專利名稱：阻燃石頭紙生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及國際分類D21H漿料或紙漿組合物，其它類不包括的紙；或C08K使用無機物或非高分子有機物作為配料的；或B32B層狀產(chǎn)品，即由扁平的或非扁平的薄層， 例如泡沫狀的、蜂窩狀的薄層構(gòu)成的產(chǎn)品等相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種阻燃石頭紙以及它的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
目前，石頭紙(Rich Mineral Paper, RMP),也叫石科紙。以石灰石礦產(chǎn)資源為主要原材料(碳酸鈣粉709Γ80%)，以高分子聚合物為基材原料(含量為209Γ30%)，利用高分子界面化學(xué)原理和高分子改性的特殊工藝處理后，采用聚合物擠出、吹制成型工藝制成。石頭紙產(chǎn)品具有如植物纖維紙張書寫性和印刷性效果，同時更具有塑料包裝物所具有的核心性能。其主要原料是具有成膜性能的高分子聚合物——塑料(所稱基材)，所用制造方法——聚合物擠出吹制成型，也是典型的塑料薄膜加工技術(shù)，其含量較大的碳酸鈣粉料，只是一種降低塑料薄膜透明度，并減少塑料用量的填充劑而已。在市場上的石頭紙，由于普遍使用易燃有機樹脂作為成膜劑，在火焰中能夠燃燒， 以其作為紙的基膜不具有阻燃性。如
專利申請?zhí)?8100956 —種制造環(huán)保紙的方法，包括(1 )將包括天然無機礦粉、聚乙烯和助劑的組合物經(jīng)混合擠壓混煉聚合制成顆粒狀材料；(2 )將顆粒狀材料投入紙膜制造機，形成膜管；(3)向膜管內(nèi)充壓縮空氣，同時進行膜管拉伸，制成具有雙向組織強度的環(huán)保紙。本發(fā)明還涉及一種制造環(huán)保紙的組合物，其包括5 6至8 Q重量％的天然無機礦粉、 4 3至1 8重量％的聚乙烯以及1至2重量％的助劑。專利申請?zhí)?00920011088，石、塑材料三層復(fù)合紙，是由第一層紙、第二層紙和第三層紙組成，第二層紙為由重質(zhì)碳酸鈣8 0 - 9 0 %和高密度聚乙烯2 0-10 %混合制成的無機基體層；第一層紙為由4 0 - 3 0 %乙烯一丙烯酸改性共聚物E A A和6 O 一 7 O的重質(zhì)碳酸鈣混合制成的書寫層，第一層紙拉伸后橫向復(fù)合在第二層紙的上端面上； 第三層紙為茂金屬高密度聚乙烯mH D P E層，第三層紙拉伸后縱向復(fù)合在第二層紙下端面上。主料為石料，即1 Q Q Q — 5 Q Q Q目的重質(zhì)碳酸鈣，原料來源豐富，成本低。耐酸、 耐堿性能高，可在一些特殊場合使用。且本實用新型選用非植物纖維材料制成，節(jié)約木材， 節(jié)約用水，在生產(chǎn)時無有害污水和有害氣體排入，有利于環(huán)境保護。專利申請?zhí)?01010216146 —種石頭紙及其制造方法，所述石頭紙包括如下重量份的組分低密度聚乙烯6 1 2份，線性低密度聚乙烯6 1 2份，熱熔膠3 6份，鈦白粉5 1 Q份，重質(zhì)碳酸鈣6 5 7 5份，硅烷偶聯(lián)劑3 5份，硬脂酸Q . 5 1. 5 份，環(huán)氧增塑劑O . 5 1 . 5份，聚乙烯蠟O . 2 O . 6份。以高分子聚合物為基材原料， 對碳酸鈣進行復(fù)合改性，并添加其他添加劑，利用高分子界面化學(xué)原理和高分子改性的特點，經(jīng)特殊工藝處理后，采用聚合物混合、填料復(fù)合改性、聚合物與填料塑化、擠出流延、壓延成型工藝制成。對節(jié)約能源、保護自然資源，改善環(huán)境有著非常好的意義。
