一種無鹵高強(qiáng)度高阻燃石頭紙及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種阻燃石頭紙及其制備方法，特別涉及一種無鹵高強(qiáng)度高阻燃石頭紙及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)中國造紙協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)，我國近年來紙質(zhì)品的消耗量逐年增長，未來仍將持續(xù)增長下去。傳統(tǒng)的造紙技術(shù)以木漿為原料，消耗了大量的森林資源和水資源，對(duì)環(huán)境和生態(tài)造成了不可逆轉(zhuǎn)的破壞。基于現(xiàn)代社會(huì)對(duì)節(jié)能減排和綠色低碳生活的要求，石頭紙作為傳統(tǒng)草木纖維紙的替代品，獲得了人們極大的關(guān)注和重視。
[0003]目前市場上的石頭紙，由于其中含有20%-30%的樹脂(主要是聚烯烴)，極易燃燒，屬于易燃物，影響其使用的安全性和廣泛性。因此，可以在普通的石頭紙中添加阻燃劑來提高石頭紙的阻燃防火性能。而在石頭紙中添加無鹵阻燃劑更加環(huán)保，燃燒不產(chǎn)生有毒氣體。但無鹵阻燃劑的阻燃效率低，阻燃效果較差，需要大量添加才能達(dá)到優(yōu)良的阻燃效果，極大地影響了石頭紙的力學(xué)性能。
[0004]公開于該【背景技術(shù)】部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)上述技術(shù)問題，發(fā)明一種旨在解決石頭紙無法兼具優(yōu)良的阻燃性能和力學(xué)性能的問題，通過熱壓成型工藝制備出無鹵環(huán)保的高強(qiáng)度高阻燃石頭紙。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下:
[0007]—種無鹵高強(qiáng)度高阻燃石頭紙，按照質(zhì)量百分比包含以下組分原料:聚烯烴15% -22%，無機(jī)填料30% -45%，無鹵阻燃劑30% -40%，增塑劑磷酸三苯酯(TPP)5 % -1%,分散劑1 % -2 %，潤滑劑2 % -4 %，偶聯(lián)劑0.5 % -1 %，抗氧化劑0.3% -0.5%,催化劑4Α級(jí)分子篩粉末1 % -2 %。
[0008]優(yōu)選的是，所述的聚烯烴為高密度聚乙烯(HDPE)，線性低密度聚乙烯(LLDPE)和聚丙烯(ΡΡ)中的至少兩種。
[0009]優(yōu)選的是，所述的無機(jī)填料為碳酸鈣粉末、硅灰石粉和蒙脫土中的一種，所述無機(jī)填料的顆粒粒徑為1250目。
[0010]優(yōu)選的是，所述的無鹵阻燃劑為三聚氰胺氰尿酸鹽(McA)、聚磷酸銨(APP)、氫氧化鎂、EXOLIT AP462阻燃劑和三聚氰胺中的至少一種。
[0011]優(yōu)選的是，所述的分散劑為乙撐雙硬脂酰胺(EBS)和十二烷基硫酸鈉中的一種。
[0012]優(yōu)選的是，所述的潤滑劑為聚乙烯蠟、聚乙二醇4000、粗石蠟和硬脂酸中的至少一種。
[0013]優(yōu)選的是，所述的偶聯(lián)劑為鋁酸酯、型號(hào)為HY13C的鈦酸酯、型號(hào)為HYA1的鈦酸酯和型號(hào)為KH-570的硅烷中的一種。
[0014]優(yōu)選的是，所述的抗氧化劑為抗氧化劑1010和抗氧化劑168中的一種。
[0015]—種如上所述無鹵高強(qiáng)度高阻燃石頭紙的制備方法，包括以下操作步驟:
[0016](1)按照質(zhì)量百分比稱取所需的各組分原料，在100?150°C下干燥10?20h，然后將除聚烯烴以外的其他組分原料保持?jǐn)嚢柁D(zhuǎn)速為8000?10000r/min，攪拌30?45s混合，即得混合料；
[0017](2)將聚烯烴保持溫度為155?175°C，轉(zhuǎn)速為15?20r/min進(jìn)行混煉，形成一層均勻的薄膜作為石頭紙基體；
