一种利用反应型阻燃纤维制备的阻燃纸基材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种利用反应型阻燃纤维制备的阻燃纸基材料及其制备方法，属于阻燃材料领域。本发明专利技术的阻燃纸基材料定量为60～80g/m

A flame retardant paper-based material prepared by reactive flame retardant fibers and its preparation method

The invention relates to a flame-retardant paper-based material prepared by reactive flame-retardant fibers and a preparation method thereof, belonging to the field of flame-retardant materials. The flame retardant paper-based material of the present invention is quantitatively 60-80g/m.

【技术实现步骤摘要】
一种利用反应型阻燃纤维制备的阻燃纸基材料及其制备方法
本专利技术涉及阻燃材料领域，更具体地说，本专利技术涉及一种利用反应型阻燃纤维制备的阻燃纸基材料及其制备方法。
技术介绍
随着社会的发展，植物纤维阻燃纸的用途越来越广，如制造建筑和装饰材料、包装材料、空气过滤材料、电器绝缘材料、航空航天材料等。本专利技术要解决的技术问题有以下几点：1、植物纤维的阻燃性问题。众所周知，植物纤维是一种易燃物质。各种植物纤维纸基材料，包括间壁纸板等建筑材料、壁纸等室内纸质装饰材料、纸箱等纸包装材料是引起火灾的一类易燃材料，一直都是消防工作的重点。随着社会的发展，越来越多的领域中要用到阻燃纸基材料，如作为建筑材料、装饰材料、包装材料和汽车过滤材料等。对植物纤维纸进行阻燃处理可以降低火灾隐患、延缓火焰的蔓延速度或趋势，减少火灾中的人员伤亡和财产损失。阻燃处理后的植物纤维纸一般较难引燃或引燃时间长，能够抑制火焰的传播，其热释放速率也较低，被引燃的纸张可以自熄，或者可以延长闪燃时间，这样就给人员疏散和财产抢救等提供了更多的时间。2、纸张阻燃持久性问题。目前很多阻燃纸的缺点是阻燃功能持久性不长，许多添加型阻燃剂以纸中会受到光、热、水分等的作用，会发生一系列的物理、化学变化，从而使阻燃剂的功效降低，造成纸张的阻燃性能降低或消失。3、添加阻燃法对纸张的物理强度性能影响问题。目前纸张阻燃常用的含氮、含磷类有机无机阻燃剂及氢氧化铝、氢氧化镁、水滑石等填料类阻燃剂均通过浆内或表面添加阻燃的方法来实现纸张的阻燃，但一般阻燃效率较低，需要加入大量的阻燃剂才有阻燃效果。其带来的问题：一是阻燃成本高；二是由于加入量大，将严重削弱纸页本身的物理强度，降低了纸或纸板的使用性能；三是增加了纸页的灰分，增加了纸机设备的磨损，增加了维护保养的费用，影响纸机运行效率。基于上述理由，提出本申请。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种利用反应型阻燃纤维制备的阻燃纸基材料及其制备方法。为达到上述第一个目的，本专利技术采取的技术方案是：一种利用反应型阻燃纤维制备的阻燃纸基材料，所述阻燃纸基材料的定量为60～80g/m2，纵向干抗张强度为25～30N/15mm，耐破指数为2.6～3.5Kpa·m2/g，极限氧指数≥27％。本专利技术的第二个目的在于提供上述所述的阻燃纸基材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：(1)将乙醇加入反应器中，然后在搅拌条件下依次向反应器中加入三聚氰胺、聚磷酸，溶解完全后将体系升温至65～75℃反应5～6h，再在75℃条件下保温反应8～10h，最后真空干燥8～10h，得到三聚氰胺多聚磷酸酯；(2)按配比将植物纤维浆、过硫酸盐引发剂加入另一反应器中，加热升温至80～90℃搅拌0.5～1h，然后向反应器中加入步骤(1)制得的三聚氰胺多聚磷酸酯，再在80～90℃条件下恒温搅拌反应12～15h，反应结束后，取出纤维，最后清洗、干燥，得到接枝改性的阻燃植物纤维；(3)将步骤(2)得到的阻燃植物纤维、造纸助剂混合后经抄制、压榨、干燥、表面施胶、再干燥，得到所述的阻燃纸基材料。进一步，上述技术方案，步骤(1)所述乙醇、三聚氰胺、聚磷酸的质量份数比为1：0.1～0.2：0.1～0.2。进一步，上述技术方案，步骤(2)所述植物纤维浆采用质量份数比为1：0.5～1.0的针叶木浆和阔叶木浆为原料，用PFI盘磨机混合磨浆后制得。优选地，上述技术方案，所述植物纤维浆的浓度为10～15wt％。优选地，上述技术方案，所述盘磨机磨浆转速为转数5000～10000r/min。进一步，上述技术方案，步骤(2)所述植物纤维浆与过硫酸盐、三聚氰胺多聚磷酸酯的质量份数比为1.5～2：0.01～0.02：0.1～0.3。进一步，上述技术方案，所述过硫酸盐可以为过硫酸钠，过硫酸钾或过硫酸铵中的任一种。进一步，上述技术方案，步骤(3)所述造纸助剂包括增强剂、助留剂，所述增强剂优选为聚丙烯酰胺(CPAM)，所述助留剂由阳离子聚丙烯酰胺和膨润土组成。优选地，上述技术方案，所述阻燃植物纤维与增强剂的质量份数比为1：0.001～0.003。优选地，上述技术方案，所述阻燃植物纤维与聚丙烯酰胺、膨润土的质量份数比为1：0.0003～0.0006：0.002～0.004。进一步，上述技术方案，所述表面施胶工艺采用的表面施胶剂由质量比为1：0.01～0.02：0.15～0.25的阳离子淀粉和步骤(2)接枝改性反应后的废液组成，所述废液含三聚氰胺多聚磷酸酯。进一步，上述技术方案，所述表面施胶剂用量为所述阻燃植物纤维质量的3～5％，施胶浓度为8～12％。本专利技术以三聚氰胺、聚磷酸为原料，以乙醇为介质，在一定条件下首先合成了三聚氰胺多聚磷酸酯；然后以针叶木浆和阔叶木浆为原料，采用三聚氰胺多聚磷酸酯为反应型阻燃剂，以过硫酸盐为引发剂，在一定条件下接枝反应制备阻燃植物纤维；再加入其他造纸助剂后抄制阻燃纸基材料，经压榨、表面施胶和干燥后即得产品。与现有技术相比，本专利技术涉及的一种利用反应型阻燃纤维制备的阻燃纸基材料及其制备方法具有如下有益效果：(1)本专利技术将自制反应型阻燃剂与植物纤维中的组分发生接枝反应，使阻燃剂真正成为了植物纤维的一部分，从而赋予植物纤维长期持久的阻燃效果。(2)本专利技术制备的反应型阻燃植物纤维其在抄纸过程中不会影响纤维间的结合，从而在保证阻燃性的同时，不影响纸基材料的物理强度；不仅如此，三聚氰胺多聚磷酸酯还具有一定的交联作用，可以提高纸基材料的物理强度，由此可见，采用本专利技术阻燃二次纤维制备的纸基材料的阻燃性好、物理强度优异。(3)本专利技术工艺简单、生产成本低，且阻燃接枝改性后的废液可用于配制阻燃表面施胶液，因此本专利技术方法不会造成新的环境污染，具有较广阔的市场前景。附图说明图1为本专利技术利用反应型阻燃纤维制备阻燃纸基材料的工艺流程图。具体实施方式下面结合实施案例和附图对本专利技术作进一步详细说明。本实施案例在以本专利技术技术为前提下进行实施，现给出详细的实施方式和具体的操作过程来说明本专利技术具有创造性，但本专利技术的保护范围不限于以下的实施案例。根据本申请包含的信息，对于本领域技术人员来说可以轻而易举地对本专利技术的精确描述进行各种改变，而不会偏离所附权利要求的精神和范围。应该理解，本专利技术的范围不局限于所限定的过程、性质或组分，因为这些实施方案以及其他的描述仅仅是为了示意性说明本专利技术的特定方面。实际上，本领域或相关领域的技术人员明显能够对本专利技术实施方式作出的各种改变都涵盖在所附权利要求的范围内。为了更好地理解本专利技术而不是限制本专利技术的范围，在本申请中所用的表示用量、百分比的所有数字、以及其他数值，在所有情况下都应理解为以词语“大约”所修饰。因此，除非特别说明，否则在说明书和所附权利要求书中所列出的数字参数都是近似值，其可能会根据试图获得的理想性质的不同而加以改变。各个数字参数至少应被看作是根据所报告的有效数字和通过常规的四舍五入方法而获得的。实施例1本实施例的一种利用反应型阻燃纤维制备阻燃纸基材料的方法，包括如下步骤：(1)将配比量的乙醇加入反应器中，搅拌条件下加入配比量的三聚氰胺，溶解完全后继续加入配比量的聚磷酸，然后在65℃条件下反应6h，继续升温至75℃保温8h，反应结束后，将产物进行真空干燥8h，得三聚氰胺多聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用反应型阻燃纤维制备的阻燃纸基材料，其特征在于：所述阻燃纸基材料的定量为60～80g/m