就現(xiàn)有研究成果分析，改善實現(xiàn)紙及紙制品阻燃的技術(shù)途徑主要包括三種方法 浸漬法該方法適用于水溶性阻燃劑。把水溶性阻燃劑配成溶液，浸漬到紙中，經(jīng)加熱
干燥后即可制得難燃紙。該方法得到的阻燃紙耐水性差，吸潮性強，紙的強度下降顯著，易發(fā)黃變硬。浸漬法要求紙張具有相當高的吸水性和濕強度指標，最好是浸漬皺紋紙、棉纖維紙、合成纖維紙和無紡織物。紙張在表面施膠機上或染紙機上就可完成浸漬。涂布法該方法適用于不溶或難溶的阻燃劑。把阻燃劑粉料均勻分散在某種膠粘劑中，制成乳狀涂料，然后用涂布的方法把涂料涂在紙的表面上，經(jīng)加熱干燥即可得到涂布型阻燃紙。該方法的優(yōu)點是阻燃劑大部分集中在紙的表面，對紙的物理性能影響也較小，特別是對需要涂布的加工紙而言，只需在涂料巾加入阻燃劑就可以了，該方法可在涂布機上完成。為取得良好的阻燃效果，阻燃劑以粒小且均勻的為好。該方法的缺點是阻燃效果不
王困相內(nèi)添法該方法適用與水不溶性阻燃劑，將阻燃劑與其它填料一起添加到紙漿中去，然后抄造成紙。添加部位比較靈活，從打漿機至流漿箱或圓網(wǎng)槽之間的任何部位都可加入，只要能夠保證其在漿料中均勻分散就可以了。與其它填料類似，漿料的PH值在4. 5 -5.0之間，其在紙中的留著率很高。該方法的優(yōu)點是適用于各種紙的生產(chǎn)，工藝操作簡單， 阻燃劑在紙中的分布比較均勻，故紙的阻燃功能比較均一。缺點是阻燃劑流失比較嚴重，一般阻燃劑的留著率達80%就非常不容易了。解決流失問題的最好辦法是使用合適的助流劑，該法用于生產(chǎn)防火紙板或高定量紙張時效果更好。早期的研究認為，紙(紙板)在燃燒時，火焰前的紙面熱解而產(chǎn)生氣體，由于空氣和這些氣體運動作用的結(jié)果，火焰沿著紙面運動、擴散、蔓延，同時紙面被加熱到熱解溫度。但是近年來的研究證明，燃燒時，紙面熱解而產(chǎn)生的氣體是在火焰的下面。由于氣體擴散，使火焰蔓延出熱解區(qū)，同時由于相中的熱傳導(dǎo)而把鄰近的紙面加熱到熱解溫度，這就是紙(紙箱)的燃燒原理。阻燃性是指材料在接觸火源時燃燒速度很慢，離開火源時能很快停止燃燒并自行熄滅。這些技術(shù)中其組成成分中不含有專門的阻燃助劑，因此現(xiàn)有石頭紙可燃，不具有阻燃性，已公開的涉及紙制品阻燃技術(shù)較少，比如
專利申請?zhí)?7104427 —種主要用作紙阻燃劑的含磷、氮的高聚物溶液。使用本阻燃劑浸潰各種紙張并烘干后，可使紙的阻燃性超過J I S Z-2 1 5 Q標準，火焰所到之處只是炭化，氧指數(shù)高達4 Q，撕裂指數(shù)、裂斷長等強度參數(shù)基本與原紙張相當。經(jīng)阻燃劑處理后的紙張還具有較強的抗潮性，經(jīng)高溫處理后其白度基本不變；用本阻燃劑處理過的棉布、 木材都具有較高的阻燃性；本阻燃劑能迅速撲滅火災(zāi)而絕不復(fù)燃；本阻燃劑的某些中間體可濃縮成固體，某些中間體可在使用時配制，便于運輸和保管。專利申請?zhí)?00910182753 —種阻燃合成紙。