一种可膨胀石墨阻燃纸板的制备方法及应用技术

本发明专利技术提供一种可膨胀石墨阻燃纸板的制备方法及应用，包括：按重量份计，将水性树脂胶黏剂600～900份、可膨胀石墨100～200份、氢氧化镁10～20份、氢氧化铝10～20份、硅酸钠10～20份、多聚磷酸铵20～40份、三聚氰胺15～30份、辛烯基琥珀酸淀粉酯5～10份、硼砂5～10份、滑石粉10～20份、碳酸钙10～20份和去离子水100～300份加入反应釜中，强力搅拌下制备得到基于可膨胀石墨的阻燃剂；再将基于可膨胀石墨的阻燃剂对纸板进行表面施胶涂布处理。本发明专利技术制得的可膨胀石墨阻燃纸板及应用该纸板制得的阻燃瓦楞纸板和阻燃蜂窝纸板，阻燃效果优良且不影响纸板的加工性能和物理性能。

Preparation method and application of Expandable Graphite Flame Retardant packaging material

The present invention provides a flame retardant expandable graphite packing material and preparation method and application, including: by weight, the waterborne resin adhesive 600 ~ 900, 100 ~ 200 expandable graphite, 10 to 20 parts of magnesium hydroxide and aluminum hydroxide 10 - 20, 10 to 20 parts of sodium silicate and poly ammonium phosphate 20 ~ 40, 15 ~ 30, melamine starch octenyl succinate 5 ~ 10, 5 ~ 10 borax and talcum powder 10 ~ 20, calcium carbonate 10 ~ 20 and 100 ~ 300 deionized water is added into the reaction kettle, strong mixing prepared based on flame retardant expandable graphite; then based on the flame retardant expandable graphite agent on the packaging material for surface sizing coating. The invention can intumescent fire retardant honeycomb paperboard and corrugated Graphite Flame Retardant packaging materials and application of the packaging materials prepared, excellent fire-retardant effect and does not affect the packaging material processing and physical properties.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种包装材料的制备工艺，具体地说，是一种可膨胀石墨阻燃包装材料的制备方法及应用。
技术介绍
纸包装行业是包装业中发展最为迅速的领域之一，有着较大的发展空间，被认定为最有前途的绿色包装材料之一。用于产品包装的材料，从消防安全角度考虑都需要进行阻燃处理，特别是纸质的包装材料。一些特殊产品的包装要求包装材料必须具有良好的阻燃性能，例如易燃、易爆危险产品的包装，以及家居、建材等产品的包装。添加阻燃剂是降低纸制包装材料燃烧性的主要途径。CN102619139B公开了一种水基无卤阻燃纸及其制备方法，其特征在于，在原纸表面涂覆有阻燃层，所述阻燃层由阻燃液烘干得到，所述阻燃液由阻燃剂、胶液、消泡剂组成，所述阻燃剂为氢氧化镁或氢氧化铝与三氧化二锑复配成复合阻燃剂，或者三氧化二锑与微米级或纳米级水滑石复配成复合阻燃剂，或者采用三氧化二锑作为阻燃剂。上述金属氢氧化物、金属氧化物类阻燃剂及其复配物虽然有一定的阻燃效果和抑烟能力，但阻燃效率低，要获得良好的阻燃效果，添加量一般在50％以上，导致包装材料的加工性能和物理性能显著下降。
