加填矿物纤维的阻燃纸及其制备方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103643589 A (43)申请公布日 2014.03.19 CN 103643589 A (21)申请号 201310613769.6 (22)申请日 2013.11.26 D21H 13/38(2006.01) D21H 17/28(2006.01) D21H 21/14(2006.01) (71)申请人 天津商业大学 地址 300134 天津市北辰区津霸公路东侧 (72)发明人 郭玉花 (74)专利代理机构 天津市三利专利商标代理有 限公司 12107 代理人 肖莉丽 (54) 发明名称 加填矿物纤维的阻燃纸及其制备方法 (57) 摘要 本发明公开了一种加填。

2、矿物纤维的阻燃纸及 其制备方法， 而提供一种耐火性能好的阻燃纸及 易于工业化生产的阻燃纸的制备方法。该阻燃 纸包括主料和辅料， 主料包括矿物纤维 20-50%， 植物纤维干浆 50-60%， 无卤无机阻燃剂 10-20%， 辅料为松香胶， 主料与辅料的重量份数比为 100 ： 4-8。该方法为 ： 将经表面处理后的矿物纤维、 经 表面处理后的阻燃剂、 经过打浆的植物纤维和松 香胶共混， 抄纸， 之后烘干， 得到矿物纤维加填阻 燃纸 ； 其中， 阻燃剂使用硅烷偶联剂进行表面处 理 ； 矿物纤维采用阳离子淀粉进行处理。本发明 的阻燃纸中， 以矿物纤维替代部分植物纤维， 技 术指标达到纸样续燃时间为。

3、 0s， 平均灼燃时间 35s， 平均碳化长度 60mm， 具有优异的阻燃性 能。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 (10)申请公布号 CN 103643589 A CN 103643589 A 1/1 页 2 1. 一种加填矿物纤维的阻燃纸， 其特征在于， 包括主料和辅料， 所述主料按重量百分比 包括矿物纤维 20-50%， 植物纤维干浆 50-60%， 无卤无机阻燃剂 10-20%， 所述辅料为松香胶， 所述主料与辅料的重量份数比为 100 ： 4-8。 2. 根据权利要求 。

4、1 所述的加填矿物纤维的阻燃纸， 其特征在于， 所述无卤无机阻燃剂 为氢氧化铝或氢氧化镁， 或者由氢氧化铝与三氧化二锑组成的复合阻燃剂， 或者由氢氧化 镁与三氧化二锑组成的复合阻燃剂。 3. 根据权利要求 1 所述的加填矿物纤维的阻燃纸， 其特征在于， 所述矿物纤维为 硅灰石纤维， 纤维长度为 1.0-4.0mm， 直径为 3.0-8.0m， 渣球含量小于 3%， 纤维容量为 0.10-0.25g/cm3。 4. 一种权利要求 1 所述的加填矿物纤维的阻燃纸的制备方法， 其特征在于， 将经表面 处理后的矿物纤维、 经表面处理后的阻燃剂、 经过打浆的植物纤维和松香胶共混， 抄纸， 之 后烘干， 。

5、得到矿物纤维加填阻燃纸 ； 其中， 所述阻燃剂使用硅烷偶联剂进行表面处理 ； 所述 矿物纤维采用阳离子淀粉进行处理。 5. 根据权利要求 4 所述的加填矿物纤维的阻燃纸的制备方法， 其特征在于， 所述无卤 无机阻燃剂使用硅烷偶联剂进行表面处理的方法为 ： 将硅烷偶联剂加入水中， 硅烷偶联剂 用量为水质量的 1.0-2.0%， 然后调整 pH 值至 5.5 ； 加入无卤无机阻燃剂， 搅拌均匀， 再升温 至 100搅拌， 使阻燃剂被硅烷偶联剂包覆。 6. 根据权利要求 5 所述的加填矿物纤维的阻燃纸的制备方法， 其特征在于， 调整 pH 值 至 5.5 时使用醋酸。 7.根据权利要求5或6所述的加。

