一種復(fù)合阻燃填料及添加該阻燃填料的阻燃紙的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種復(fù)合阻燃填料，包括磷酸，尿素和鋁鎂水滑石，所述復(fù)合阻燃填料的制備方法，包括如下步驟：將85%濃度的磷酸倒入反應(yīng)器中，加熱攪拌，溫度升到60-70℃加入尿素,控制升溫速率3～6℃min-1，聚合反應(yīng)溫度不超過(guò)130℃，等溫度升到130℃時(shí)，加入鎂鋁水滑石，保持130℃時(shí)，保溫10～15min，將產(chǎn)物倒出，放入高溫箱中,在210～230℃下固化2～2.5h，將固化后的物質(zhì)粉碎、過(guò)篩即得所述復(fù)合阻燃填料。利用該復(fù)合阻燃填料制備的阻燃紙張，將針葉木漿打漿至40°SR后送至混合漿池，加入復(fù)合阻燃填料和助留助濾劑，攪拌均勻,用長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)抄制成形,然后經(jīng)壓榨和干燥后制得。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種復(fù)合阻燃填料及添加該阻燃填料的阻燃紙
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及阻燃材料領(lǐng)域，特別涉及一種復(fù)合阻燃填料及添加該阻燃填料的阻燃紙。
【背景技術(shù)】
[0002]目前常用浸潰法、表面涂布法和漿內(nèi)添加阻燃劑的方法生產(chǎn)阻燃紙。浸潰法生產(chǎn)的紙需吸附大量的阻燃劑，對(duì)紙張的本身性能影響大，所以適用范圍窄。涂布法的阻燃劑主要集中在紙的表面，其表面阻燃效果相對(duì)較好，但不能賦予紙內(nèi)部阻燃性，且由于涂布法使用大量的有機(jī)黏結(jié)劑，所以阻燃效果不夠理想。漿內(nèi)添加阻燃劑的方法是在漿內(nèi)添加各種水不溶性的阻燃劑，和植物纖維混合抄成阻燃紙，這種方法簡(jiǎn)單，但阻燃劑加入量大，對(duì)紙的物理性能影響大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種復(fù)合阻燃填料及其制備方法，能夠提高阻燃填料阻燃性，同時(shí)減少紙漿內(nèi)阻燃填料加入量，提高阻燃率，降低阻燃紙生產(chǎn)成本，減少對(duì)阻燃紙性能的影響，從而具有提高阻燃紙應(yīng)用范圍的特點(diǎn)。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0005]一種復(fù)合阻燃填料，包括磷酸，尿素和鋁鎂水滑石，所述復(fù)合阻燃填料的制備方法，包括如下步驟:將85%濃度的磷酸倒入反應(yīng)器中，加熱攪拌，溫度升到60-70°C加入尿素，控制升溫速率3~61:1^11_1，聚合反應(yīng)溫度不超過(guò)1301:，等溫度升到1301:時(shí)，加入鎂鋁水滑石，保持130°C時(shí)，保溫10~15min，將產(chǎn)物倒出，放入高溫箱中，在210~230°C下固化2~2.5h，將固化后的物質(zhì)粉碎、過(guò)320目篩即得所述復(fù)合阻燃填料。
[0006]進(jìn)一步的,所述磷酸:尿素:招鎂水滑石的質(zhì)量份數(shù)比為:1:0.85~0.95:0.15~
0.35。
[0007]—種阻燃紙，該阻燃紙以上述阻燃填料為原料制成，其各組分的質(zhì)量份數(shù)比為:針葉木漿:復(fù)合阻燃填料:助留助濾劑=1:0.2~0.25:0.0003~0.0005。
[0008]進(jìn)一步的，該阻燃紙經(jīng)以下步驟制得:按照上述比例，將針葉木漿打漿至40° SR后送至混合漿池，加入復(fù)合阻燃填料和助留助濾劑，攪拌均勻，用長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)抄制成形，然后經(jīng)壓榨和干燥后制得所述阻燃紙。
[0009]進(jìn)一步的，所述助留助濾劑為陽(yáng)離子聚丙烯酰銨。
