[发明专利]一种反应型阻燃植物纤维及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种反应型阻燃植物纤维及其制备方法和应用，涉及阻燃材料领域。本发明以三聚氰胺、聚磷酸为原料，以乙醇为介质，首先合成了三聚氰胺多聚磷酸酯；然后以植物纤维浆为原料，采用三聚氰胺多聚磷酸酯为反应型阻燃剂，以过硫酸盐为引发剂，通过接枝反应制得了所述的反应型阻燃植物纤维。本发明将自制反应型阻燃剂与植物纤维中的组分发生接枝反应，使阻燃剂真正成为了植物纤维的一部分，从而赋予植物纤维长期持久的阻燃效果，因此将其用于制备阻燃纸基材料时，在保证阻燃性的同时，还可提高纸基材料的物理强度。另外，本发明工艺简单、生产成本低，且阻燃接枝改性后的废液可用于配制阻燃表面施胶液，不造成环境污染，市场应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及阻燃材料领域，更具体地说，本发明涉及一种反应型阻燃植物纤维及其制备方法和应用。

背景技术

随着社会的发展，植物纤维阻燃纸的用途越来越广，如制造建筑和装饰材料、包装材料、空气过滤材料、电器绝缘材料、航空航天材料等。

众所周知，植物纤维是一种易燃物质。各种植物纤维纸基材料，包括间壁纸板等建筑材料、壁纸等室内纸质装饰材料、纸箱等纸包装材料是引起火灾的一类易燃材料，一直都是消防工作的重点。随着社会的发展，越来越多的领域中要用到阻燃纸基材料，如作为建筑材料、装饰材料、包装材料和汽车过滤材料等。对植物纤维纸进行阻燃处理可以降低火灾隐患、延缓火焰的蔓延速度或趋势，减少火灾中的人员伤亡和财产损失。阻燃处理后的植物纤维纸一般较难引燃或引燃时间长，能够抑制火焰的传播，其热释放速率也较低，被引燃的纸张可以自熄，或者可以延长闪燃时间，这样就给人员疏散和财产抢救等提供了更多的时间。

目前很多阻燃纸的缺点是阻燃功能持久性不长，许多添加型阻燃剂以纸中会受到光、热、水分等的作用，会发生一系列的物理、化学变化，从而使阻燃剂的功效降低，造成纸张的阻燃性能降低或消失。现有技术中纸张阻燃常用的含氮、含磷类有机无机阻燃剂及氢氧化铝、氢氧化镁、水滑石等填料类阻燃剂均通过浆内或表面添加阻燃的方法来实现纸张的阻燃，但一般阻燃效率较低，需要加入大量的阻燃剂才有阻燃效果。其带来的问题：一是阻燃成本高；二是由于加入量大，将严重削弱纸页本身的物理强度，降低了纸或纸板的使用性能；三是增加了纸页的灰分，增加了纸机设备的磨损，增加了维护保养的费用，影响纸机运行效率。

基于上述理由，提出本申请。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种反应型阻燃植物纤维及其制备方法和应用。

为达到上述一个目的，本发明采取的技术方案是：

一种反应型阻燃植物纤维的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将乙醇加入反应器中，然后在搅拌条件下依次向反应器中加入三聚氰胺、聚磷酸，溶解完全后将体系升温至65～75℃反应5～6h，再在75℃条件下保温反应8～10h，最后真空干燥8～10h，得到三聚氰胺多聚磷酸酯；

(2)按配比将植物纤维浆、过硫酸盐引发剂加入另一反应器中，加热升温至80～90℃搅拌0.5～1h，然后向反应器中加入步骤(1)制得的三聚氰胺多聚磷酸酯，再在80～90℃条件下恒温搅拌反应12～15h，反应结束后，取出纤维，最后清洗、干燥，得到接枝改性的阻燃植物纤维。

进一步，上述技术方案，步骤(1)所述乙醇、三聚氰胺、聚磷酸的质量份数比为1：0.1～0.2：0.1～0.2。

进一步，上述技术方案，步骤(2)所述植物纤维浆采用质量份数比为1：0.5～1.0的针叶木浆和阔叶木浆为原料，用PFI盘磨机混合磨浆后制得。

优选地，上述技术方案，所述植物纤维浆的浓度为10～15wt％。

优选地，上述技术方案，所述盘磨机磨浆转速为转数5000～10000r/min。