6、填矿物纤维的阻燃纸的制备方法， 其特征在于， 所述无 卤无机阻燃剂与水的重量比为 2:5。 8. 根据权利要求 4 所述的加填矿物纤维的阻燃纸的制备方法， 其特征在于， 所述矿物 纤维使用阳离子淀粉进行表面处理的方法为 ： 将阳离子淀粉加入到水中， 配制成 2-4g/L 浓 度的溶液 ； 升温至 60， 向溶液中加入矿物纤维， 搅拌使矿物纤维表面被淀粉包裹。 9. 根据权利要求 8 所述的加填矿物纤维的阻燃纸的制备方法， 其特征在于， 所述矿物 纤维与水的重量比为 1:2。 10. 根据权利要求 4 所述的加填矿物纤维的阻燃纸的制备方法， 其特征在于， 所述阳离 子淀粉为叔胺型或季胺型淀粉。 。

7、权 利 要 求 书 CN 103643589 A 2 1/4 页 3 加填矿物纤维的阻燃纸及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及造纸技术领域， 特别是涉及一种加填矿物纤维的阻燃纸及其制备方 法。 背景技术 0002 随着我国经济的飞跃发展， 纸材料应用领域不断拓宽， 市场对纸的品种和质量要 求也越来越高， 在许多情况下要求纸张具有阻燃性， 比如防火衬垫纸板、 家居墙面的装饰纸 制品、 需要阻燃的物品包装等等。 具备阻燃性能的纸遇火燃烧时， 纸中的阻燃剂能最大限度 地抑制燃烧。 0003 目前， 现有的纸及纸制品所用纤维以木浆纤维和草浆纤维为主， 我国木材资源较 紧缺， 传统造纸消耗大量的。

8、森林资源和草资源。 而且， 植物纤维抄造纸张容易腐蚀、 易燃、 易 吸湿。 此外， 植物纤维造纸用水量大， 产生大量黑液和废水， 对环境污染严重， 废水处理造成 产品成本增加。 0004 公开号为 CN101649575A、 发明创造名称为 陶瓷纤维配抄复合纸 的专利文献公开 的陶瓷纤维配抄复合纸虽然具有一定的阻燃效果， 但是还达不到阻燃纸的性能要求， 若提 高陶瓷纤维复合纸的阻燃性能， 则必须添加较多的陶瓷纤维， 此时， 复合纸的力学性能有较 大下降。 发明内容 0005 本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷， 而提供一种在满足阻燃性能要 求的情况下， 又具有较好的力学性能的加填矿物纤。

9、维的阻燃纸。 0006 本发明的另一个目的是提供一种制备方法简单， 易于工业化生产的阻燃纸的制备 方法。 0007 为实现本发明的目的所采用的技术方案是 ： 0008 一种加填矿物纤维的阻燃纸， 包括主料和辅料， 所述主料按重量百分比包括矿物 纤维 20-50%， 植物纤维干浆 50-60%， 无卤无机阻燃剂 10-20%， 所述辅料为松香胶， 所述主料 与辅料的重量份数比为 100 ： 4-8。 0009 所述无卤无机阻燃剂为氢氧化铝或氢氧化镁， 或者由氢氧化铝与三氧化二锑组成 的复合阻燃剂， 或者由氢氧化镁与三氧化二锑组成的复合阻燃剂。 0010 所述矿物纤维为硅灰石纤维， 纤维长度为 1。

10、.0-4.0mm， 直径为 3.0-8.0m， 渣球含 量小于 3%， 纤维容量为 0.10-0.25g/cm3。 0011 一种加填矿物纤维的阻燃纸的制备方法， 将经表面处理后的矿物纤维、 经表面处 理后的阻燃剂、 经过打浆的植物纤维和松香胶共混， 抄纸， 之后烘干， 得到矿物纤维加填阻 燃纸 ； 其中， 所述阻燃剂使用硅烷偶联剂进行表面处理 ； 所述矿物纤维采用阳离子淀粉进 行处理。 0012 所述无卤无机阻燃剂使用硅烷偶联剂进行表面处理的方法为 ： 将硅烷偶联剂加入 说 明 书 CN 103643589 A 3 2/4 页 4 水中， 硅烷偶联剂用量为水质量的 1.0-2.0%， 然后调。

11、整 pH 值至 5.5 ； 加入无卤无机阻燃剂， 搅拌均匀， 再升温至 100搅拌， 使阻燃剂被硅烷偶联剂包覆。 0013 调整 pH 值至 5.5 时使用醋酸。 0014 所述无卤无机阻燃剂与水的重量比为 2:5。 0015 所述矿物纤维使用阳离子淀粉进行表面处理的方法为 ： 将阳离子淀粉加入到水 中， 配制成 2-4g/L 浓度的溶液 ； 升温至 60， 向溶液中加入矿物纤维， 搅拌使矿物纤维表面 被淀粉包裹。 0016 所述矿物纤维与水的重量比为 1:2。 0017 所述阳离子淀粉为叔胺型或季胺型淀粉。 0018 与现有技术相比， 本发明的有益效果是 ： 0019 1、 本发明的阻燃纸中。

