專利名稱：水基無鹵阻燃紙及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種水基無鹵阻燃紙及其制備方法。
背景技術：
隨著我國經濟的飛躍發展，紙材料應用領域不斷拓寬，市場對紙的品種和質量要求也越來越高，在許多情況 下要求紙張具有阻燃性，比如防火襯墊紙板、家居墻面的裝飾紙制品、需要阻燃的物品包裝等等。具備阻燃性能的紙遇火燃燒時，紙中的阻燃劑能最大限度地抑制燃燒。我國阻燃紙研究與國外相比，起步比較晚。目前我國生產的阻燃紙主要存在下述不足I、阻燃劑添加量大、返鹵、吸潮等現象。2、使用有毒阻燃劑，如溴、磷酸酯等阻燃劑，不利于環保甚至危害健康。3、阻燃劑不夠穩定，在光照、熱等的作用下，會發生反應，從而降低了阻燃效果。阻燃紙的生產工藝一般有浸潰法、涂布法、內添法和噴霧法。其中，涂布法適用于不溶或難溶的阻燃劑。這種方法的優點是在紙的表面上阻燃劑比較集中，對紙的物理性能影響較小。
發明內容
本發明是為了克服現有技術中的不足之處，提供一種無毒無污染，燃燒產物對環境不造成影響，阻燃性能好的水基無鹵阻燃紙。本發明的另一個目的是提供一種水基無鹵阻燃紙的制備方法。本發明通過下述技術方案實現一種水基無鹵阻燃紙，其特征在于，在原紙表面涂覆有阻燃層，所述阻燃層由阻燃液烘干得到，所述阻燃液由阻燃劑、膠液、消泡劑組成，所述阻燃劑為氫氧化鎂、氫氧化鋁、三氧化二銻、微米級或納米級水滑石中的兩種復配成復合阻燃劑或者采用三氧化二銻作為阻燃劑，所述膠液由聚乙烯醇和羧甲基纖維素混合而成，所述膠液中，聚乙烯醇的質量百分比濃度為3%，羧甲基纖維素的質量百分比濃度為I %，所述阻燃液中阻燃劑占膠液重量的15%，所述阻燃劑的單面紙涂布量為16-30g/m2，所述消泡劑為聚乙烯醇和羧甲基纖維素總量的重量百分數的O. I %。所述消泡劑為有機極性化合物消泡劑。一種水基無鹵阻燃紙的制備方法，其特征在于，包括下述步驟(I)將水溶性聚乙烯醇與水于90°C混合，攪拌30分鐘，得到質量百分比濃度為3%的聚乙烯醇溶液，再加入羧甲基纖維素，使得羧甲基纖維素的質量百分比濃度為1%，繼續攪拌直至完全溶解，所得混合溶液作為膠液；(2)將阻燃劑加入到步驟(I)制備的膠液中，添加相對于聚乙烯醇和羧甲基纖維素總量的重量百分數為O. 1%的消泡劑，攪拌均勻，得到阻燃液，阻燃液中阻燃劑占膠液重量的15% ;采用氫氧化鎂、氫氧 化鋁、三氧化二銻、微米級或者納米級水滑石中的兩種復配成復合阻燃劑或者采用三氧化二銻作為阻燃劑；(3)將步驟(2)制備的阻燃液在涂布機上涂布于原紙上，再經機上90°C烘干處理，得到阻燃紙。阻燃劑單面紙涂布量為16_30g/m2。所述消泡劑為有機極性化合物消泡劑，可以采用磷酸三丁酯、磷酸三辛酯或者二
乙基己醇。復合阻燃劑中，氫氧化鎂或氫氧化鋁與三氧化二銻的重量比為2 : I或I : 2，三氧化二銻與水滑石的重量比為1:1。本發明具有下述技術效果I、本發明的水基無鹵阻燃紙，以水基聚乙烯醇和羧甲基纖維素混合液作為膠液，添加無鹵的無機阻燃劑，無毒環保，燃燒產物對環境不造成影響。2、本發明的水基無鹵阻燃紙通過將阻燃劑分散在聚乙烯醇和羧甲基纖維素復合膠液中并涂布在紙張兩面，然后烘干處理，解決了紙張易燃的缺點，技術指標達到紙樣續燃時間為Os，平均灼燃時間< 23s，平均碳化長度< 26mm，具有優異的阻燃性能。3、本發明的水基無鹵阻燃紙采用涂布工藝，可直接加入到傳統抄紙工藝中。該阻燃紙可廣泛用于作為防火襯墊紙、阻燃壁紙、阻燃包裝紙等領域。4、本發明的水基無鹵阻燃紙通過使用聚乙烯醇和羧甲基纖維素混合溶液作為膠液，可以使阻燃劑均勻分散在紙張的表層，并部分分散在紙張近表層的空隙中，從而在紙張表面形成有效的阻燃膜，復配的阻燃劑具有協同效應，從而降低了阻燃劑用量。阻燃劑單面紙涂布量16-30g/m2之間，用量少。5、本發明使用無鹵的耐光照、耐熱無機阻燃劑，有效提高了阻燃紙的光穩定性和熱穩定性。
