本發(fā)明涉及阻燃紙技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種環(huán)保型阻燃紙板及其制備方法。
背景技術(shù)：
阻燃紙是具有不燃燒或難燃燒性能的一類(lèi)紙的總稱(chēng)。它有較高的強(qiáng)度性能及外觀性能(如高的紙頁(yè)平整度和低的塵埃度等)。優(yōu)異的阻燃性能。
阻燃紙通常分為兩大類(lèi)：一類(lèi)指的是使用石棉纖維抄造、在火中不產(chǎn)生任何變化的紙。這類(lèi)紙也多稱(chēng)之為防火紙。另一類(lèi)指的是在紙漿中添加有阻燃性能的化學(xué)藥品或者用阻燃劑處理植物纖維，使之獲得阻燃性能的紙種。這類(lèi)阻燃紙雖不燃燒，不出明火，但遇火會(huì)炭化，變黑變焦。(孔明燈也是用這種紙做的)
阻燃紙也可制成阻燃紙板。用作壁紙或用于其他一些需防火的場(chǎng)合。將會(huì)在未來(lái)得到非常廣泛的應(yīng)用。
隨著社會(huì)的發(fā)展，植物纖維阻燃紙的用途越來(lái)越廣，如制造建筑和裝飾材料、包裝材料、空氣過(guò)濾材料、電器絕緣材料、航空航天材料等。
目前浸漬法、表面施膠法和表面涂布法生產(chǎn)的阻燃紙，其阻燃體系均需專(zhuān)門(mén)配制，需要專(zhuān)門(mén)的設(shè)備和操作過(guò)程，其制備系統(tǒng)較為復(fù)雜，增加了生產(chǎn)成本；另外這些方法均需在生產(chǎn)過(guò)程中加入大量的水，然后用蒸汽或熱風(fēng)將其烘干，增加了生產(chǎn)的汽耗，不利于節(jié)能，同樣也增加了成本。
氫氧化鋁、氫氧化鎂、水滑石等阻燃劑的阻燃效率低，難以賦予植物纖維紙基材料具有良好的阻燃抑煙性能。所以漿內(nèi)添加時(shí)往往加入量超過(guò)50％才有阻燃效果，且阻燃效果也并不理想，更嚴(yán)重的是這么大的加入量大大削弱紙頁(yè)本身的物理性能，降低了紙或紙板的使用性能。一些聚磷酸銨類(lèi)復(fù)合阻燃填料也被用來(lái)漿內(nèi)添加，但由于其有一定的水溶性，所以影響了其在紙漿中的留著，也影響了使用效果，要使紙頁(yè)達(dá)到難燃效果，其用量一般要在10-15％以上，成本較高，也會(huì)影響紙頁(yè)的強(qiáng)度性能。另一方面其抑煙性也并不理想。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有的阻燃紙板存在的不足，本發(fā)明目的在于提供一種環(huán)保型阻燃紙板及其制備方法。本發(fā)明采用聚磷酸-磷酸-尿素法制備聚磷酸銨，在制備過(guò)程加入氫氧化鋁和硼酸鋅作為協(xié)效劑和抑煙劑，得到聚磷酸銨-氫氧化鋁/硼酸鋅紙用復(fù)合阻燃劑，粉碎后用氨基硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行表面改性提高其抗水性，從而提高在紙漿中的留著率；通過(guò)與廢紙漿混合后抄制阻燃紙板，經(jīng)壓榨和干燥后即得產(chǎn)品。
本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：
本發(fā)明的環(huán)保型阻燃紙板是由紙漿和改性聚磷酸銨-氫氧化鋁/硼酸鋅復(fù)合阻燃劑組成，紙漿和改性聚磷酸銨-氫氧化鋁/硼酸鋅復(fù)合阻燃劑的質(zhì)量份比為1：0.06-0.09；
所述的改性聚磷酸銨-氫氧化鋁/硼酸鋅紙用復(fù)合阻燃劑是由聚磷酸銨-氫氧化鋁/硼酸鋅復(fù)合阻燃填料和γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑、乙醇、冰醋酸組成；其質(zhì)量份比為：聚磷酸銨-氫氧化鋁/硼酸鋅復(fù)合阻燃填料：γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑：乙醇：冰醋酸＝1：0.005-0.01：0.008-0.015：0.001-0.002；