12、， 以矿物纤维、 阻燃剂和植物纤维干浆为主料， 以矿物纤维替 代部分植物纤维， 通过各个组分的合理配比， 在满足阻燃性能要求的情况下， 具有较好的力 学性能。技术指标达到纸样续燃时间为 0s， 平均灼燃时间 35s， 平均碳化长度 60mm， 具 有优异的阻燃性能。 0020 2、 本发明的阻燃纸采用矿物纤维替代部分植物纤维， 节约了森林资源和草资源， 而且， 不容易腐蚀， 无毒、 无害， 燃烧产物对环境部造成影响。 0021 3、 本发明的阻燃纸中， 以矿物纤维代替部分植物纤维， 降低了产品的成本。 0022 4、 本发明的阻燃纸中采用矿物纤维代替部分植物纤维， 使用安全性高 , 不会造成 。

13、人体伤害。 0023 5、 本发明的制备方法采用通常的造纸工艺直接抄造， 制备方法简单， 易于实现工 业化生产。 0024 6、 本发明的制备方法， 通过采用硅烷偶联剂对阻燃剂进行表面处理， 提高了阻燃 剂与植物纤维和矿物纤维之间的结合力。 0025 7、 本发明的制备方法， 通过阳离子淀粉对矿物纤维进行表面处理， 淀粉将矿物纤 维包裹， 提高了矿物纤维与植物纤维之间的结合力， 同时， 阳离子淀粉是造纸用增强剂和助 留剂， 提高了纸张的质量。 具体实施方式 0026 以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。 0027 实施例 1 0028 （1） 阻燃剂的表面处理 ： 将 1kg 硅烷偶联。

14、剂 KH-550 加入 100kg 水中， 然后加入醋 酸调整 pH 值至 5.5。加入阻燃剂氢氧化镁 40kg， 搅拌 10 分钟， 再升温至 100搅拌 0.5 小 时， 使阻燃剂被硅烷偶联剂包覆。 0029 （2） 矿物纤维的表面处理 ： 将叔胺型阳离子淀粉 640g 加入到 320L 水中， 配制成 2g/L 浓度的溶液。升温至 60， 向溶液中加入矿物纤维 160kg， 搅拌 0.5 小时， 使矿物纤维 表面被淀粉包裹。 0030 （3） 植物纤维打浆 ： 将草纤维 ( 干重 )200kg 按常规的方法进行打浆， 得到草浆。 0031 （4） 抄纸 ： 将上述表面处理后的矿物纤维、 。

15、经表面处理后的阻燃剂、 草浆以及 32kg 松香胶共混， 之后按照常规的方法经 2-3 小时水力除渣、 筛浆、 脱气， 之后将复合浆送入流 说 明 书 CN 103643589 A 4 3/4 页 5 浆箱， 经出纸机出纸、 烘干后得到加填矿物纤维的阻燃纸。 0032 实施例 2 0033 （1） 阻燃剂的表面处理 ： 将 0.75kg 硅烷偶联剂 KH-550 加入 75kg 水中， 然后加入 醋酸调整 pH 值至 5.5。加入氢氧化铝与三氧化二锑组成的复合阻燃剂 （氢氧化铝与三氧化 二锑的重量比为 2:1） 30kg， 搅拌 10 分钟， 再升温至 100搅拌 0.5 小时， 使阻燃剂被硅。

16、烷偶 联剂包覆。 0034 （2） 矿物纤维的表面处理 ： 将季胺型阳离子淀粉 280g 加入到 140L 水中， 配制成 2g/L浓度的溶液。 升温至60， 向溶液中加入矿物纤维70kg， 搅拌1小时， 使矿物纤维表面 被淀粉包裹。 0035 （3） 植物纤维打浆 ： 将废纸 ( 干重 )100kg 按常规的方法进行打浆， 得到废纸浆。 0036 （4） 抄纸 ： 将上述表面处理后的矿物纤维、 表面处理后的阻燃剂、 废纸浆以及 8kg 松香胶共混， 之后按照常规的方法经 2-3 小时水力除渣、 筛浆、 脱气， 之后将复合浆送入流 浆箱， 经出纸机出纸、 烘干后得到加填矿物纤维的阻燃纸。 00。

