本发明专利技术公开了一种阻燃剂，按重量份数计，包括10～20份的镁铝双氢氧化物‑海泡石层状复合材料、5～10份的低聚合度聚磷酸铵、50～70份的去离子水。本发明专利技术的阻燃剂具有高表面活性、安全环保、阻燃效果好的优势。将本发明专利技术的阻燃剂用于纸板，可防止纸板干燥后阻燃剂析出，能保持纸板具有高效的阻燃效果，还可以增加纸板的强度，故，该阻燃剂可适合多种纸板阻燃处理方式及要求。本发明专利技术还提供了一种上述阻燃剂的制备方法和应用。
【技术实现步骤摘要】
阻燃剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及阻燃改性剂领域，尤其涉及一种阻燃剂及其制备方法和应用。
技术介绍
纸制包装材料是现代四大包装材料之一，它的使用量占到包装材料的40％以上。瓦楞纸箱以其优越的使用性能和良好的加工性能，逐渐取代了部分木箱等运输包装容器，成为运输包装的主力军。随着瓦楞纸箱应用领域的不断延伸及扩大，普通瓦楞纸箱已经不能完全满足某些特殊产品的包装防护要求，例如易燃、易爆危险产品的包装、以及在创意瓦楞纸工艺品、纸质家具、纸质临时建筑等领域的应用。应用于包装、创意品、家具、临时建筑等方面的纸制材料，从消防安全角度考虑都需要进行阻燃处理。由于纸制材料的植物纤维本身具有可燃性，使不少火灾的发生是由纸制材料被引燃而造成的，因此研究纸制材料的防火阻燃剂对纸制包装及其他纸质产品的进一步应用具有重要的意义。纸制包装材料是植物纤维制成的，其主要成分是纤维素。纤维素是易燃性物质，其热裂解时会生成葡萄糖、挥发性气体和可燃性焦油等易燃物质，其中可燃性物质和挥发性气体的扩散和热传导，以及燃烧后产生的大量热将反作用于纤维素使其继续热解。当纸制材料燃烧耗尽或供氧不足以维持燃烧时，燃烧才会终止，否则热解反应将循环进行下去。纸制材料燃点较低，一般为130～230℃。阻燃纸制材料可通过物理和化学法干扰支持燃烧的条件(热、可燃物和氧)，使燃烧循环过程中的一个或几个燃烧条件缺失或变化，从而导致燃烧循环过程无法继续或减缓燃烧。对纸制材料阻燃就是干扰纤维素热裂解，抑制可燃及挥发性气体产生，隔离热和空气或稀释可燃气体。目前为使纸基材料具有阻燃性有不同的方法，下面介绍几种常用的方法：1、用难燃或不燃纤维原料：采用特殊的造纸工艺，制造不燃纸或难燃纸。如人们很早就采用石棉纤维或者玻璃纤维等制造难燃纸或不燃纸。但由于石棉纤维或者玻璃纤维强度都很低，且对人体健康有害，使用上受到很大限制。目前，国内外正在致力于高强度难燃纤维的研究。但必须指出的是，使用无机纤维制造的纸，也并不能完全阻燃，因为在抄纸过程中，都要加入适量的有机粘结剂。2、浸渍法：浸渍法是一种很古老的方法，适用于水溶性阻燃剂。把水溶性阻燃剂配成溶液，浸渍到纸中去，经加热干燥后即可制得难燃纸。该方法得到的阻燃纸耐水性差，吸潮性强，纸的强度下降显著，易发黄变硬。浸渍法要求纸张具有相当高的吸收性和湿强度指标，最好是浸渍皱纹纸、棉纤维纸、合成纤维纸和无纺布。纸张在表面施胶机上或染纸机上就可完成浸渍。3、涂布法：该方法适用于不溶或难溶的阻燃剂。把阻燃剂粉料均匀分散在某种粘结剂中，制成乳状涂料，然后用涂布的方法把此涂料涂在纸的表面上，经加热干燥即可得涂布型阻燃纸。该方法的优点是阻燃剂大部分集中在纸的表面，对纸的物理性能影响也较小，特别是对需要涂布的加工纸而言，只需在涂料中加入阻燃剂就可以了，该方法可在涂布机上完成。为取得良好的阻燃效果，阻燃剂以粒径小且均匀的为好。该方法的缺点是阻燃效果不理想，表面阻燃层虽然耐高温，但是经过一定长时间的外表层加热燃烧后，内层纸仍然会因为温度过高而燃烧。4、内添法：该方法适用于水不溶性阻燃剂，将阻燃剂与其它填料一起添加到纸浆中去，然后抄造成纸。