包括聚丙烯樹脂、聚乙烯樹脂、無機填充料、偶聯(lián)劑、抗靜電劑、潤滑劑、著色劑。其特點是還包括阻燃劑。各原料及其重量份數(shù)為聚丙烯樹脂IOOP H R、聚乙烯樹脂2 O — 9 O P H R、無機填充料5 O — 3 O O P H R、偶聯(lián)劑1 一 8 P H R、抗靜電劑1 一 5 P H R、潤滑劑O . 5 — 5 P H R、著色劑5 一 2 O P H R、阻燃劑5 — 3 5 P H R。該阻燃合成紙各原料經(jīng)混合、混煉膠化、壓延機成型、 引離輥引出、壓紋處理、再經(jīng)冷卻、電暈處理、收卷即成產(chǎn)品。具有阻燃功能，不易燃燒。即使在高溫焚燒爐中焚燒時也不會產(chǎn)生有害氣體，不會對社會及人類造成二次公害，符合環(huán)境保護的要求。專利申請?zhí)?00710089563 —種用于香煙的阻燃接裝紙，技術(shù)方案包括使用的阻燃劑包括三氧化二銻、硼酸鋅、氫氧化鋁、氫氧化鎂中的一種或者幾種，使用7 5 %的乙醇做溶劑，使用表面活性劑硬脂酸鈉或者油酸鈉進行分散，表面活性劑用量在Q . 1 %-1.2% (相對阻燃劑的重量百分數(shù))，使用本發(fā)明的阻燃接裝紙，可以縮短剩余煙頭的隱燃熄滅時間，提高安全性，減少不良氣息。專利申請?zhí)?01020538450無鹵阻燃商標紙，包括層疊的面材層、離型襯紙，在離型襯紙和面材層之間還具有一層膠黏劑層，其特征在于，在面材層非膠黏劑層一面具有一阻燃涂層，所述膠黏劑層是阻燃膠黏劑層。所述阻燃涂層和背面涂覆的阻燃膠黏層都能提高商標的阻燃系數(shù)，提高產(chǎn)品運用于電子商品的可靠性，并且實現(xiàn)了無鹵，實現(xiàn)商標紙的安全無毒性。專利申請?zhí)?00610046901 —種阻燃書寫紙的制作方法，涉及一種書寫紙的制作方法，該方法以石蠟、聚乙烯醇為原料，酒精為溶劑，其制作過程為將C a HP O4溶于酒精，制造飽和溶液；再將原紙浸泡于C a HP O 4飽和溶液中1 5分鐘，取出晾干后即為阻燃書寫紙。原紙為紙漿加工成紙后未在表面進行涂膠處理的紙張，CaHPO 4指工業(yè)級 CaHPO40本發(fā)明的阻燃紙的燃點可以達到4 2 O °C 5 O O °C;同時該阻燃紙像普通書寫紙一樣，可使用任何筆上面流利書寫，也可以進行打印機打印。專利申請?zhí)?00410018793含有膨脹性石墨的阻燃防火紙及其制造方法，該防火紙的成分，包括重量百分比為2 Q %至8 Q %且均勻分布的膨脹性石墨，其余為均勻分布的含有造紙用纖維的紙漿；制造方法包括一、準備原料步驟；二、備漿步驟；三、混合步驟； 四、抄造步驟；五、加工處理步驟；本發(fā)明防火紙具有防火功能較好，應(yīng)用范圍廣泛，制造方法簡易，不需要大幅度改造原有造制紙設(shè)備，使用效果理想。如采用石頭紙的正反面同時涂布阻燃材料，雖然具備一定的正面阻燃性能，但是由于夾心的石頭紙在高溫時能產(chǎn)生側(cè)面滲透燃燒，不能根本解決阻燃問題，因而使用環(huán)保型石頭紙制造墻紙，必須從根本上解決阻燃技術(shù)問題。該技術(shù)領(lǐng)域中涉及石粉制紙、以及阻燃類紙制品的已公開的新的相關(guān)技術(shù)方案較少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種有效提高改善礦石制紙產(chǎn)品的阻燃防火性能的技術(shù)，給技術(shù)主要以添加法實現(xiàn)，即在生產(chǎn)過程中在原料混配時加入阻燃劑。