本發(fā)明屬于新型無(wú)機(jī)耐火紙及其應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種由羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線與無(wú)機(jī)纖維復(fù)合制備的無(wú)機(jī)耐火紙及其在高于室溫的高溫環(huán)境中作為標(biāo)簽紙的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

耐高溫紙?jiān)诠I(yè)生產(chǎn)和人們的生活中正發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，例如高溫隔離紙、工業(yè)耐高溫襯墊、耐高溫標(biāo)簽紙等。耐高溫標(biāo)簽紙大部分應(yīng)用于特殊的工業(yè)環(huán)境，例如核電廠或鋼鐵廠高溫區(qū)域。目前市場(chǎng)上的耐高溫標(biāo)簽紙一般采用聚苯硫醚(PPS)、植物纖維表面涂布耐高溫涂料而制成，目前市場(chǎng)上的耐高溫標(biāo)簽紙普遍存在耐溫性能差(最高可耐300℃)的缺點(diǎn)。本發(fā)明采用羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線與無(wú)機(jī)纖維復(fù)合制備耐高溫標(biāo)簽紙，與傳統(tǒng)耐高溫標(biāo)簽紙相比，本發(fā)明所制備的耐高溫標(biāo)簽紙是無(wú)機(jī)耐火紙，不燃燒、具有更高的熱穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于利用一種生物相容性好、耐高溫的羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線與無(wú)機(jī)纖維復(fù)合制備新型耐高溫?zé)o機(jī)標(biāo)簽紙。

一方面，本發(fā)明提供了一種耐高溫?zé)o機(jī)標(biāo)簽紙，所述耐高溫?zé)o機(jī)標(biāo)簽紙的無(wú)機(jī)耐火面材層包括羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線和無(wú)機(jī)纖維。

較佳地，所述耐高溫?zé)o機(jī)標(biāo)簽紙中羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線的質(zhì)量百分比≥40％，優(yōu)選為50～70wt％。

較佳地，所述羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線為能在水中以單分散狀態(tài)存在的直徑為2～100nm，長(zhǎng)度為50nm～100μm的羥基磷灰石納米線組裝形成的二維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)羥基磷灰石納米線、或者直徑為5～100nm，長(zhǎng)度為20～2000μm的羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線。

較佳地，制備時(shí)所用的無(wú)機(jī)纖維包括玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、氧化物纖維、硅酸鹽纖維、碳化硅纖維和金屬纖維，所述無(wú)機(jī)纖維的直徑為1～15μm、長(zhǎng)度為1～12mm。

較佳地，所述耐高溫?zé)o機(jī)標(biāo)簽紙的厚度≥50μm。

本發(fā)明還提供了一種耐高溫?zé)o機(jī)標(biāo)簽紙?jiān)诟哂谑覝氐母邷丨h(huán)境中的應(yīng)用。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明所述的耐高溫標(biāo)簽紙具有良好的生物相容性、高柔韌性、耐火和耐高溫性能。

附圖說(shuō)明

圖1：本發(fā)明實(shí)施例1制備的耐高溫標(biāo)簽紙；

圖2：本發(fā)明實(shí)施例1制備的耐高溫標(biāo)簽紙的耐火性能測(cè)試；

圖3：本發(fā)明實(shí)施例1制備的耐高溫標(biāo)簽紙采用激光打印機(jī)打印后的照片。

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)下述實(shí)施方式進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，應(yīng)理解，下述實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。

本發(fā)明可采用羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線和無(wú)機(jī)纖維作為原料制備得到所述耐高溫標(biāo)簽紙。本發(fā)明所述的羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線在耐高溫?zé)o機(jī)標(biāo)簽紙中的重量百分比≥40％，優(yōu)選的羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線重量百分比為50～70％。具體來(lái)說(shuō)，將分散良好的羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線水懸浮液與無(wú)機(jī)纖維水懸浮液混合，緩慢攪拌使羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線均勻包裹在無(wú)機(jī)纖維的表面上，然后將上述復(fù)合材料水懸浮液利用傳統(tǒng)造紙工藝制備成具有良好柔韌性的無(wú)機(jī)耐火紙；進(jìn)一步的，將該無(wú)機(jī)耐火紙用作耐高溫標(biāo)簽紙。