具體實施例方式以下結合具體實施例對本發明進行詳細說明。實施例I :(I)將水溶性聚乙烯醇1799 O. 3kg與水9. 7kg于90°C混合，攪拌30分鐘，得到濃度為3%的聚乙烯醇溶液，再加入羧甲基纖維素O. 1kg，使得羧甲基纖維的濃度為1%，繼續攪拌直至完全溶解，所得混合溶液作為膠液。(2)采用氫氧化鎂O. 5kg與三氧化二銻I. Okg (重量比為I : 2)復配作為阻燃劑，加入到步驟(I)制備的膠液中，添加O. 1% (相對于聚乙烯醇和羧甲基纖維素總量的重量百分數)4g的消泡劑磷酸三丁酯，攪拌均勻，所得阻燃液中復合阻燃劑占膠液的15%。(3)將步驟⑵得到的阻燃液在涂布機上涂布于原紙(定量70g/m2)上，阻燃劑單面紙涂布量20g/m2，再經機上90°C烘干處理，卷取，得到阻燃紙。實施例2:(I)將水溶性聚乙烯醇1799 O. 3kg與水9. 7kg于90°C混合，攪拌30分鐘，得到濃度為3%的聚乙烯醇溶液，再加入羧甲基纖維素O. 1kg，使得羧甲基纖維的濃度為1%，繼續攪拌直至完全溶解，所得混合溶液作為膠液。
(2)采用氫氧化鋁I. Okg與三氧化二銻O. 5kg(重量比為2 I)復配作為阻燃劑，加入到步驟(I)制備的膠液中，添加O. 1% (相對于聚乙烯醇和羧甲基纖維素總量的重量百分數)4g的磷酸三辛酯，攪拌均勻，所得阻燃液中復合阻燃劑占膠液的15%。(3)將阻燃液在涂布機上涂布于原紙(定量70g/m2)上，阻燃劑單面紙涂布量30g/m2，再經機上90°C烘干處理，卷取，得到阻燃劑。實施例3 (I)將水溶性聚乙烯醇1799 O. 3kg與水9. 7kg于90°C混合，攪拌30分鐘，得到濃度為3%的聚乙烯醇溶液，再加入羧甲基纖維素O. 1kg，使得羧甲基纖維的濃度為1%，繼續攪拌直至完全溶解，所得混合溶液作為膠液。(2)采用三氧化二銻I. 5kg作為阻燃劑，加入到步驟⑴制備的膠液中，添加
O.1% (相對于聚乙烯醇和羧甲基纖維素總量的重量百分數)4g的二乙基己醇，攪拌均勻，所得阻燃液中復合阻燃劑占膠液的15%。(3)將阻燃液在涂布機上涂布于原紙(定量80g/m2)上，阻燃劑單面紙涂布量16g/m2，再經機上90°C烘干處理，卷取，得到阻燃紙。實施例4 (I)將水溶性聚乙烯醇1799 O. 3kg與水9. 7kg于90°C混合，攪拌30分鐘，得到濃度為3%的聚乙烯醇溶液，再加入羧甲基纖維素O. 1kg，使得羧甲基纖維的濃度為1%，繼續攪拌直至完全溶解，所得混合溶液作為膠液。(2)采用三氧化二鋪O. 75kg與納米級水滑石O. 75kg(重量比為I : I)復配作為阻燃劑，加入到步驟(I)制備的膠液中，添加0.1% (相對于聚乙烯醇和羧甲基纖維素總量的重量百分數)4g的消泡劑磷酸三丁酯，攪拌均勻，所得阻燃液中復合阻燃劑占膠液的15%。(3)將阻燃液在涂布機上涂布于原紙(定量80g/m2)上，阻燃劑單面紙涂布量16g/m2，再經機上90°C烘干處理，卷取，得到阻燃紙。將實施例1-4得到的水基無鹵阻燃紙進行檢測，檢測數據如表I所示。表I
性能指標單位國標要求實施例I~實施例2~實施例3~實施例4~
續然時間 IFOOOO
灼然時間 IF SS 60Π232220
