耐火纤维素材料及其制造方法技术

本发明专利技术涉及耐火组合物和制造包含所述耐火组合物的耐火纤维素材料的方法。更具体地说，本发明专利技术涉及用于赋予纤维素产品耐火性的液体组合物，包括含有尿素和含硼化合物的液体组合物。所述含硼化合物典型地包括硼酸、硼酸盐（即，硼酸的盐）、硼氧化物（即，含有硼和氧的任何化合物）、及其混合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及耐火组合物和制造包含该耐火组合物的耐火纤维素材料的方法。更具 体地说，本专利技术涉及用于赋予纤维素产品耐火性的液体组合物，包括包含尿素和含硼化合 物的液体组合物。
技术介绍
以下内容不应解释为承认现有技术中的知识。此外，本申请中任何文献的引用或 识别并不是承认这样的文献可作为本专利技术的现有技术利用，或者任何参考文献形成本领域 中常见的普通知识的一部分。纸和其它纤维素制品在商业上被广泛地使用。然而，这些材料有可燃的缺点并且 还可易于受到腐败真菌的侵袭的影响。包括四水合八硼酸二钠(Na2B8O13 ·4Η20)、五硼酸铵 和四硼酸铵的硼酸盐的应用早已被推荐用作纸和 其它纤维素制品的耐火处理并且也已被用于抗击真菌。尽管硼酸盐具有降低纤维素制品的 可燃性的一般效力，但是最近发展的防火测试(fire tests)的要求更严格并且应用单独的 硼酸盐常常不能通过所述防火测试。硼酸盐的一个特别的问题是它们在液体中的溶解度有 限，这限制了可应用于纤维素材料以赋予阻燃性的硼酸盐的量。典型地，在液体处理中应用 的硼酸盐的量不足以在更具攻击性的防火测试中实现阻燃性。本文中的任何内容都不应解释为承认本专利技术通过先前的专利技术而先于他人的专利、 出版物或专利技术获得权利。
技术实现思路
应理解本专利技术包括各种不同的变型或实施方式，并且本
技术实现思路
不意欲为限制性 或详尽的。本
技术实现思路
提供一些实施方式的一些大体上的描述，但是也可包括某些实施方 式的一些更加具体的描述。本专利技术的一个方面包括用于赋予纤维素材料耐火性的各种含水组合物。本专利技术的 另外的方面包括含有纤维素材料和下述各含水组合物的具有耐火性质的商业制品。所述纤 维素材料选自纸、卡纸板、人造丝、棉制品、再生织物(shoddy fabrics)、天然纤维、合成纤 维、亚麻织物、木纤维、植物纤维和挂面纸板(liner board)。在一个实施方式中，所述含水组合物包含约0. 6重量％硼 约14重量％硼和约5 重量％尿素 约60重量％尿素。优选地，所述含水组合物包含约1. 5重量％硼 约6重 量％硼。在另一实施方式中，所述含水组合物包含约10重量％尿素 约40重量％尿素。 在又一实施方式中，所述含水组合物包含约1. 5重量％硼 约6重量％硼和约10重量％尿素 约45重量％尿素，甚至更优选约1. 5重量％硼 约6重量％硼和约15重量％尿素 约45重量％尿素。在本专利技术中，硼可源自如下的一种或多种硼酸；硼酸盐(即，硼酸的盐)；和硼氧 化物(boric oxides) (S卩，含有硼和氧的任何化合物)。在具体实施方式中，含硼物质选自 八硼酸(B8O132-)盐；五硼酸(B5O8-)盐；四硼酸(B4O52-)盐；偏硼酸(B2O42O盐；及其混合物。 在一些实施方式中，所述含硼物质选自四水合八硼酸二钠(Na2B8O13^H2O)；四水合五硼酸 铵(NH4B5O8 · 4H20)；四水合四硼酸铵((NH4)2B4O5 · 4H20)；偏硼酸钠(Na2B2O4 · 4H20)；及其、混 合物。通常，用于赋予耐火性的含水组合物包含至少6重量％四水合八硼酸二钠和至少 5重量％尿素。在优选的实施方式中，所述含水组合物包含至少约10重量％尿素，在更优选 的实施方式中，所述含水组合物包含至少约30重量％尿素。在另外的实施方式中，所述含 水组合物包含硼酸盐。在优选的实施方式中，所述含水组合物包含约2重量％硼酸盐 约 45重量％硼酸盐和约5重量％尿素 约60重量％尿素。在仍另外的实施方式中，所述含水 组合物包含约10重量％尿素 约45重量％尿素，在优选的实施方式中，所述含水组合物包 含约30重量％尿素。