【技术特征摘要】
1.一种利用反应型阻燃纤维制备的阻燃纸基材料，其特征在于：所述阻燃纸基材料的定量为60～80g/m2，纵向干抗张强度为25～30N/15mm，耐破指数为2.6～3.5Kpa·m2/g，极限氧指数≥27％。2.权利要求1所述的利用反应型阻燃纤维制备阻燃纸基材料的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：(1)将乙醇加入反应器中，然后在搅拌条件下依次向反应器中加入三聚氰胺、聚磷酸，溶解完全后将体系升温至65～75℃反应5～6h，再在75℃条件下保温反应8～10h，最后真空干燥8～10h，得到三聚氰胺多聚磷酸酯；(2)按配比将植物纤维浆、过硫酸盐引发剂加入另一反应器中，加热升温至80～90℃搅拌0.5～1h，然后向反应器中加入步骤(1)制得的三聚氰胺多聚磷酸酯，再在80～90℃条件下恒温搅拌反应12～15h，反应结束后，取出纤维，最后清洗、干燥，得到接枝改性的阻燃植物纤维；(3)将步骤(2)得到的阻燃植物纤维、造纸助剂混合后经抄制、压榨、干燥、表面施胶、再干燥，得到所述的阻燃纸基材料。3.根据权利要求2所述的利用反应型阻燃纤维制备阻燃纸基材料的方法，其特征在于：步骤(1)所述乙醇、三聚氰胺、聚磷酸的质量份数比为1：0.1～0.2：0.1～0.2。4.根据权利要求2所述的利用反应型阻燃纤维制备阻燃纸基材料的方法，其特征在于：步骤(2)所述植物纤维浆采用质量份数比为1：0.5～1.0的针叶木浆和...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵会芳，沙力争，
申请(专利权)人：浙江科技学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33