碳化長度 H S 11519261822本發明的阻燃紙具有阻燃劑用量少(單面紙涂布量16_30g/m2)，阻燃效果優異，技術指標達到紙樣續燃時間為Os，平均灼燃時間< 23s，平均碳化長度< 26_，具有優異的阻燃性能，阻燃性能優于市場同類產品。所用阻燃劑為無機無鹵阻燃劑，所用膠液為水基膠液，無毒無污染，無腐蝕性，環保，燃燒產物對環境不造成影響。
權利要求
1.一種水基無鹵阻燃紙，其特征在于，在原紙表面涂覆有阻燃層，所述阻燃層由阻燃液烘干得到，所述阻燃液由阻燃劑、膠液、消泡劑組成，所述阻燃劑為氫氧化鎂、氫氧化鋁、三氧化二銻、微米級或納米級水滑石中的兩種復配成復合阻燃劑或者采用三氧化二銻作為阻燃劑，所述膠液由聚乙烯醇和羧甲基纖維素混合而成，所述膠液中，聚乙烯醇的質量百分比濃度為3%，羧甲基纖維素的質量百分比濃度為1%，所述阻燃液中阻燃劑占膠液重量的15%，所述阻燃劑的單面紙涂布量為16-30g/m2，所述消泡劑為聚乙烯醇和羧甲基纖維素總量的重量百分數的O. I %。
2.根據權利要求I所述的水基無鹵阻燃紙，其特征在于，所述消泡劑為有機極性化合 物消泡劑。
3.根據權利要求I所示的水基無鹵阻燃紙的制備方法，其特征在于，復合阻燃劑中，氫氧化鎂或氫氧化鋁與三氧化二銻的重量比為2 : I或I : 2，三氧化二銻與水滑石的重量比為 I : I。
4.一種權利要求I所述的水基無鹵阻燃紙的制備方法，其特征在于，包括下述步驟 (1)將水溶性聚乙烯醇與水于90°C混合，攪拌30分鐘，得到質量百分比濃度為3%的聚乙烯醇溶液，再加入羧甲基纖維素，使得羧甲基纖維素的質量百分比濃度為1%，繼續攪拌直至完全溶解，所得混合溶液作為膠液； (2)將阻燃劑加入到步驟(I)制備的膠液中，添加相對于聚乙烯醇和羧甲基纖維素總量的重量百分數為O. I %的消泡劑，攪拌均勻得到阻燃液，阻燃液中阻燃劑占膠液重量的15% ;采用氫氧化鎂、氫氧化鋁、三氧化二銻、微米級或者納米級水滑石中的兩種復配成復合阻燃劑或者采用三氧化二銻作為阻燃劑； (3)將步驟(2)制備的阻燃液在涂布機上涂布于原紙上，再經機上90°C烘干處理，得到阻燃紙。
5.根據權利要求4所示的水基無鹵阻燃紙的制備方法，其特征在于，阻燃劑單面紙涂布量為 16-30g/m2。
6.根據權利要求4所示的水基無鹵阻燃紙的制備方法，其特征在于，所述消泡劑為有機極性化合物消泡劑。
7.根據權利要求4所示的水基無鹵阻燃紙的制備方法，其特征在于，復合阻燃劑中，氫氧化鎂或氫氧化鋁與三氧化二銻的重量比為2 : I或I : 2，三氧化二銻與水滑石的重量比為 I : I。
全文摘要
本發明公開了一種水基無鹵阻燃紙及其制備方法，旨在提供一種無毒無污染，燃燒產物對環境不造成影響，阻燃性能好的水基無鹵阻燃紙及制備方法。該阻燃紙在原紙表面涂覆有阻燃層，阻燃層由阻燃液烘干得到，阻燃液由阻燃劑、膠液、消泡劑組成，阻燃劑為氫氧化鎂、氫氧化鋁、三氧化二銻、微米級或納米級水滑石中的兩種復配成復合阻燃劑或者采用三氧化二銻作為阻燃劑，膠液由聚乙烯醇和羧甲基纖維素混合而成，阻燃劑的單面紙涂布量為16-30g/m2，消泡劑為聚乙烯醇和羧甲基纖維素總量的重量百分數的0.1％。本發明的阻燃紙以水基聚乙烯醇和羧甲基纖維素混合液作為膠液，添加無鹵的無機阻燃劑，無毒環保，燃燒產物對環境不造成影響，阻燃性好。
文檔編號D21H21/34GK102619139SQ201210100
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月9日 優先權日2012年4月9日
發明者滕立軍, 郭玉花, 黃震 申請人:天津商業大學