所述的聚磷酸銨-氫氧化鋁/硼酸鋅復(fù)合阻燃填料是由聚磷酸、磷酸、尿素、氫氧化鋁和硼酸鋅組成；其質(zhì)量份數(shù)比為：聚磷酸：磷酸：尿素：氫氧化鋁：硼酸鋅＝1：0.1-0.2：0.3-0.5：0.03-0.10:0.01-0.05。
所述的紙漿為廢紙?jiān)偕垵{，是一種循環(huán)利用的再生纖維資源。阻燃紙板使用后也可循環(huán)回用，所以本發(fā)明的原料和產(chǎn)品均具環(huán)保性。
優(yōu)選：紙漿和改性聚磷酸銨-氫氧化鋁/硼酸鋅復(fù)合阻燃劑的質(zhì)量份比為1：0.07；聚磷酸銨-氫氧化鋁/硼酸鋅復(fù)合阻燃填料、γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑、乙醇和冰醋酸的質(zhì)量份比為1：0.008：0.010：0.0015；聚磷酸、磷酸、尿素、氫氧化鋁和硼酸鋅的質(zhì)量份比1：0.15：0.4：0.05：0.03。
所述阻燃紙板的定量范圍為280-550g/m2；所述阻燃紙板的極限氧指數(shù)為28％-36％，總煙釋放量為8.3-9.0m2/m2。
本發(fā)明的環(huán)保型阻燃紙板的制備方法的具體步驟如下：
(1)首先將配比量的聚磷酸、磷酸和尿素混合，加入到反應(yīng)釜中，然后再加入配比量的氫氧化鋁和硼酸鋅，加熱到160-180℃，保溫時(shí)間1-1.5小時(shí)，然后出料，進(jìn)行粉碎過(guò)篩；
(2)其次加入配比量的γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑、乙醇和冰醋酸進(jìn)行表面改性，改性溫度50-65℃，改性時(shí)間30-60min；
(3)最后加入配比量的紙漿，混合均勻后，抄制成形，壓榨干燥，得到本發(fā)明的環(huán)保型阻燃紙板。
步驟(1)中，粉碎過(guò)300目篩。
優(yōu)選：步驟(1)中，加熱到170℃，保溫時(shí)間1.3小時(shí)。
優(yōu)選：步驟(2)中，改性溫度60℃，改性時(shí)間50min。
步驟(3)中，復(fù)合阻燃劑加入到濃度為0.5-1.0％的紙料中，和紙漿一起在網(wǎng)上形成紙頁(yè)。
本發(fā)明的積極效果如下：
本發(fā)明將高效的復(fù)合阻燃劑加入到濃度為0.5-1.0％的紙料中，和紙漿一起在網(wǎng)上形成紙頁(yè)，其制備和操作過(guò)程簡(jiǎn)單，成本低。復(fù)合阻燃劑的加入一方面有利于紙頁(yè)在網(wǎng)部的濾水，從而有利于干燥部節(jié)約蒸汽；另一方面由于生產(chǎn)過(guò)程無(wú)需再加入額外的水，從而生產(chǎn)汽耗大大降低，節(jié)能明顯，也節(jié)約了成本。
本發(fā)明采用磷酸-聚磷酸-尿素法合成聚磷酸銨，合成過(guò)程加入氫氧化鋁和硼酸鋅，制備紙用復(fù)合阻燃劑，對(duì)阻燃劑再用硅烷偶聯(lián)劑改性后添加于紙漿中制備阻燃紙板，復(fù)合阻燃劑水溶性低，其用量10％以下即可達(dá)到難燃效果，且具有良好的抑煙性，生產(chǎn)成本較低，生產(chǎn)的阻燃紙板可用于建筑材料、裝飾材料、紙質(zhì)家具、紙模型等方面。
本發(fā)明的阻燃紙板阻燃、抑煙性優(yōu)異，無(wú)鹵、無(wú)毒，其生產(chǎn)成本低、工藝簡(jiǎn)單，具有較廣闊的市場(chǎng)前景。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的環(huán)保型阻燃紙板的制備工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
