[發(fā)明專利]一種有機(jī)改性水滑石類紙張阻燃劑的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910247061.0
• 申請(qǐng)日: 2019-03-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109989294A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邢仁衛(wèi);楊志勇;周燕;彭翠翠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濰坊科技學(xué)院
• 主分類號(hào): D21H21/34
• 分類號(hào): D21H21/34;D21H17/69
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發(fā)明公開(kāi)了一種有機(jī)改性水滑石類紙張阻燃劑的制備方法，包括以下步驟：(1)將鎂鹽和鋁鹽溶于水中配制成混合鹽溶液，將氫氧化鈉和碳酸鈉溶于水中配制成混合堿溶液；(2)將混合堿溶液和混合鹽溶液用恒壓漏斗同時(shí)緩慢滴加到反應(yīng)容器中，滴加過(guò)程中保持反應(yīng)容器中的溶液pH值在10?11左右，滴加完畢后，攪拌反應(yīng)1.0h；(3)升溫到80℃，向反應(yīng)容器中加入陽(yáng)離子聚合物，80℃恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)1.0h，然后加入用乙醇溶解的偶聯(lián)劑攪拌反應(yīng)2.0h，停止攪拌保溫18.0h；(4)將保溫后的產(chǎn)物進(jìn)行自然冷卻，將冷卻之后所得的漿液過(guò)濾、洗滌、干燥即可。本發(fā)明的有機(jī)改性水滑石類紙張阻燃劑水滑石不易團(tuán)聚，能有效的提高水滑石與紙張纖維的吸附性和留著率，應(yīng)用前景好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于阻燃材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種有機(jī)改性水滑石類紙張阻燃劑的制備方法。

背景技術(shù)

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，日益增長(zhǎng)的環(huán)境問(wèn)題和石油資源的枯竭越來(lái)越引起人們對(duì)使用天然和可再生資源替代石油產(chǎn)品的需求的關(guān)注。從木材和棉花中獲得的纖維素是我們最豐富的天然聚合物。木基纖維素在一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)一直是制漿造紙工業(yè)的主要原料。紙可以被描述為由紙漿纖維的稀水懸浮液形成的三維纖維網(wǎng)絡(luò)，并且它被認(rèn)為是可生物降解的、可回收的、廉價(jià)的材料。正是由于這些原因，紙和纖維網(wǎng)絡(luò)在許多應(yīng)用領(lǐng)域如波紋纖維板、包裝材料、印刷基板、清潔和衛(wèi)生產(chǎn)品。盡管纖維素纖維有許多優(yōu)點(diǎn)，但其高度易燃性是限制其應(yīng)用的一個(gè)顯著缺點(diǎn)，許多研究集中在改善棉和纖維素材料的阻燃性能上。在造紙過(guò)程中或作為紙的后處理，在纖維壁的大部分中加入阻燃添加劑后，紙基產(chǎn)品顯示出降低的易燃性。最廣泛使用的添加劑包含元素如磷、鹵素和硼，或無(wú)機(jī)化合物如硅酸鹽、氫氧化物和水滑石。

水滑石是一種陰離子層狀無(wú)機(jī)功能材料，也稱為層狀雙金屬氫氧化物(LDHs)，其層狀金屬陽(yáng)離子和夾層陰離子可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，廣泛應(yīng)用于催化，吸附劑，熱穩(wěn)定劑，阻燃等領(lǐng)域。當(dāng)LDHs用作阻燃劑時(shí)，與傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)阻燃劑和鹵化阻燃劑相比，它不僅具有高阻燃效率，而且還具有無(wú)毒，無(wú)鹵素和抑煙作用，它也被稱為新一代環(huán)保型阻燃劑。因此，可以將其應(yīng)用到紙張中用作添加劑，既可以起到阻燃作用，又可以提高紙張的白度，但因?yàn)樗苋菀讏F(tuán)聚，與纖維的吸附性差，留著率低的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明通過(guò)一種有機(jī)改性水滑石類紙張阻燃劑的制備方法，以解決水滑石很容易團(tuán)聚，與紙張纖維之間吸附性差、留著率低的技術(shù)問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種有機(jī)改性水滑石類紙張阻燃劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)將鎂鹽和鋁鹽溶于水中配制成混合鹽溶液，將氫氧化鈉和碳酸鈉溶于水中配制成混合堿溶液；

(2)將步驟(1)制備的混合堿溶液和混合鹽溶液用恒壓漏斗同時(shí)緩慢滴加到反應(yīng)容器中，滴加過(guò)程中保持反應(yīng)容器中的溶液pH值在10-11左右，滴加完畢后，攪拌反應(yīng)1.0h；

(3)升溫到80℃，向反應(yīng)容器中加入陽(yáng)離子聚合物，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)1.0h，然后加入用乙醇溶解的偶聯(lián)劑攪拌繼續(xù)反應(yīng)2.0h，停止攪拌，在80℃下保溫18.0h；

(4)將步驟(3)保溫后的產(chǎn)物進(jìn)行自然冷卻，將冷卻之后所得的漿液過(guò)濾，去離子水洗滌2-3次，所得濾餅進(jìn)行干燥，即制得有機(jī)改性水滑石類紙張阻燃劑粉末樣品。

優(yōu)選的，步驟(1)中的Mg²⁺與Al³⁺的摩爾比為1:1或2:1或3:1。

優(yōu)選的，步驟(1)中的鎂鹽為硝酸鎂、氯化鎂、硫酸鎂的一種或多種；

優(yōu)選的，步驟(1)中的鋁鹽為硝酸鋁、氯化鋁、硫酸鋁的一種或多種；

優(yōu)選的，步驟(2)中，鹽溶液和堿溶液的滴加速度為1.0mL/min。