[0018](3)將步驟(1)中所得混合料均勻添加到薄膜即石頭紙基體上進(jìn)行混煉，調(diào)節(jié)輥筒間距至0.1?2_，最終成型。
[0019]優(yōu)選的是，步驟(2)中混煉時(shí)間為3?5min，步驟(3)中混煉時(shí)間為20?30min。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0021]本發(fā)明無鹵高強(qiáng)度高阻燃石頭紙兼具優(yōu)良的力學(xué)性能和阻燃性能，不僅拉伸強(qiáng)度最高達(dá)到9.4MPa，撕裂強(qiáng)度最高達(dá)到3.9kN/m，具有良好的力學(xué)性能，而且其阻燃性能優(yōu)良，最大極限氧指數(shù)達(dá)到29.7，UL-94垂直燃燒等級(jí)達(dá)到V-0級(jí)(0.8_)，在空氣中點(diǎn)燃后能夠迅速自動(dòng)熄滅；進(jìn)一步而言，本發(fā)明無鹵高強(qiáng)度高阻燃石頭紙?jiān)暇鶡o鹵環(huán)保，點(diǎn)燃時(shí)不產(chǎn)生有毒氣體，安全可靠，其制備工藝簡單，生產(chǎn)周期短。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受【具體實(shí)施方式】的限制。本發(fā)明實(shí)施例中所用的干燥設(shè)備為鼓風(fēng)干燥箱，所用的混煉機(jī)為雙輥筒的開煉機(jī)。
[0023]實(shí)施例1
[0024]按照質(zhì)量百分比，稱取所需的各組分原料:高密度聚乙烯13%、線性低密度聚乙烯3.5%、粒度為1250目的硅灰石粉31.5%、三聚氰胺氰尿酸鹽40%、磷酸三苯酯6.5%、十二烷基硫酸鈉1.5%、聚乙二醇40001.5%、硬脂酸0.5%、偶聯(lián)劑型號(hào)為HYA1的鈦酸酯0.5%、抗氧化劑10100.5%、4A級(jí)分子篩粉末1%。將各組分原料分別放入鼓風(fēng)干燥箱中，保持溫度為100°c干燥20h，干燥后將除高密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯以外的其他原料統(tǒng)一放入攪拌轉(zhuǎn)速為10000r/min的高速攪拌機(jī)中攪拌35s攪拌混合，即得混合料。將高密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯加到雙輥開煉機(jī)輥筒上，保持溫度為175°C，轉(zhuǎn)速為15r/min進(jìn)行混煉，混煉時(shí)間為3min，使其成一層均勻的薄膜作為石頭紙基體，然后將上述所得混合料均勻添加到薄膜上進(jìn)行均勻混煉，調(diào)節(jié)輥筒間距至0.1mm，保持輥筒溫度為160°C，輥筒轉(zhuǎn)速為17.5r/min，混煉為30min，最終成型。
[0025]按照GB/T1040.3-2006檢測經(jīng)過上述方法制得的無鹵高強(qiáng)度高阻燃的石頭紙，試樣厚度為0.2mm，其拉伸強(qiáng)度為6.8MPa。
[0026]按照GB/T16578.1-2008檢測經(jīng)過上述方法制得的無鹵高強(qiáng)度高阻燃的石頭紙，試樣厚度為0.2mm,其撕裂強(qiáng)度為3.6kN/m。
[0027]按照GB/T2406.2-2009檢測經(jīng)過上述方法制得的無鹵高強(qiáng)度高阻燃的石頭紙，試樣厚度為0.2mm，其氧指數(shù)為29.5。
[0028]按照GB/T2408-2008檢測經(jīng)過上述方法制得的無鹵高強(qiáng)度高阻燃的石頭紙，試樣厚度為0.8mm，其UL-94垂直燃燒等級(jí)達(dá)到V_0級(jí)(0.8mm)。
[0029]實(shí)施例2
