)試碳纖維紙的面積電阻值、阻燃性和抗水性。測(cè)試結(jié)果列出在表1中。實(shí)施例3配制濃度30% (重量)的氨基磺酸胍水溶液，在其中添加重量為氨基磺酸胍水溶液重量0.5%的施膠劑溶液(含烷基烯酮二聚物重量百分濃度20%的乳化液)攪拌均勻得浸漬用阻燃液。將碳纖維紙(漂白硫酸鹽針葉木漿74%，韌皮纖維漿20%，碳纖維6%，碳纖維長(zhǎng)度6mm，定量20g/m2)放入阻燃液中浸漬，在105°C進(jìn)行熱風(fēng)干燥，制得阻燃劑與施膠劑合計(jì)載藥量為碳纖維紙重量25%的阻燃碳纖維電熱紙。在此，阻燃劑100份(重量份) 添加施膠劑0. 34份(重量份)。然后，測(cè)試碳纖維紙的面積電阻值、阻燃性和抗水性。測(cè)試結(jié)果列出在表1中。
實(shí)施例4配制濃度30% (重量)的氨基磺酸胍水溶液，在其中添加重量為氨基磺酸胍水溶液重量0.5%的施膠劑溶液(含烷基烯酮二聚物重量百分濃度20%的乳化液)攪拌均勻得浸漬用阻燃液。將碳纖維紙(漂白硫酸鹽針葉木漿80%，韌皮纖維漿10%，碳纖維10%， 碳纖維長(zhǎng)度10mm，定量50g/m2)放入阻燃液中浸漬，在105°C進(jìn)行熱風(fēng)干燥，制得阻燃劑與施膠劑合計(jì)載藥量為碳纖維紙重量25%的阻燃碳纖維電熱紙。在此，阻燃劑100份(重量份)添加施膠劑0. 34份(重量份)。然后，測(cè)試碳纖維紙的面積電阻值、阻燃性和抗水性。 測(cè)試結(jié)果列出在表1中。實(shí)施例5配制濃度25% (重量)的氨基磺酸胍水溶液，在其中添加重量為氨基磺酸胍水溶液重量0.5%的施膠劑溶液(含烷基烯酮二聚物重量百分濃度20%的乳化液)攪拌均勻得浸漬用阻燃液。將碳纖維紙(漂白硫酸鹽針葉木漿M%，漂白硫酸鹽闊葉木漿36%，碳纖維10%，碳纖維長(zhǎng)度8mm和4mm各5%，定量35g/m2)放入阻燃液中浸漬，在105°C進(jìn)行熱風(fēng)干燥，制得阻燃劑與施膠劑合計(jì)載藥量為碳纖維紙重量20%的阻燃碳纖維電熱紙。在此，阻燃劑100份(重量份)添加施膠劑0. 4份(重量份)。然后，測(cè)試碳纖維紙的面積電阻值、 阻燃性和抗水性。測(cè)試結(jié)果列出在表1中。實(shí)施例6配制濃度25% (重量)的氨基磺酸胍水溶液，在其中添加重量為氨基磺酸胍水溶液重量0. 25%的施膠劑溶液(含烷基烯酮二聚物重量百分濃度20%的乳化液)攪拌均勻得浸漬用阻燃液。將碳纖維紙(漂白硫酸鹽針葉木漿M%，漂白硫酸鹽闊葉木漿36%，碳纖維10%，碳纖維長(zhǎng)度8mm，定量35g/m2)放入阻燃液中浸漬，在105°C進(jìn)行熱風(fēng)干燥，制得阻燃劑與施膠劑合計(jì)載藥量為碳纖維紙重量20%的阻燃碳纖維電熱紙。在此，阻燃劑100 份(重量份)添加施膠劑0. 2份(重量份)。然后，測(cè)試碳纖維紙的面積電阻值、阻燃性和抗水性。測(cè)試結(jié)果列出在表1中。對(duì)比例1同實(shí)施例6，但用阻燃纖維電熱紙上阻燃劑與施膠劑合計(jì)載藥量為碳纖維紙重量的8%代替20%。阻燃劑100份(重量份)添加施膠劑0. 4份(重量份)代替0. 2份(重量份)。在表1中列出了測(cè)試結(jié)果。對(duì)比例2同實(shí)施例6，但用添加重量為氨基磺酸胍水溶液重量0. 08%代替添加重量0. 25% 的施膠劑溶液(含烷基烯酮二聚物重量百分濃度20%的乳化液)。在此，阻燃劑100份(重量份)添加施膠劑0. 08份(重量份)，阻燃纖維電熱紙上阻燃劑與施膠劑合計(jì)載藥量為碳纖維紙重量的20%。在表1中列出了測(cè)試結(jié)果。對(duì)比例3同實(shí)施例6，但用阻燃纖維電熱紙上阻燃劑與施膠劑合計(jì)載藥量為碳纖維紙重量的8%代替20%。在此，阻燃劑100份(重量份)添加施膠劑0. 2份(重量份)。在表1中列出了測(cè)試結(jié)果。表權(quán)利要求
1.一種阻燃性碳纖維電熱紙的制備方法，包括對(duì)碳纖維紙進(jìn)行如下處理步驟(a)配制重量濃度為20-40%的胍鹽阻燃劑溶液；(b)每100重量份阻燃劑添加施膠劑0.2-0. 5份，將施膠劑加入到阻燃劑水溶液中，攪拌均勻；(c)將碳纖維紙放入添加了施膠劑的阻燃劑水溶液中進(jìn)行浸漬，使得干燥后的阻燃碳纖維電熱紙上阻燃劑與施膠劑的合計(jì)載藥量為碳纖維紙重量的15-30% ；(d)在80-110°C的溫度下進(jìn)行干燥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述碳纖維紙重量含植物纖維 85-97%，碳纖維 3-15%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述碳纖維長(zhǎng)度3-10mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述胍鹽阻燃劑選用氨基磺酸胍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述施膠劑選用烷基烯酮二聚體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述阻燃碳纖維電熱紙上阻燃劑與施膠劑合計(jì)載藥量為碳纖維紙重量的20-25%。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有阻燃性的碳纖維電熱紙的制備方法。采用重量含植物紙漿97-85%、碳纖維3-15%、碳纖維長(zhǎng)度3-10mm組分組成的碳纖維紙，用添加了施膠劑的胍鹽阻燃液進(jìn)行浸漬法處理賦予阻燃性。該阻燃性碳纖維電熱紙可作為面狀發(fā)熱體安全使用。
文檔編號(hào)D21H21/16GK102277789SQ2011102314
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月12日
發(fā)明者刁煒, 江莉 申請(qǐng)人:武漢賽洋暖通設(shè)備有限公司