[發明專利]一種磷硼雜鏈預聚物嵌段聚氨酯水性共聚物紙張阻燃施膠劑的制備方法

在審

• 申請號: 202011310725.2
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112458793A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 杜少輝;崔錦峰;閆銀鵬;郭潤蘭;張建茂;李婷;郭軍紅;李虎林;周應萍;楊保平;田力;慕波
• 申請（專利權）人: 靜寧縣恒達有限責任公司;蘭州理工大學
• 主分類號: D21H21/16
• 分類號: D21H21/16
• 代理公司: 濟南鼎信專利商標代理事務所(普通合伙) 37245
• 代理人: 曹玉琳

本發明涉及一種磷硼雜鏈預聚物嵌段聚氨酯水性共聚物紙張阻燃施膠劑的制備方法；所述共聚物的結構式如式(1)所示：本發明通過分子設計與合成將磷硼阻燃元素和親水基團以化學鍵形式鍵接于聚合物分子結構之中，得到水性磷硼雜鏈嵌段共聚物，并用該聚合物制備適合紙張漿內施膠和表面施膠的施膠劑。采用本發明的施膠劑對紙張進行表面輥涂施膠后，紙張阻燃性能達到GB/T14656?2009標準規定的阻燃級別，同時施膠紙張的強度、抗水性均得到了增強。

技術領域

本發明涉及紙張阻燃施膠劑技術領域，具體涉及一種磷硼雜鏈預聚物嵌段聚氨酯水性共聚物紙張阻燃施膠劑的制備方法。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

紙張材料屬于天然有機高分子材料，其主要成分為植物纖維素[通式為(C₆H₁₀O₅)n]。紙張的燃點在130℃左右，極限氧指數(LOI)僅為15左右，屬于易燃物，遇火易燃，在使用過程中存在火災隱患，紙品阻燃防火一直受到國內外科技工作者和工程技術人員的高度重視。紙張阻燃改性的有效方法是在紙張抄紙過程中使用添加阻燃劑，賦予紙張阻燃防火的功能，阻燃劑使用方式和其他造紙化學品一樣，可采取紙漿內添加，也可以采取表面施膠。

研究表明，鹵素(X)、磷(P)、硼(B)、氮(N)、硅(Si)等元素在有機材料燃燒過程具有優異的阻燃效果，含X阻燃劑因在燃燒過程中生成高毒性氣體而限用，P、B、N、Si等元素阻燃劑具有無鹵低煙、環保高效的阻燃功能。將P、B、N、Si等元素通過分子設計與合成，合成具有本征阻燃功能的聚合物，是制備無鹵低煙、長效阻燃高分子材料的有效途徑。P、B、N、Si等元素具有不同的阻燃機理和機制，在燃燒過程中，磷元素通過促進碳化成焦的凝聚相阻斷隔離機制和猝滅自由基的氣相失活鈍化機制發揮阻燃效應，硼、硅元素在燃燒過程中生成高穩定性的玻璃層(硼化玻璃、硅化玻璃)，通過玻璃層凝聚相隔離阻斷機制發揮阻燃效應，氮元素在燃燒過程中主要通過降低燃區氧濃度的氣相稀釋機制發揮阻燃功能；在技術應用中，通過分子設計與合成，將兩種或兩種以上不同阻燃機制的元素進行組合，可以達到多種阻燃機制的協同效應。

例如，文獻1公開了一種防潮阻燃瓦楞紙箱的制備方法，在瓦楞紙箱外側面和內壁面均覆蓋有防潮阻燃涂層，所述防潮阻燃涂層由樹脂混料、乙醇水溶液、油脂品、氯化石蠟、防潮劑、防火劑及復合穩定劑組成。

再例如，文獻2以二氯磷酸苯酯(PDCP)、硼酸雙甘油酯(DGB)為原料，通過逐步聚合得到磷～硼雜化聚合物(PDCPDGB)，PDCP～DGB與環氧樹脂共混體系經交聯固化制備磷硼元素共雜化環氧樹脂基(PDCP～DGB/EP)阻燃復合材料，結果表明：PDCP～DGB/EP復合材料的殘炭表面得到很好的改善，致密、連續且平整。

本發明人發現：目前的紙張阻燃的現有技術具有如下特點：

①阻燃劑品種方面：無機物居多，有機物較少，前者如硼砂、硼酸、硼酸鋅、氧化銻、磷酸銨等，在紙或紙板阻燃中得到了大量應用。無機阻燃劑的優點是價格低廉，品種較多，其缺點是比重大、用量多、耐水性差、遷移性大，漿內施膠對紙或紙板抄造工藝造成不良影響，導致紙或紙板強度下降、松厚度變差、可塑性變差、印刷適性變劣、耐水性下降、使用安全性不高等。有機阻燃劑如氯化石蠟、四溴雙酚A等，其優點是阻燃效率高、比重小、耐水性好，不足之處是品種少、價格較高、毒性大、含鹵高煙、不耐有機質，因遷移造成包裝物品和周圍環境的污染，發生火災時因含鹵高煙會造成更大的環境污染。