下面的實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步詳細(xì)描述。
實(shí)施例1
本發(fā)明的環(huán)保型阻燃紙板是由紙漿和改性聚磷酸銨-氫氧化鋁/硼酸鋅復(fù)合阻燃劑組成，紙漿和改性聚磷酸銨-氫氧化鋁/硼酸鋅復(fù)合阻燃劑的質(zhì)量份比為1：0.06；
所述的改性聚磷酸銨-氫氧化鋁/硼酸鋅紙用復(fù)合阻燃劑是由聚磷酸銨-氫氧化鋁/硼酸鋅復(fù)合阻燃填料和γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑、乙醇、冰醋酸組成；其質(zhì)量份比為：聚磷酸銨-氫氧化鋁/硼酸鋅復(fù)合阻燃填料：γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑：乙醇：冰醋酸＝1：0.01：0.008：0.002；
所述的聚磷酸銨-氫氧化鋁/硼酸鋅復(fù)合阻燃填料是由聚磷酸、磷酸、尿素、氫氧化鋁和硼酸鋅組成；其質(zhì)量份數(shù)比為：聚磷酸：磷酸：尿素：氫氧化鋁：硼酸鋅＝1：0.1：0.5：0.03:0.05。
所述的紙漿為廢紙?jiān)偕垵{。
所述阻燃紙板的定量范圍為280-550g/m2；所述阻燃紙板的極限氧指數(shù)為28％-36％，總煙釋放量為8.3-9.0m2/m2。
本發(fā)明的環(huán)保型阻燃紙板的制備方法的具體步驟如下：
(1)首先將配比量的聚磷酸、磷酸和尿素混合，加入到反應(yīng)釜中，然后再加入配比量的氫氧化鋁和硼酸鋅，加熱到160℃，保溫時(shí)間1.5小時(shí)，然后出料，進(jìn)行粉碎過(guò)篩；
(2)其次加入配比量的γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑、乙醇和冰醋酸進(jìn)行表面改性，改性溫度50℃，改性時(shí)間60min；
(3)最后加入配比量的紙漿，混合均勻后，抄制成形，壓榨干燥，得到本發(fā)明的環(huán)保型阻燃紙板。
步驟(1)中，粉碎過(guò)300目篩。
步驟(3)中，復(fù)合阻燃劑加入到濃度為0.5-1.0％的紙料中，和紙漿一起在網(wǎng)上形成紙頁(yè)。
實(shí)施例2
本發(fā)明的環(huán)保型阻燃紙板是由紙漿和改性聚磷酸銨-氫氧化鋁/硼酸鋅復(fù)合阻燃劑組成，紙漿和改性聚磷酸銨-氫氧化鋁/硼酸鋅復(fù)合阻燃劑的質(zhì)量份比為1：0.09；
所述的改性聚磷酸銨-氫氧化鋁/硼酸鋅紙用復(fù)合阻燃劑是由聚磷酸銨-氫氧化鋁/硼酸鋅復(fù)合阻燃填料和γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑、乙醇、冰醋酸組成；其質(zhì)量份比為：聚磷酸銨-氫氧化鋁/硼酸鋅復(fù)合阻燃填料：γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑：乙醇：冰醋酸＝1：0.005：0.015：0.001；
所述的聚磷酸銨-氫氧化鋁/硼酸鋅復(fù)合阻燃填料是由聚磷酸、磷酸、尿素、氫氧化鋁和硼酸鋅組成；其質(zhì)量份數(shù)比為：聚磷酸：磷酸：尿素：氫氧化鋁：硼酸鋅＝1：0.2：0.3：0.10:0.01。
所述的紙漿為廢紙?jiān)偕垵{。
所述阻燃紙板的定量范圍為280-550g/m2；所述阻燃紙板的極限氧指數(shù)為28％-36％，總煙釋放量為8.3-9.0m2/m2。