[0030]按照質(zhì)量百分比，稱取所需的各組分原料:高密度聚乙烯13.5%、線性低密度聚乙烯3 %、粒度為1250目的硅灰石粉37 %、三聚氰胺氰尿酸鹽20 %、聚磷酸銨15 %、磷酸三苯酯6 %、十二烷基硫酸鈉1.5%、聚乙二醇40001.5 %、硬脂酸0.5 %、偶聯(lián)劑型號(hào)為HYA1的鈦酸酯0.5%、抗氧化劑10100.5%、4A級(jí)分子篩粉末1 %。將各組分原料分別放入鼓風(fēng)干燥箱中，保持溫度為150°C干燥10h，干燥后將除高密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯以外的其他原料統(tǒng)一放入攪拌轉(zhuǎn)速為8000r/min的高速攪拌機(jī)中攪拌45s攪拌混合，即得混合料。將高密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯加到雙輥開煉機(jī)輥筒上，保持溫度為155°C，轉(zhuǎn)速為20r/min進(jìn)行混煉，混煉時(shí)間為5min，使其成一層均勻的薄膜作為石頭紙基體，然后將上述所得混合料均勻添加到薄膜上進(jìn)行均勻混煉，調(diào)節(jié)輥筒間距至1mm，保持輥筒溫度為160°C，輥筒轉(zhuǎn)速為17.5r/min，混煉為20min，最終成型。
[0031]按照GB/T1040.3-2006檢測經(jīng)過上述方法制得的無鹵高強(qiáng)度高阻燃的石頭紙，試樣厚度為0.2mm，其拉伸強(qiáng)度為9.4MPa。
[0032]按照GB/T16578.1-2008檢測經(jīng)過上述方法制得的無鹵高強(qiáng)度高阻燃的石頭紙，試樣厚度為0.2mm，其撕裂強(qiáng)度為3.9kN/m。
[0033]按照GB/T2406.2-2009檢測經(jīng)過上述方法制得的無鹵高強(qiáng)度高阻燃的石頭紙，試樣厚度為0.2mm，其氧指數(shù)為28.9。
[0034]按照GB/T2408-2008檢測經(jīng)過上述方法制得的無鹵高強(qiáng)度高阻燃的石頭紙，試樣厚度為1.6mm，其UL-94垂直燃燒等級(jí)達(dá)到V-1級(jí)(1.6mm)。
[0035]實(shí)施例3
[0036]按照質(zhì)量百分比，稱取所需的各組分原料:高密度聚乙烯10%、線性低密度聚乙烯5 %、粒度為1250目的硅灰石粉37%、三聚氰胺氰尿酸鹽35%、磷酸三苯酯6 %、十二烷基硫酸鈉1.5 %、聚乙二醇40001.5 %、粗石蠟0.5 %、偶聯(lián)劑鋁酸酯1 %、抗氧化劑1680.5%、4A級(jí)分子篩粉末1.5%。將各組分原料分別放入鼓風(fēng)干燥箱中，保持溫度為100°C干燥10h，干燥后將除高密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯以外的其他原料統(tǒng)一放入攪拌轉(zhuǎn)速為9000r/min的高速攪拌機(jī)中攪拌40s攪拌混合，即得混合料。將高密度聚乙稀和線性低密度聚乙烯加到雙輥開煉機(jī)輥筒上，保持溫度為175°C，轉(zhuǎn)速為15r/min進(jìn)行混煉，混煉時(shí)間為4min，使其成一層均勻的薄膜作為石頭紙基體，然后將上述所得混合料均勻添加到薄膜上進(jìn)行均勻混煉，調(diào)節(jié)輥筒間距至1.5mm，保持輥筒溫度為160°C，輥筒轉(zhuǎn)速為17.5r/min，混煉為25min，最終成型。
[0037]按照GB/T1040.3-2006檢測經(jīng)過上述方法制得的無鹵高強(qiáng)度高阻燃的石頭紙，試樣厚度為0.2mm，其拉伸強(qiáng)度為6.3MPa。
[0038]按照GB/T16578.1-2008檢測經(jīng)過上述方法制得的無鹵高強(qiáng)度高阻燃的石頭紙，試樣厚度為0.2mm，其撕裂強(qiáng)度為2.8kN/m。
[0039]按照GB/T2406.2-2009檢測經(jīng)過上述方法