添加部位比较灵活，只要能够保证其在浆料中均匀分散就可以了。该方法的优点是适用于各种纸的生产，工艺操作简单，阻燃剂在纸中的分布比较均匀，故纸的阻燃功能比较均一。缺点是阻燃剂流失比较严重，加入的量一般都较大。5、喷洒法：该方法适用于厚度较薄，吸水能力较强的纸张或纸板，对于较厚或吸水能力较差的纸或纸板，效果有限。目前处理纸基材料的阻燃剂主要分为无机水溶性阻燃剂、有机阻燃剂乳液及高分子聚合物阻燃剂。国内关于纸板阻燃技术研究也较多，如CN101130940B公开了一种防潮阻燃液，该防潮阻燃液含有：硼酸锌、盐酸、水、氨水、防潮剂、环氧树脂、环氧树脂固化剂，制备方法为：将硼酸锌用盐酸稀释，接着用10％的氨水作为缓冲溶剂，然后加入渗透剂、防潮剂、环氧树脂及环氧树脂固化剂经搅拌过滤得水基型阻燃液。虽然该阻燃液具有较好的阻燃效果，但其缺点在于无机阻燃剂硼酸锌、防潮剂等和环氧树脂及环氧树脂固化剂的相容性很差，导致无机阻燃剂、防潮剂会在表面析出，从而影响整体的阻燃性能及表面质量。如CN106120452A公开了一种阻燃剂，包括溶剂、聚磷酸铵、镁铝水滑石、氢氧化铝、分散剂、胶黏剂和脂肪醇聚氧乙烯醚。同样该阻燃剂在瓦楞纸板上的阻燃效果较好，但是其缺点在于，阻燃剂干燥后，镁铝水滑石、氢氧化铝等无机组分会析出，造成纸板表面外观难看。因此，急需提供一种新的阻燃剂，以解决上述阻燃剂易析出、阻燃不均匀、浸渍阻燃剂后纸板强度下降等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种阻燃剂，该阻燃剂具有安全环保、阻燃效果好的特点，在纸板中施加本专利技术的阻燃剂后，具有纸板强度增强、阻燃剂溶解性好且干燥后不析出的优点。本专利技术的目的之二是提供上述阻燃剂的制备方法。本专利技术的目的之三是提供上述阻燃剂在纸板阻燃方面的应用。为实现上述目的，本专利技术提供了一种阻燃剂，按重量份数计，所述阻燃剂包括：镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料10～20份；低聚合度聚磷酸铵5～10份；以及去离子水50～70份，所述低聚合度聚磷酸铵的分子通式为(NH4)(n+2)PnO(3n+1)，其中n＝10～20。其中，镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料的份数可以选为10份、12份、14份、16份、18份、20份；低聚合度聚磷酸铵的份数可以选为5份、6份、7份、8份、9份、10份；去离子水的份数可以选为50份、55份、60份、65份、70份；n可以选为10、12、14、16、18、20。与现有技术相比，本专利技术的镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料兼具镁铝双氢氧化物与海泡石的特点，镁铝双氢氧化物(LDH-NO-3)是具有层板组成和层间离子可调性的一种层状无机物，在催化、阻燃、吸附等领域具有良好的作用。尤其是在阻燃方面，镁铝双氢氧化物兼具了氢氧化镁、氢氧化铝阻燃剂的优点，具有阻燃、消烟、填充三种功能。因此，镁铝双氢氧化物是一种高效、无卤、无毒、低烟型的阻燃剂。更重要的是，本专利技术利用镁铝双氢氧化物良好的吸附能力可以有效地将低聚合度聚磷酸铵进行吸附，防止低聚合度聚磷酸铵干燥后析出。海泡石(SEP)的化学式为Mg8Si12O30(OH)4-(H2O)4·8H2O，是一种具有层链状结构的含水富镁硅酸盐粘土矿物，具有收缩率低、可塑性好、比表面积大、吸附性能强的性能，还具有隔热、绝缘、抗腐蚀、抗辐射及热稳定等特性。由于海泡石具有特殊结构，存在一系列孔道，具有极大的比表面积，孔道空隙度高、晶体呈纤维状，且在水中不膨胀，但是很容易分散，故可以将镁铝双氢氧化物吸附于孔道内，对于阻止镁铝双氢氧化物在干燥后析出具有重要作用。