本發(fā)明的發(fā)明目的是通過如下技術(shù)措施實現(xiàn)的其原料及其重量比配比為 55-65%的無機礦物；15-30%聚烯烴；8-18%的阻燃劑，1_5%成膜助劑，以上材料送入高速混合機混合均勻，將混合物料輸送到擠出機混煉膠化制成顆粒，經(jīng)紙膜吹膜機，制成合適厚度的阻燃型石頭紙基材。本發(fā)明的有益效果是在制造石頭紙的原材料組合中加入適量的阻燃劑，使成膜的石頭紙具有阻燃性，使之能用于制造阻燃性墻紙的基膜。由于添加專用阻燃劑，解決以往的石頭紙易燃的缺陷，可以用于阻燃性墻紙的制造，是替代現(xiàn)有的PVC墻紙的理想選擇， 具有廣闊市場前景。
具體實施例方式由板材燃燒機理可以看出，要賦予其以防火阻燃性，必須從以下三方面入手隔離紙面和火焰，阻止火焰在紙面燃燒、蔓延；降低或消耗燃燒環(huán)境中的氧，窒息火焰；降低燃燒區(qū)溫度或采用耐火纖維，阻止紙面熱解。上述目的一般都是通過加入化學(xué)藥品來實現(xiàn)。我們把這種紙張具有阻燃功能的化學(xué)藥品稱為阻燃劑。比較常用的阻燃元素有鹵素、磷、硼、 氮、鋁等。阻燃劑一般通過下面幾種途徑達到阻燃目的。選擇阻燃劑，必須遵循如下原則
不影響現(xiàn)用膠粘劑的物理性能，或用添加了阻燃劑的膠粘劑，其物理性能應(yīng)滿足生產(chǎn)要求。膠粘劑的物理性能包括流態(tài)性、粘著力強度等。所選阻燃劑應(yīng)價廉、易得。阻燃劑工作涉及效應(yīng)屬性分類包括吸熱效應(yīng)、隔離效應(yīng)、稀釋效應(yīng)、抑制效應(yīng)
本發(fā)明的阻燃劑是通過若干機理發(fā)揮其阻燃作用的，如吸熱作用、覆蓋作用、抑制鏈反應(yīng)、不燃氣體的窒息作用等。多數(shù)阻燃劑是通過若干機理共同作用達到阻燃目的。阻燃劑目前主要有有機和無機，鹵素和非鹵。有機是以溴系、氮系和紅磷及化合物為代表的一些阻燃劑，無機主要是三氧化二銻、氫氧化鎂、氫氧化鋁，硅系等阻燃體系?，F(xiàn)在的技術(shù)提出了在制造石頭紙的原材料組合中加入適量的阻燃劑，使成膜的石頭紙具有阻燃性，使之能用于制造阻燃性墻紙的基膜。采用的石頭紙，采用石頭紙的正反面同時涂布阻燃材料，雖然具備一定的正面阻燃性能，但是由于夾心的石頭紙在高溫時能產(chǎn)生側(cè)面滲透燃燒，不能根本解決阻燃問題，因而使用環(huán)保型石頭紙制造墻紙，必須從根本上解決阻燃技術(shù)問題。該技術(shù)領(lǐng)域中涉及石粉制紙、以及阻燃類紙制品的已公開的新的相關(guān)技術(shù)方案較少。本發(fā)明以石粉、助劑、聚烯烴等物質(zhì)為原料的造紙混合物中加入適量的阻燃劑構(gòu)成混合物，從而可以用來制造特殊的阻燃效果的墻紙，這種墻紙改變了以往的石頭紙易燃的缺陷，可用于建筑物的墻面貼合，具有不易燃燒、良好的無煙阻燃性，在水中浸泡而不影響紙的強度，具有無毒、無氣味、成本低等優(yōu)點，可制造出使用性能完全優(yōu)于現(xiàn)有PVC墻紙的阻燃性石頭紙墻紙。本發(fā)明一種阻燃石頭紙，其原料及其重量比配比為55-65%的無機礦物；15_30% 聚烯烴；8-18%的阻燃劑，1-5%成膜助劑，以上材料送入高速混合機混合均勻，將混合物料輸送到擠出機混煉膠化制成顆粒，經(jīng)紙膜吹膜機，制成合適厚度的阻燃型石頭紙基材。本發(fā)明中的原材料選取較為廣泛，比如，無機礦物可以為粉煤灰、礦渣等；阻燃劑可以為含氮和磷元素的復(fù)合阻燃劑。下面將結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明作進一步說明。實施例1