本發(fā)明的環(huán)保型阻燃紙板的制備方法的具體步驟如下：
(1)首先將配比量的聚磷酸、磷酸和尿素混合，加入到反應(yīng)釜中，然后再加入配比量的氫氧化鋁和硼酸鋅，加熱到180℃，保溫時(shí)間1小時(shí)，然后出料，進(jìn)行粉碎過(guò)篩；
(2)其次加入配比量的γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑、乙醇和冰醋酸進(jìn)行表面改性，改性溫度65℃，改性時(shí)間30min；
(3)最后加入配比量的紙漿，混合均勻后，抄制成形，壓榨干燥，得到本發(fā)明的環(huán)保型阻燃紙板。
步驟(1)中，粉碎過(guò)300目篩。
步驟(3)中，復(fù)合阻燃劑加入到濃度為0.5-1.0％的紙料中，和紙漿一起在網(wǎng)上形成紙頁(yè)。
實(shí)施例3
本發(fā)明的環(huán)保型阻燃紙板是由紙漿和改性聚磷酸銨-氫氧化鋁/硼酸鋅復(fù)合阻燃劑組成，紙漿和改性聚磷酸銨-氫氧化鋁/硼酸鋅復(fù)合阻燃劑的質(zhì)量份比為1：0.07；
所述的改性聚磷酸銨-氫氧化鋁/硼酸鋅紙用復(fù)合阻燃劑是由聚磷酸銨-氫氧化鋁/硼酸鋅復(fù)合阻燃填料和γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑、乙醇、冰醋酸組成；其質(zhì)量份比為：聚磷酸銨-氫氧化鋁/硼酸鋅復(fù)合阻燃填料：γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑：乙醇：冰醋酸＝1：0.008：0.010：0.0015；
所述的聚磷酸銨-氫氧化鋁/硼酸鋅復(fù)合阻燃填料是由聚磷酸、磷酸、尿素、氫氧化鋁和硼酸鋅組成；其質(zhì)量份數(shù)比為：聚磷酸：磷酸：尿素：氫氧化鋁：硼酸鋅＝1：0.15：0.4：0.05：0.03。
所述的紙漿為廢紙?jiān)偕垵{。
所述阻燃紙板的定量范圍為280-550g/m2；所述阻燃紙板的極限氧指數(shù)為28％-36％，總煙釋放量為8.3-9.0m2/m2。
本發(fā)明的環(huán)保型阻燃紙板的制備方法的具體步驟如下：
(1)首先將配比量的聚磷酸、磷酸和尿素混合，加入到反應(yīng)釜中，然后再加入配比量的氫氧化鋁和硼酸鋅，加熱到170℃，保溫時(shí)間1.3小時(shí)，然后出料，進(jìn)行粉碎過(guò)篩；
(2)其次加入配比量的γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑、乙醇和冰醋酸進(jìn)行表面改性，改性溫度60℃，改性時(shí)間50min；
(3)最后加入配比量的紙漿，混合均勻后，抄制成形，壓榨干燥，得到本發(fā)明的環(huán)保型阻燃紙板。
步驟(1)中，粉碎過(guò)300目篩。
步驟(3)中，復(fù)合阻燃劑加入到濃度為0.5-1.0％的紙料中，和紙漿一起在網(wǎng)上形成紙頁(yè)。
表1添加不同阻燃劑的阻燃紙板阻燃抑煙性能對(duì)比
用本發(fā)明實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3所得的阻燃紙板的阻燃抑煙試驗(yàn)表明，其氧指數(shù)均達(dá)到28％以上的難燃水平，高于氫氧化鋁或鋁鎂水滑石加填量50％的阻燃紙板，也高于添加14％APP-硅藻土/納米二氧化鈦復(fù)合填料的阻燃紙板的氧指數(shù)；其總煙釋放量也均低于氫氧化鋁、鋁鎂水滑石和APP-硅藻土/納米二氧化鈦復(fù)合填料加填的阻燃紙板，試驗(yàn)結(jié)果表明本發(fā)明的阻燃紙板有良好的阻燃抑煙效果。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。