在还另外的实施方式中，所述含水组合物包含约5重量％硼酸盐 约 20重量％硼酸盐，并且在优选的实施方式中，所述含水组合物包含约10重量％硼酸盐。在一些实施方式中，所述含水组合物进一步包含选自如下的任选物质氨(包括 氨水)；碱金属盐；碱土金属盐；过渡金属盐；铵盐；表面活性剂；润湿剂；分散剂；稳定剂； 及其混合物。在优选的实施方式中，所述任选物质包括溴化铵。本专利技术的另一方面是具有耐火性质的商业制品，其包含纤维素材料；约0.4重 量％硼 约3重量％硼；和约1重量％尿素 约20重量％尿素。在优选的实施方式中，所 述商业制品包含约0. 6重量％硼 约2. 5重量％硼，更优选约0. 9重量％硼 约2. 2重量％ 硼。在另一优选实施方式中，所述商业制品包含约2重量％尿素 约15重量％尿素。在一 些实施方式中，所述商业制品任选地进一步包含选自如下的物质氨、氨水；碱金属盐、碱 土金属盐、过渡金属盐；铵盐；溴化铵；表面活性剂、润湿剂、分散剂；稳定剂、阴离子表面活 性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、及其混合物。在一个实施方式中，所述任选物 质包括溴化铵。从以下讨论，特别是当与附图一起考虑时，本专利技术的其它优点将变得容易明晰。 附图说明图1是20磅/1000平方英尺挂面纸板样品的Tappi T461试验结果的图解表示。 显示为％P0LYB0R| 、％尿素和％ H2O的各标记是指处理溶液的百分组成。进行防火测试 的干的挂面纸板样品上的估计添加剂浓度在表1中给出。图2是35磅/1000平方英尺挂面纸板样品的Tappi T461试验结果的图解表示。 显示为％ P0LYB0R 、％尿素和％ H2O的各标记是指处理溶液的百分组成。进行防火测试的 干的挂面纸板样品上的估计添加剂浓度在表2中给出。具体实施例方式本专利技术的一个方面包括包含尿素和硼的耐火纤维素材料。令人惊讶且出乎意料地发现，本文中所述的含有尿素和硼的纤维素材料可被赋予阻燃性。甚至更令人惊讶的是，尿 素和硼赋予纤维素材料足够的阻燃性以通过更加严格的防火测试。与先前所公开的相比， 本文中所述的组合物以较低水平的硼赋予较高水平的阻燃性。除了以较低水平的硼赋予较 高水平的阻燃性的优点之外，较低水平的硼还典型地具有如下优点降低原材料成本、更容 易配制和应用、提高稳定性、并且不太可能对经处理的纤维素材料的触感和/或外观造成 消极影响。典型地，硼以含硼物质的形式沉积在所述纤维素材料上。所述硼可源自任何含硼 物质。所述含硼物质可包括硼酸、硼酸盐(即，硼酸的盐)或硼氧化物(即，含有硼和氧的 任何化合物)。在具体实施方式中，所述含硼物质可选自但不限于八硼酸(B8O132O盐 ’五 硼酸(B5O8)盐；四硼酸(B4052_)盐；四水合四硼酸铵((NH4)2B4O5 · 4H20)；偏硼酸(B2042_) 盐；偏硼酸钠(Na2B2O4 · 4H20)；及其混合物。在一些实施方式中，所述含硼物质可选自 四水合八硼酸二钠(Na2B8O13 · 4H20)；四水合五硼酸铵(NH4B5O8 · 4H20)；四水合四硼酸铵 ((NH4)2B4O5 ·4Η20)；偏硼酸钠(Na2B2O4 ·4Η20)；及其混合物。四水合八硼酸二钠由U. S. Borax Inc.以商品名P0LYB0R 出售。所述耐火纤维素材料包含尿素。本文中使用的尿素意指尿素或尿素盐(urea salt)，例如，尿素磷酸盐是尿素盐的实例，但不限于此。所述纤维素材料可为包括天然或合成纤维素的任何材料。合适的纤维素材料包 括，但不限于，纸、卡纸板、人造丝、本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于赋予纤维素材料耐火性的含水组合物，其包含约０．６重量％硼～约１４重量％硼和约５重量％尿素～约６０重量％尿素。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴维M舒伯特，
申请(专利权)人：美国硼砂公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]