一種阻燃石頭紙，其原料及其配比為64%重量的無機礦物；20%聚乙烯；14%的阻燃劑，洲成膜助劑，以上材料送入高速混合機混合均勻，將混合物料輸送到擠出機混煉膠化制成顆粒，經(jīng)紙膜吹膜機，制成合適厚度的阻燃型石頭紙基材。前述提及的無機礦物為天然碳酸鈣，聚乙烯為低密度或高密度聚乙烯，或它們的混合物。前述提及的阻燃劑為混合物，其中三氧化二銻4%，十溴聯(lián)苯醚DBDPO 10%。三氧化二銻是應(yīng)用最早的阻燃劑，適用于環(huán)氧樹脂、聚氨酯、氯丁橡膠、聚苯乙烯、聚氯乙稀、聚酯等，單獨使用時用量要大，阻燃效果差(除非阻燃物含鹵)，當與鹵素化物 (R. HX)并用時則有良好的協(xié)同效應(yīng)，阻燃效果明顯提高。三氧化二銻呈白色結(jié)晶性粉末。加熱變黃，冷后變白。無氣味。高真空時加熱至 400°C能升華。溶于氫氧化鈉溶液、熱酒石酸溶液、酒石酸氫鹽溶液和硫化鈉溶液，微溶于水、稀硝酸和稀硫酸。相對密度5. 67。熔點655°C。沸點1425°C。半數(shù)致死量(大鼠，經(jīng)口)>20G/kG。有致癌可能性。三氧化二銻是應(yīng)用最早的阻燃劑，適用于環(huán)氧樹脂、聚氨酯、氯丁橡膠、聚苯乙烯、聚氯乙稀、聚酯等，單獨使用時用量要大，阻燃效果差(除非阻燃物含鹵)，當與鹵素化物 (R. HX)并用時則有良好的協(xié)同效應(yīng)，阻燃效果明顯提高。實施例2
一種阻燃石頭紙，其原料及其配比為58%重量的無機礦物；25%聚烯烴；15%的阻燃劑，洲成膜助劑，以上材料送入高速混合機混合均勻，將混合物料輸送到擠出機混煉膠化制成顆粒，經(jīng)紙膜吹膜機，制成合適厚度的阻燃型石頭紙基材。前述提及的無機礦物為天然碳酸鈣和硅藻土的混合物，聚烯烴為低密度或高密度聚乙烯、聚丙烯，或它們的混合物。前述提及的阻燃劑為氫氧化鎂阻燃劑。煅燒堿式氯化鎂阻燃劑可通過以一定濃度的MgCl2水溶液和氧化鎂在80°C 下反應(yīng)池制得堿式氯化鎂，將它在350 °C鍛燒池即得該阻燃劑，其分子式為 2Mg0 · 1. 93MgCl2 · 5. 4H20。由TGA — DTA結(jié)果表明，該阻燃劑的熱穩(wěn)定性好，在400°C以下，基本無熱分解。將它以35Phr 50Phr填充尼龍66、PET和乙烯一四氟乙烯(E/TFE) 時，所得材料具有十分優(yōu)良的阻燃性能，氧化指數(shù)在35 76之間。材料的加工性能也較為良好。反應(yīng)放出H2O并生成熔點較低、能夠氣化的鹵化銻，起稀釋可燃性氣體的作用。同時他的相對密度較大，覆蓋于高分子材料表面隔絕空氣，能促進炭化反應(yīng)，降低燃燒系統(tǒng)的溫度，能捕捉燃燒過程中氣相里游離的H0.和H.，從而抑制燃燒。實際上三氧化二銻是普遍使用的阻燃劑協(xié)效劑，與鹵素化物之比以3:1最佳。實施例3