[0010]進(jìn)一步的，所述阻燃紙為定量為80~120gm_2的阻燃紙。
[0011]阻燃性和物理性能檢測(cè):以《阻燃紙和紙板燃燒性能試驗(yàn)方法》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，檢測(cè)添加本發(fā)明聚磷酸銨/鎂鋁水滑石復(fù)合阻燃填料的阻燃紙的阻燃性能，用燃燒試驗(yàn)箱測(cè)試紙樣的續(xù)燃時(shí)間、灼燃時(shí)間和炭化長(zhǎng)度。以《紙和紙板抗張強(qiáng)度的測(cè)定》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，檢測(cè)添加本發(fā)明聚磷酸銨/鎂鋁水滑石復(fù)合阻燃填料的阻燃紙的抗張強(qiáng)度性能，用抗張強(qiáng)度儀測(cè)試紙樣的抗張強(qiáng)度。檢測(cè)表 明:添加本發(fā)明復(fù)合阻燃填料后阻燃紙的平均續(xù)燃時(shí)間為3?5s，平均灼燃時(shí)間為38?50s，平均炭化長(zhǎng)度為98?112mm，抗張指數(shù)為40-48N.m.g—1。
[0012]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為:
[0013](I)提高阻燃填料的阻燃性:
[0014]在磷酸和尿素合成聚磷酸銨的過(guò)程中加入鎂鋁水滑石，使反應(yīng)在鎂鋁水滑石的孔隙和表面進(jìn)行，從而制備聚磷酸銨/鎂鋁水滑石復(fù)合阻燃填料，充分利用聚磷酸銨的阻燃性和鎂鋁水滑石的阻燃性，使復(fù)合填料有很高的阻燃性能。
[0015](2)減少紙漿內(nèi)加入量，提高阻燃效率，降低成本:
[0016]在阻燃紙的生產(chǎn)過(guò)程中，在紙漿中加入少量的聚磷酸銨/鎂鋁水滑石復(fù)合阻燃填料，就可使紙具有較好的阻燃性，其加入量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于一般阻燃填料的加入量，提高了阻燃填料的阻燃效率，也可降低成本。
[0017](3)減少對(duì)紙性能的影響，提高紙的應(yīng)用范圍:
[0018]由于加入的聚磷酸銨/鎂鋁水滑石復(fù)合阻燃填料數(shù)量較少，所以對(duì)紙的抗張強(qiáng)度等主要物理強(qiáng)度指標(biāo)的影響較小，有利于提高紙的強(qiáng)度性能，提高了阻燃紙的應(yīng)用范圍。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明阻燃填料及阻燃紙張的制作流程和檢測(cè)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明方案做進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0021]實(shí)施例1:一種復(fù)合阻燃填料，由下述方法制備得到:
[0022]①將400公斤濃度為85%的磷酸倒入反應(yīng)器中，加熱攪拌，溫度升到60°C時(shí)加入340公斤尿素,控制升溫速率3°C mirT1。
[0023]②等溫度升到130°C時(shí)，加入60公斤的鎂鋁水滑石，保持130°C時(shí)，保溫IOminJf產(chǎn)物倒出。
[0024]③將產(chǎn)物在高溫箱中于210°C下固化2h，將固化后的物質(zhì)粉碎、過(guò)320目篩即得聚磷酸銨/鎂鋁水滑石復(fù)合阻燃填料。
[0025]一種利用上述阻燃填料為原料的阻燃紙張，其制備過(guò)程為:將針葉木漿打漿至40° SR后送至混合漿池，按針葉木漿:復(fù)合阻燃填料:陽(yáng)離子聚丙烯酰胺的重量份數(shù)比為1:0.2:0.0003比例加入復(fù)合阻燃填料和陽(yáng)離子聚丙烯酰胺，攪拌均勻，用長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)抄制成定量為80gm_2的紙頁(yè)。
[0026]實(shí)施例2:—種復(fù)合阻燃填料，由下述方法制備得到:
[0027]①將400公斤濃度為85%的磷酸倒入反應(yīng)器中，加熱攪拌，溫度升到65°C時(shí)加入360公斤尿素,控制升溫速率4°C mirT1。
[0028]②等溫度升到130°C時(shí)，加入80公斤的鎂鋁水滑石，保持130°C時(shí)，保溫12min，將產(chǎn)物倒出。
[0029]③將產(chǎn)物在高溫箱中于220°C下固化2h，將固化后的物質(zhì)粉碎、過(guò)320目篩即得聚磷酸銨/鎂鋁水滑石復(fù)合阻燃填料。
[0030]一種利用上述阻燃填料為原料的阻燃紙張，其制備過(guò)程為:將針葉木漿打漿至40° SR后送至混合漿池，按針葉木漿:復(fù)合阻燃填料:陽(yáng)離子聚丙烯酰胺的重量份數(shù)比為1:0.22:0.0004比例加入復(fù)合阻燃填料和陽(yáng)離子聚丙烯酰胺，攪拌均勻，用長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)抄制成定量為90gm_2的紙頁(yè)。
[0031]實(shí)施例3:—種復(fù)合阻燃填料，由下述方法制備得到:
[0032]①將400公斤濃度為85%的磷酸倒入反應(yīng)器中，加熱攪拌，溫度升到70°C時(shí)加入380公斤尿素,控制升溫速率5°C mirT1。
[0033]②等溫度升到130°C時(shí)，加入100公斤的鎂鋁水滑石，保持130°C時(shí)，保溫15min，將產(chǎn)物倒出。
[0034]③將產(chǎn)物在高溫箱中于230°C下固化2.5h，將固化后的物質(zhì)粉碎、過(guò)320目篩即得聚磷酸銨/鎂鋁水滑石復(fù)合阻燃填料。
[0035]一種利用上述阻燃填料為原料的阻燃紙張，其制備過(guò)程為:將針葉木漿打漿至40° SR后送至混合漿池，按針葉木漿:復(fù)合阻燃填料:陽(yáng)離子聚丙烯酰胺的重量份數(shù)比為1:0.25:0.0005比例加入復(fù)合阻燃填料和陽(yáng)離子聚丙烯酰胺，攪拌均勻，用長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)抄制成定量為IOOgnT2的紙頁(yè)。
[0036]實(shí)施例4:一種復(fù)合阻燃填料，由下述方法制備得到:
[0037]①將400公斤濃度為85%的磷酸倒入反應(yīng)器中，加熱攪拌，溫度升到70°C時(shí)加入370公斤尿素，控制升溫速率6°C mirT1。
[0038]②等溫度升到130°C時(shí)，加入88公斤的鎂鋁水滑石，保持130°C時(shí)，保溫13min，將產(chǎn)物倒出。
[0039]③將產(chǎn)物在高溫箱中于220°C下固化2.5h，將固化后的物質(zhì)粉碎、過(guò)320目篩即得
聚磷酸銨/鎂鋁水滑石復(fù)合阻燃填料。
[0040]一種利用上述阻燃填料為原料的阻燃紙張，其制備過(guò)程為:將針葉木漿打漿至40° SR后送至混合漿池，按針葉木漿:復(fù)合阻燃填料:陽(yáng)離子聚丙烯酰胺的重量份數(shù)比為1:0.24:0.0004比例加入復(fù)合阻燃填料和陽(yáng)離子聚丙烯酰胺，攪拌均勻，用長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)抄制成定量為120gm_2的紙頁(yè)。
[0041]本發(fā)明復(fù)合阻燃填料用于阻燃紙的阻燃性能及抗張指數(shù)檢測(cè)如下:
[0042]按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法檢測(cè)本發(fā)明實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3和實(shí)施例4所得的復(fù)合阻燃填料制備的阻燃紙的阻燃性能和抗張指數(shù)。
[0043]實(shí)施例1的80gnT2的復(fù)合阻燃紙基材料的平均續(xù)燃時(shí)間為4s，平均灼燃時(shí)間為42s，平均炭化長(zhǎng)度為105mm，抗張指數(shù)為48N.m.g—1。