本發(fā)明所述羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線可以采用溶劑熱法制備，可參考文獻(xiàn)和專利報(bào)道的方法制備，例如：朱英杰,路丙強(qiáng),陳峰,高柔韌性耐高溫不燃的羥基磷灰石紙及其制備方法,專利號(hào)ZL201310687363.2；Ying-Ying Jiang,Ying-Jie Zhu,Feng Chen,Jin Wu,Ceramics International,41,6098-6102(2015)；Yong-Gang Zhang,Ying-Jie Zhu Feng Chen,Jin Wu,Materials Letters,144,135-137(2015)。也可采用其它合適的制備方法，所用方法只要能夠制備出所述羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線即可。所述羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線的直徑可為5～100nm，長(zhǎng)度可為20～2000μm。

本發(fā)明優(yōu)選采用由能在水中以單分散狀態(tài)存在的直徑為2～100nm、長(zhǎng)度為50nm～100μm的羥基磷灰石納米線組裝形成的二維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)羥基磷灰石納米線。該二維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)羥基磷灰石納米線的制備方法可采用：以水溶性鈣鹽作為鈣源，以水溶性磷酸鹽作為磷源，以水溶性脂肪酸鹽作為反應(yīng)物、表面活性劑和乳化劑，以水作為溶劑，混合后得到反應(yīng)前驅(qū)體懸浮液；將所得反應(yīng)前驅(qū)體懸浮液在100～250℃下水熱處理1小時(shí)～7天后，再經(jīng)分離并用水洗滌得到能在水中以單分散狀態(tài)存在的羥基磷灰石納米線；將所述單分散狀態(tài)存在的羥基磷灰石納米線分散在水中，加入乙醇、分離產(chǎn)物、水洗、醇洗得到所述二維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)羥基磷灰石納米線。

本發(fā)明中，所述水溶性脂肪酸鹽包括但不局限于油酸鹽、亞油酸鹽、硬脂酸鹽、月桂酸鹽、肉豆蔻酸鹽和棕櫚酸鹽。所述脂肪酸鹽可以使脂肪酸的任何一種鹽，優(yōu)選脂肪酸的納鹽或鉀鹽。應(yīng)理解為可采用一種脂肪酸鹽，也可采用二種或二種以上的脂肪酸鹽。此外還應(yīng)理解可以采用相應(yīng)脂肪酸與堿的反應(yīng)產(chǎn)物，例如油酸與氫氧化鈉的反應(yīng)產(chǎn)物。脂肪酸鹽可先溶于水形成脂肪酸鹽水溶液再加入反應(yīng)體系，所述脂肪酸鹽水溶液的摩爾濃度可為0.01～10摩爾/升。所述水溶性鈣鹽包括但不局限于氯化鈣、硫酸鈣、醋酸鈣、硝酸鈣和/或其水合物，應(yīng)理解可采用一種水溶性鈣鹽，也可采用二種或二種以上的水溶性鈣鹽；此外還應(yīng)理解可以采用水溶性鈣鹽水合物，例如CaCl₂·2H₂O。所述水溶性鈣鹽水溶液摩爾濃度可為0.001～10摩爾/升，優(yōu)選為0.01～2摩爾/升。

在上述反應(yīng)前驅(qū)體中再加入水溶性磷酸鹽水溶液，均勻混合后得到反應(yīng)前驅(qū)體懸浮液。所述水溶性磷酸鹽水溶液的摩爾濃度可為0.001～10摩爾/升，優(yōu)選為0.01～2摩爾/升。所述水溶性磷酸鹽包括但不局限于磷酸鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、磷酸鉀、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀、三聚磷酸鉀、六偏磷酸鉀、磷酸銨、磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、三聚磷酸銨、六偏磷酸銨、和/或以上化合物的水合物。應(yīng)理解可采用一種水溶性磷酸鹽，也可采用二種或二種以上的水溶性磷酸鹽；此外還應(yīng)理解可以采用水溶性磷酸鹽的水合物，例如NaH₂PO₄·2H₂O。

在本發(fā)明中，所述水溶性脂肪酸鹽與鈣源的摩爾比為10:1～1:10，優(yōu)選地，其摩爾比為7:2～5:1。所述水溶性鈣鹽和水溶性磷酸鹽的摩爾比可為1:10～10:1，優(yōu)選為1:2～2:1。

將反應(yīng)前驅(qū)體懸浮液在100～250℃下水熱處理1小時(shí)～7天后，再經(jīng)分離并用水洗滌得到所述羥基磷灰石納米線，將所述單分散狀態(tài)存在的羥基磷灰石納米線分散在水中，加入乙醇、分離產(chǎn)物、水洗、醇洗得到所述二維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)羥基磷灰石納米線。