技术实现思路
作为各种广泛且细致的研究和实验的结果，本专利技术的专利技术人已经发现，采用了可膨胀石墨作为无机阻燃剂主体，复配使用了可膨胀石墨、氢氧化镁、氢氧化铝的无机阻燃体系，并在此基础上将磷系阻燃剂与无机阻燃剂有机耦合在一起，可有效解决现有技术中存在的阻燃效率低的技术问题，且能确保包装材料的加工性能和物理性能。基于这种发现，完成了本专利技术。本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和缺陷，并提供至少后面将说明的优点。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种可膨胀石墨阻燃包装材料的制备方法步骤如下：步骤一：按重量份计，将水性树脂胶黏剂600～900份、可膨胀石墨100～200份、氢氧化镁10～20份、氢氧化铝10～20份、硅酸钠10～20份、多聚磷酸铵20～40份、三聚氰胺15～30份、辛烯基琥珀酸淀粉酯5～10份、硼砂5～10份、滑石粉10～20份、碳酸钙10～20份和去离子水100～300份加入反应釜中，强力搅拌下制备得到基于可膨胀石墨的阻燃剂；步骤二：用所述基于可膨胀石墨的阻燃剂对包装材料进行表面施胶涂布处理。优选的是，其中所述反应釜中的反应温度为40～70℃，反应时间为1～3小时。在此反应温度和反应时间下可以获得更加均匀的基于可膨胀石墨的阻燃剂，从而确保材料表面涂布后不影响其加工性能和物理性能。优选的是，其中所述水性树脂为淀粉胶黏剂和聚乙烯醇胶黏剂中的一种或者两种的混合物，其质量浓度为5～30％。采用淀粉胶黏剂和聚乙烯醇胶黏剂作为胶黏剂可以显著降低生产成本，而且更为环保绿色。优选的是，其中所述可膨胀石墨的粒度为32～100目。可膨胀石墨在受到高温时，层间的插层物质与石墨发生氧化还原反应放出气体，使石墨体积膨胀增大数百倍，膨胀后的石墨由鳞片状变成密度很低的蠕虫状，形成良好的绝热层，膨胀后的主要成分是炭，能够耐700℃的高温，而且产生的烟气少，其膨胀后形成的“蠕虫”状炭穿插于膨胀的涂层中，起到纤维增强涂层的作用，防止涂层开裂和脱落，延长隔热时间，具有良好的阻燃效果。不同粒度的可膨胀石墨对材料的阻燃性能影响显著。若粒度小于32目，则石墨的颗粒过粗，影响包装材料的加工性能和物理性能，若粒度大于100目，则石墨受热后的膨胀效果不明显，导致阻燃效果不理想。优选的是，其中所述施胶涂布处理中涂布定量为15～300克/平方米。若涂布定量小于15克/平方米，则阻燃效果不明显，若涂布定量大于300克/平方米，阻燃剂涂层过厚，则影响到材料的加工性能和物理性能。优选的是，其中所述表面施胶涂布处理涂布在包装材料的单面或者双面。在材料的表面有选择的进行单面或者双面涂布处理，可以获得不同阻燃效果的包装材料，以适应不同产品的阻燃包装需求。优选的是，其中所述包装材料的表面粘结有基布层，所述基布是由多层菱形状结构相互连接而成，所述菱形结构的边长介于1～2厘米，且相邻二层菱形状结构通过比菱形结构本身更粗的连接段连接，在所述步骤二中，用所述基于可膨胀石墨的阻燃剂对包装材料表面的基布层进行施胶涂布处理，且所述基于可膨胀石墨的阻燃剂的涂覆厚度与所述连接段的粗度大致相当。在包装材料表面粘结基布层后，将基布织物的结构与阻燃剂的涂布层有机结合，可以进一步提升产品的阻燃性能。本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术采用了可膨胀石墨作为无机阻燃剂主体，复配使用了可膨胀石墨、氢氧化镁、氢氧化铝的无机阻燃体系，具有价格低廉，阻燃效果优良的特点。同时还复配使用了聚磷酸铵、三聚氰胺的磷系阻燃剂，并将传统磷系阻燃剂中的成炭剂季戊四醇替换成了本体系中的淀粉或者聚乙烯醇，从而大大降低了生产成本，获得更为优良的阻燃性能、更为优良的隔热性能和更长的耐火时间。本专利技术中采用了水性阻燃体系，通过辛烯基琥珀酸淀粉酯、硼砂、滑石粉、碳酸钙等的复配体系加入，使得阻燃剂水性体系不仅稳定性好，而且降低了生产成本，更为环保绿色。本专利技术在材料表面粘结有基布层，进一步提升了产品的阻燃性能。