[發明專利]一種低毒煙量的生物基納米阻燃紙的制備方法

在審

• 申請號: 202110292313.9
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN113123157A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 楊磊;沈維
• 申請（專利權）人: 南京安堤特種材料有限公司
• 主分類號: D21C1/00
• 分類號: D21C1/00;D21C1/06;D21H17/67;D21H21/34
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 錢超

本發明公開了一種低毒煙量的生物基納米阻燃紙的制備方法，以生物基纖維素為主要原料，以過渡態金屬硫化物為納米阻燃添加劑，以三氧化鉬為高效抑煙劑，經化學交聯，成功制備出低毒煙量的生物基納米阻燃紙。本方法不僅賦予生物基纖維素優異的阻燃特性，同時可顯著降低過渡態金屬硫化物作為阻燃添加劑所導致的有毒硫氧化物煙霧過量的問題。通過測試可知，本發明制備的生物基納米阻燃紙的燃燒煙霧濃度和硫氧化物濃度較未添加三氧化鉬的阻燃紙均顯著降低，體現出較高的使用安全性，可大幅度降低火災現場窒息或中毒風險。

技術領域

本發明屬于生物基納米阻燃材料制備領域，具體涉及一種低毒煙量的生物基納米阻燃紙的制備方法。

背景技術

隨中國城市化進程的推進，城市人口密度和生活耗能顯著增加，城市高層建筑和人口居住密度顯著增加，從而導致高層建筑火災防護風險顯著增加。然而傳統家裝材料多屬于易燃性材料，廣泛使用加劇火災隱患，因此提升家裝材料的阻燃性對傳統家裝材料的大規模應用極為關鍵。家裝材料的阻燃性改良主要通過以下方式實現：1、直接在家裝材料中添加阻燃添加劑；2、在家裝材料表面增加阻燃材料層。其中第1種改良方法易改變家裝材料自身性能，因而改良結果可控性比較吵。而第2種改良方法是在家裝材料表面增加阻燃材料層(阻燃紙層、阻燃涂料層、阻燃膜層)，此方法對家裝材料本身性能影響較小。阻燃紙因具備結構均勻、性能穩定、運輸方便等優勢已在家裝材料阻燃改性方面廣泛應用。

目前阻燃紙的生產主要通過在紙漿中添加阻燃劑實現阻燃目的，但某些阻燃劑在阻燃過程中易形成有毒性氣體產物，危害人類生命。據統計，火災中有毒煙霧導致的窒息死亡占火災致死率的80％以上，因而如何降低家裝材料燃燒過程中的有毒煙霧釋放量亦是降低火災死亡率的重要手段。隨著納米科技快速發展，納米阻燃材料作為新型阻燃添加劑，在極低用量下即可達到較優的阻燃性能。二維片狀材料因其優異的比表面積、界面結合力和較高的熱解溫度已作為納米阻燃添加劑被廣泛應用。過渡金屬硫化物納米片因其較高的阻燃溫度，已被作為最具潛力納米阻燃添加劑在防火氣凝膠、防火塑料等產品中應用。然而過渡金屬硫化物中硫元素占比較高，在阻燃過程中氧化產生SO、SO₂和SO₃等有毒氣體，容易導致毒性窒息死亡。

本專利以天然植物來源的納米纖維素為骨架結構，在纖維素骨架表面包裹過渡金屬硫化物納米片(如二硫化鉬、二硫化鎢、三硫化鉬等)納米片阻燃層，同時輔以三氧化鉬納米片為高效抑煙劑，可有效降低過渡金屬硫化物納米片在阻燃過程中有毒氣體產物的釋放。本專利涉及的阻燃納米紙可生物降解，生產過程綠色環保，阻燃過程低有毒煙霧產生，具備較好的環境友好性，可用于家裝材料的阻燃改性。

發明內容

解決的技術問題：針對上述現有的過渡態金屬硫化物作為高效納米阻燃劑在阻燃過程中會產生硫氧化物等有毒氣體等技術問題，為了解決這個問題，本發明開發了一種低毒煙量、高效阻燃的生物基納米阻燃紙的制備方法。

技術方案：

一種低毒煙量的生物基納米阻燃紙的制備方法，以生物基纖維素為骨架結構，過渡金屬硫化物納米片為納米阻燃添加劑，三氧化鉬納米片為高效抑煙劑，從而制備出低毒煙量的納米阻燃紙。

進一步的，所述生物基納米阻燃紙中組成部分按質量份數配比稱取骨架結構60-85份、納米阻燃添加劑13-30份、高效抑煙劑2-10份。

進一步的，所述生物基纖維素是納米微晶纖維素、納米纖維素和細菌納米纖維素中的一種或幾種組合物。

進一步的，所述過渡態金屬硫化物納米片包括二硫化鉬納米片、三氧化鉬納米片、二硫化鎢納米片中的一種或幾種組合物。

進一步的，所述低毒煙量的生物基納米阻燃紙中添加三氧化鉬納米片作為高效抑煙劑。

進一步的，所述三氧化鉬納米片由鉬酸銨微波煅燒獲得，其微波功率600～700W，煅燒溫度為500～600℃，煅燒時間3-8min。。