17、37 实施例 3 0038 （1） 阻燃剂的表面处理 ： 将 2kg 硅烷偶联剂 KH-550 加入 100kg 水中， 然后加入醋 酸调整 pH 值至 5.5。加入阻燃剂氢氧化铝 40kg， 搅拌 10 分钟， 再升温至 100搅拌 0.5 小 时， 使阻燃剂被硅烷偶联剂包覆。 0039 （2） 矿物纤维的表面处理 ： 将叔胺型阳离子淀粉 480g 加入到 120L 水中， 配制成 4g/L浓度的溶液。 升温至60， 向溶液中加入矿物纤维60kg， 搅拌0.5小时， 使矿物纤维表 面被淀粉包裹。 0040 （3） 植物纤维打浆 ： 将废纸 ( 干重 )100kg 按常规的方法进行打浆， 得到。

18、废纸浆。 0041 （4） 抄纸 ： 将上述表面处理后的矿物纤维、 表面处理后的阻燃剂、 废纸浆以及 12kg 松香胶共混， 之后按照常规的方法经 2-3 小时水力除渣、 筛浆、 脱气， 之后将复合浆送入流 浆箱， 经出纸机出纸、 烘干后得到加填矿物纤维的阻燃纸。 0042 实施例 4 0043 （1） 阻燃剂的表面处理 ： 将 0.75kg 硅烷偶联剂 KH-550 加入 75kg 水中， 然后加入 醋酸调整 pH 值至 5.5。加入氢氧化镁与三氧化二锑组成的复合阻燃剂 （氢氧化镁与三氧化 二锑的重量比为 2:1） 30kg， 搅拌 10 分钟， 再升温至 100搅拌 0.5 小时， 使阻燃。

19、剂被硅烷偶 联剂包覆。 0044 （2） 矿物纤维的表面处理 ： 将季胺型阳离子淀粉 280g 加入到 140L 水中， 配制成 2g/L浓度的溶液。 升温至60， 向溶液中加入矿物纤维70kg， 搅拌1小时， 使矿物纤维表面 被淀粉包裹。 0045 （3） 植物纤维打浆 ： 将废纸 ( 干重 )100kg 按常规的方法进行打浆， 得到废纸浆。 0046 （4） 抄纸 ： 将上述表面处理后的矿物纤维、 表面处理后的阻燃剂、 废纸浆以及 8kg 松香胶共混， 之后按照常规的方法经 2-3 小时水力除渣、 筛浆、 脱气， 之后将复合浆送入流 浆箱， 经出纸机出纸、 烘干后得到加填矿物纤维的阻燃纸。。

20、 0047 将实施例 1-4 得到的矿物纤维加填阻燃纸进行检测， 检测数据如表 1 所示。 0048 表 1 0049 说 明 书 CN 103643589 A 5 4/4 页 6 性能指标单位国标要求实施例 1实施例 2实施例 3实施例 4 续然时间秒 51000 灼然时间秒 6035282531 碳化长度毫米 11560494353 抗张指数Nm/g 26272424 伸长率% 2.42.62.52.4 0050 从表 1 可看出， 本发明的阻燃纸以矿物纤维替代部分植物纤维， 同时添加无卤的 无机阻燃剂， 具有阻燃剂用量少， 阻燃效果明显， 技术指标达到纸样续燃时间为 0s， 平均灼 燃时间 35s， 平均碳化长度 60mm， 具有优异的阻燃性能， 且具有较好的力学性能。 0051 本发明的加填矿物纤维的阻燃纸， 一方面， 添加矿物纤维替代植物纤维， 减少了植 物纤维的使用量 ； 另一方面， 添加适量无卤环保阻燃剂， 配合使用， 使阻燃纸具有优异的阻 燃性能， 达到阻燃纸的阻燃使用要求。 0052 以上所述仅是本发明的优选实施方式， 应当指出的是， 对于本技术领域的普通技 术人员来说， 在不脱离本发明原理的前提下， 还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰 也应视为本发明的保护范围。 说 明 书 CN 103643589 A 6 。