本专利技术还有一个目的是提供一种阻燃瓦楞纸板的制备方法，制备步骤如下：步骤一：根据上述任一的可膨胀石墨阻燃包装材料的制备方法制备得到可膨胀石墨阻燃包装材料；步骤二：将所述可膨胀石墨阻燃包装材料作为所述阻燃瓦楞纸板的面层、芯层、夹层或者里层。按照本专利技术方法制备的阻燃瓦楞纸板制备工艺简单，成本低，对环境污染小，而且附着牢固，不易脱落，阻燃效果良好，加工性能和物理性能符合产品标准。将阻燃包装材料作为阻燃瓦楞纸板的面层、芯层、夹层或者里层，从而使得产品外观不受影响，也不影响包装的印刷和装饰功能。本专利技术还有一个目的是提供一种阻燃蜂窝纸板的制备方法，制备步骤如下：步骤一：根据上述任一的可膨胀石墨阻燃包装材料的制备方法制备得到可膨胀石墨阻燃包装材料；步骤二：将所述可膨胀石墨阻燃包装材料作为所述阻燃蜂窝纸板的面层、芯层、夹层或者里层。按照本专利技术方法制备的阻燃蜂窝纸板制备工艺简单，成本低，对环境污染小，而且附着牢固，不易脱落，阻燃效果良好，加工性能和物理性能符合产品标准。将阻燃包装材料作为阻燃蜂窝纸板的面层、芯层、夹层或者里层，从而使得产品外观不受影响，也不影响包装的印刷和装饰功能。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。具体实施方式下面对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。<实例1>步骤一：在装有机械搅拌装置和温度计的反应釜中，按重量份计，首先加入30％重量浓度的淀粉胶黏剂600份，开启搅拌。搅拌下，慢慢加入32目可膨胀石墨100份、氢氧化镁10份、氢氧化铝10份、硅酸钠10份、多聚磷酸铵20份、三聚氰胺15份、辛烯基琥珀酸淀粉酯5份、硼砂5份、滑石粉10份、碳酸钙10份和去离子水100份加入反应釜中，强力搅拌下在温度40℃下反应3小时，降温后得到基于可膨胀石墨的阻燃剂。步骤二：在定量为215克/平方米的美卡纸板的单面或双面粘结基布层，所述基布是由多层菱形状结构相互连接而成，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可膨胀石墨阻燃包装材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：按重量份计，将水性树脂胶黏剂600～900份、可膨胀石墨100～200份、氢氧化镁10～20份、氢氧化铝10～20份、硅酸钠10～20份、多聚磷酸铵20～40份、三聚氰胺15～30份、辛烯基琥珀酸淀粉酯5～10份、硼砂5～10份、滑石粉10～20份、碳酸钙10～20份和去离子水100～300份加入反应釜中，强力搅拌下制备得到基于可膨胀石墨的阻燃剂；步骤二：用所述基于可膨胀石墨的阻燃剂对包装材料进行表面施胶涂布处理。

【技术特征摘要】
1.一种可膨胀石墨阻燃包装材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：按重量份计，将水性树脂胶黏剂600～900份、可膨胀石墨100～200份、氢氧化镁10～20份、氢氧化铝10～20份、硅酸钠10～20份、多聚磷酸铵20～40份、三聚氰胺15～30份、辛烯基琥珀酸淀粉酯5～10份、硼砂5～10份、滑石粉10～20份、碳酸钙10～20份和去离子水100～300份加入反应釜中，强力搅拌下制备得到基于可膨胀石墨的阻燃剂；步骤二：用所述基于可膨胀石墨的阻燃剂对包装材料进行表面施胶涂布处理。2.根据权利要求1所述的可膨胀石墨阻燃包装材料的制备方法，其特征在于：所述反应釜中的反应温度为40～70℃，反应时间为1～3小时。3.根据权利要求1所述的可膨胀石墨阻燃包装材料的制备方法，其特征在于：所述水性树脂为淀粉胶黏剂和聚乙烯醇胶黏剂中的一种或者两种的混合物，其质量浓度为5～30％。4.根据权利要求1所述的可膨胀石墨阻燃包装材料的制备方法，其特征在于：所述可膨胀石墨的粒度为32～100目。5.根据权利要求1所述的可膨胀石墨阻燃包装材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：张治国，孙俊军，黄煜琪，朱民强，索艳格，钟沙洁，王召霞，
申请(专利权)人：浙江大胜达包装有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33