[0044]實(shí)施例2的90gnT2的復(fù)合阻燃紙基材料的平均續(xù)燃時(shí)間為5s，平均灼燃時(shí)間為47s，平均炭化長(zhǎng)度為109mm，抗張指數(shù)為46N.m.g—1。
[0045]實(shí)施例3的IOOgnT2的復(fù)合阻燃紙基材料的平均續(xù)燃時(shí)間為5s，平均灼燃時(shí)間為50s，平均炭化長(zhǎng)度為112mm，抗張指數(shù)為40N.m.g—1。
[0046]實(shí)施例4的120gm_2的復(fù)合阻燃紙基材料的平均續(xù)燃時(shí)間為3s，平均灼燃時(shí)間為38s,平均炭化長(zhǎng)度為98mm,抗張指數(shù)為42N.m.g'
[0047]用本發(fā)明實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3和實(shí)施例4所得的復(fù)合阻燃填料制備的阻燃紙的阻燃試驗(yàn)表明，其平均續(xù)燃時(shí)間、平均灼燃時(shí)間和平均炭化長(zhǎng)度均達(dá)到了檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，試驗(yàn)結(jié)果表明本發(fā)明的復(fù)合阻燃填料有很好的阻燃效果。另外從抗張指數(shù)看，在實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3和實(shí)施例4的加填量下，所得的阻燃紙仍具有較高的抗張指數(shù)，較好地兼顧了阻燃紙的阻燃性能與強(qiáng)度。
[0048]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合阻燃填料，包括磷酸，尿素和鋁鎂水滑石，其特征在于，所述復(fù)合阻燃填料的制備方法，包括如下步驟:將85%濃度的磷酸倒入反應(yīng)器中，加熱攪拌，溫度升到60-70°C加入尿素，控制升溫速率3?6 V mirT1，聚合反應(yīng)溫度不超過(guò)130°C，等溫度升到130°C時(shí)，加入鎂鋁水滑石，保持130°C時(shí)，保溫10?15min，將產(chǎn)物倒出，放入高溫箱中，在210?230°C下固化2?2.5h，將固化后的物質(zhì)粉碎、過(guò)320目篩即得所述復(fù)合阻燃填料。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合阻燃填料，其特征在于，所述磷酸:尿素:鋁鎂水滑石的質(zhì)量份數(shù)比為:1:0.85?0.95:0.15?0.35。
3.一種阻燃紙，其特征在于，該阻燃紙以權(quán)利要求2所述阻燃填料為原料制成，其各組分的質(zhì)量份數(shù)比為:針葉木漿:復(fù)合阻燃填料:助留助濾劑=1:0.2?0.25:0.0003?0.0005。
4.如權(quán)利要求3所述的阻燃紙，其特征在于，該阻燃紙經(jīng)以下步驟制得:按照上述比例，將針葉木漿打漿至40° SR后送至混合漿池，加入復(fù)合阻燃填料和助留助濾劑，攪拌均勻，用長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)抄制成形，然后經(jīng)壓榨和干燥后制得所述阻燃紙。
5.如權(quán)利要求4所述的阻燃紙，其特征在于，所述助留助濾劑為陽(yáng)離子聚丙烯酰銨。
6.如權(quán)利要求4所述的阻燃紙，其特征在于，所述阻燃紙為定量為80?120gm_2的阻燃紙。
【文檔編號(hào)】D21H17/69GK103806331SQ201410055620
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2014年2月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月19日
【發(fā)明者】沙力爭(zhēng), 趙會(huì)芳 申請(qǐng)人:浙江科技學(xué)院, 沙力爭(zhēng)