此外，镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料具有强大的吸附能力，可以将燃烧产生的有毒气体有效吸附。因此，本专利技术的阻燃剂是一种高表面活性、安全环保、阻燃效果好且高效的阻燃剂。较佳地，本专利技术的阻燃剂，按重量份数计，还包括3～5份的快速渗透剂。具体地，快速渗透剂的份数可以选为3份、4份、5份。本专利技术的阻燃剂中引入了快速渗透剂，可确保阻燃成分快速、高效的进入纸板纤维，保证纸板的阻燃效果。具体地，本专利技术的快速渗透剂可以选自顺丁烯二酸二本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种阻燃剂，其特征在于，按重量份数计，所述阻燃剂包括：镁铝双氢氧化物‑海泡石层状复合材料 10～20份；低聚合度聚磷酸铵 5～10份；以及去离子水 50～70份，所述低聚合度聚磷酸铵的分子通式为(NH4)(n+2)PnO(3n+1)，其中n＝10～20。
【技术特征摘要】
1.一种阻燃剂，其特征在于，按重量份数计，所述阻燃剂包括：镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料10～20份；低聚合度聚磷酸铵5～10份；以及去离子水50～70份，所述低聚合度聚磷酸铵的分子通式为(NH4)(n+2)PnO(3n+1)，其中n＝10～20。2.如权利要求1所述的阻燃剂，其特征在于，按重量份数计，所述阻燃剂还包括3～5份的快速渗透剂。3.如权利要求2所述的阻燃剂，其特征在于，所述快速渗透剂选自顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠、二丁基萘磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、2-乙基己基硫酸钠、异辛醇磷酸酯中的一种或多种。4.如权利要求1-3任一项所述的阻燃剂，其特征在于，按重量份数计，所述阻燃剂还包括2～3份的消泡剂。5.如权利要求4所述的阻燃剂，其特征在于，所述消泡剂选自辛醇或磷酸三丁酯中的一种或两种。6.如权利要求1-5任意一项所述的阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤包括：1)将去离子水加热至40～60℃，在搅拌状态下，加入低聚合度聚磷酸铵；2)然后加入镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料，搅拌均匀，得到所述阻燃剂。7.如权利要求6所述的阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料的制备方法包括：1)将镁铝双氢氧化物和三水合醋酸钠进行反应得到醋酸根型层状双氢氧化物；2)将所述醋酸根型层状双氢氧化物加入去离子水中，搅拌均匀，得到悬浮液；3)采用离心机将所述悬浮液进行离心，取上部的胶质液；4)先将海泡石加入去离子水中分散均匀得到混合物A，然后将所述混合物A加入到所述胶质液中，进行搅拌，得到...
【专利技术属性】
技术研发人员：马楚力，段华伟，宋孝飞，汪实，马松绵，马伟武，马楚邦，马家慧，
申请(专利权)人：东莞嘉颐实业有限公司，力嘉包装东莞有限公司，深圳市力嘉创意文化产业发展有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44
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