將制備所得羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線或二維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)羥基磷灰石納米線制備成羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線的水懸浮液。其中，所述羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線的水懸浮液的濃度可為0.1～20wt.％，優(yōu)選濃度為0.3～4wt.％。

將制備所得羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線制備成水懸浮液與無(wú)機(jī)纖維進(jìn)行混合，得到漿料。本發(fā)明所述的無(wú)機(jī)纖維，包括但不局限于玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、氧化物纖維、硅酸鹽纖維、碳化硅纖維和金屬纖維，直徑為1～15μm，長(zhǎng)度為1～12mm。所得漿料(水懸浮液)中無(wú)機(jī)纖維的濃度為0.1～10wt.％，優(yōu)選濃度為0.2～1wt.％。

本發(fā)明所述的制備耐高溫?zé)o機(jī)標(biāo)簽紙的造紙工藝為：將配置好的漿料通過(guò)濾水成型、壓榨(壓力1～5MPa，時(shí)間5～30min)、干燥(溫度60～105℃，時(shí)間3～10min)和壓光(線壓力5～150N/mm，速度5～15m/min)后制備而成。

本發(fā)明所述的耐高溫?zé)o機(jī)標(biāo)簽紙是指采用羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線和無(wú)機(jī)纖維作為原料制備而成的，所述耐高溫?zé)o機(jī)標(biāo)簽紙通過(guò)傳統(tǒng)造紙工藝制備而成，厚度≥50微米，優(yōu)選為50～3000μm。本發(fā)明通過(guò)電腦拉力儀測(cè)得本發(fā)明制備的標(biāo)簽紙的抗張強(qiáng)度為5～50MPa。

本發(fā)明所述的羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線在耐高溫?zé)o機(jī)標(biāo)簽紙中的重量百分比≥40％，優(yōu)選的羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線重量百分比為50～70％。

下面進(jìn)一步例舉實(shí)施例以詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。同樣應(yīng)理解，以下實(shí)施例只用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的上述內(nèi)容作出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。下述示例具體的工藝參數(shù)等也僅是合適范圍中的一個(gè)示例，即本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過(guò)本文的說(shuō)明做合適范圍內(nèi)的選擇，而并非要限定于下文示例的具體數(shù)值。

實(shí)施例1：

將長(zhǎng)度為5mm、直徑為6μm的玻璃纖維配置成濃度為0.6wt.％的水懸浮液，超聲處理3min，然后將濃度為0.6wt.％的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線水懸浮液按照90wt.％羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線的配比緩慢加入正在超聲處理的玻璃纖維水懸浮液中，緩慢攪拌1min后得到漿料，將此兩種材料復(fù)合后的漿料在凱塞快速紙頁(yè)成型器上濾水成型，成型后的紙頁(yè)經(jīng)過(guò)壓榨(壓力5MPa，時(shí)間3min)、干燥(溫度為95℃，時(shí)間為10min)、壓光(線壓力5N/mm，速度5m/min)后制備成厚度為230μm的耐高溫標(biāo)簽紙，所述標(biāo)簽紙的抗張強(qiáng)度為9MPa。

實(shí)施例2：

將長(zhǎng)度為9mm、直徑為6μm的玻璃纖維配置成濃度為0.5wt.％的水懸浮液，超聲處理5min，然后將濃度為0.6wt.％的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線水懸浮液按照70wt.％羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線的配比緩慢加入正在超聲處理的玻璃纖維水懸浮液中，緩慢攪拌1min后得到漿料，將此兩種材料復(fù)合后的漿料在凱塞快速紙頁(yè)成型器上濾水成型，成型后的紙頁(yè)經(jīng)過(guò)壓榨(壓力6MPa，時(shí)間3min)、干燥(溫度為95℃，時(shí)間為10min)、壓光(線壓力10N/mm，速度10m/min)后制備成厚度為150μm的耐高溫標(biāo)簽紙，所述標(biāo)簽紙的抗張強(qiáng)度為7MPa。

圖2：本發(fā)明實(shí)施例1制備的耐高溫標(biāo)簽紙的耐火性能測(cè)試，從圖2中可知本發(fā)明制備的標(biāo)簽紙具有良好的耐高溫性能；圖3：本發(fā)明實(shí)施例1制備的耐高溫標(biāo)簽紙采用激光打印機(jī)打印后的照片，可知本發(fā)明制備的標(biāo)簽紙可用于打印文字或圖案。