一種阻燃石頭紙，其原料及其配比為63%重量的無機礦物；25%聚烯烴；10%的阻燃劑，洲成膜助劑，以上材料送入高速混合機混合均勻，將混合物料輸送到擠出機混煉膠化制成顆粒，經(jīng)紙膜吹膜機，制成合適厚度的阻燃型石頭紙基材。前述提及的無機礦物為云母粉或硅石粉，聚烯烴為低密度或高密度聚乙烯、聚丙烯，或它們的混合物。前述提及的阻燃劑為磷氮阻燃母粒。
權(quán)利要求
1.阻燃石頭紙生產(chǎn)方法，其特征是其原料及其重量比配比為55-65%的無機礦物； 15-30%聚烯烴；8-18%的阻燃劑，1-5%成膜助劑，以上材料送入高速混合機混合均勻，將混合物料輸送到擠出機混煉膠化制成顆粒，經(jīng)紙膜吹膜機，制成合適厚度的阻燃型石頭紙基材。
2.如權(quán)利要求1所述的阻燃石頭紙生產(chǎn)方法，其特征在于，其原料及其配比為64%重量的無機礦物；20%聚乙烯；14%的阻燃劑，洲成膜助劑，以上材料送入高速混合機混合均勻，將混合物料輸送到擠出機混煉膠化制成顆粒，經(jīng)紙膜吹膜機，制成合適厚度的阻燃型石頭紙基材。
3.如權(quán)利要求2所述的阻燃石頭紙生產(chǎn)方法，其特征在于，無機礦物為天然碳酸鈣，聚乙烯為低密度或高密度聚乙烯，或它們的混合物；阻燃劑為混合物，其中三氧化二銻4%， 十溴聯(lián)苯醚DBDPO :10%。
4.如權(quán)利要求1所述的阻燃石頭紙生產(chǎn)方法，其特征在于，其原料及其配比為58% 重量的無機礦物；25%聚烯烴；15%的阻燃劑，洲成膜助劑，以上材料送入高速混合機混合均勻，將混合物料輸送到擠出機混煉膠化制成顆粒，經(jīng)紙膜吹膜機，制成合適厚度的阻燃型石頭紙基材。
5.如權(quán)利要求4所述的阻燃石頭紙生產(chǎn)方法，其特征在于，無機礦物為天然碳酸鈣和硅藻土的混合物，聚烯烴為低密度或高密度聚乙烯、聚丙烯，或它們的混合物；阻燃劑為氫氧化鎂阻燃劑。
6.如權(quán)利要求1所述的阻燃石頭紙生產(chǎn)方法，其特征在于，其原料及其配比為63%重量的無機礦物；25%聚烯烴；10%的阻燃劑，洲成膜助劑，以上材料送入高速混合機混合均勻，將混合物料輸送到擠出機混煉膠化制成顆粒，經(jīng)紙膜吹膜機，制成合適厚度的阻燃型石頭紙基材。
7.如權(quán)利要求6所述的阻燃石頭紙生產(chǎn)方法，其特征在于，無機礦物為云母粉或硅石粉，聚烯烴為低密度或高密度聚乙烯、聚丙烯，或它們的混合物；阻燃劑為磷氮阻燃母粒。
8.如權(quán)利要求1所述的阻燃石頭紙生產(chǎn)方法，其特征在于，無機礦物可以為粉煤灰、礦渣。
9.如權(quán)利要求1所述的阻燃石頭紙生產(chǎn)方法，其特征在于，阻燃劑為含氮和磷元素的復(fù)合阻燃劑。
全文摘要
阻燃石頭紙生產(chǎn)方法，其原料及其重量比配比為55-65%的無機礦物；15-30%聚烯烴；8-18%的阻燃劑，1-5%成膜助劑，以上材料送入高速混合機混合均勻，將混合物料輸送到擠出機混煉膠化制成顆粒，經(jīng)紙膜吹膜機，制成合適厚度的阻燃型石頭紙基材。由于添加專用阻燃劑，解決以往的石頭紙易燃的缺陷，可以用于阻燃性墻紙的制造，是替代現(xiàn)有的PVC墻紙的理想選擇，具有廣闊市場前景。
文檔編號C08K5/06GK102417645SQ20111023498
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月17日
發(fā)明者王根寶 申請人:上海石美實業(yè)有限公司