一种阻燃石头纸及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种阻燃石头纸，包括以下重量份数的原料：碳酸钙粉末65～70份，超细矿渣粉5～10份，低密度聚乙烯15～20份，改性氯化聚乙烯3～5份，十二烷基硫酸钠3～5份，偶联剂1～3份，阻燃剂0～3份，DOP 1份，硬脂酸锌1份，抗氧剂10101份，聚乙烯蜡1份，聚乙烯醇0～1份。改性氯化聚乙烯是通过索氏提取法得到的多孔氯化聚乙烯，可以容纳纳米碳酸钙，以稀释碳酸钙降低阻燃的效果。本发明专利技术中氯化聚乙烯添加量不足总质量的4％，即起到良好的阻燃效果，又能降低卤素在燃烧时的危害。本发明专利技术的石头纸不仅氧指数高，阻燃性能好；其机械强度和耐折性也较高。能广泛用于各类阻燃场合。

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃石头纸及其制造方法
本专利技术涉及石头纸
，具体涉及一种阻燃石头纸及其制造方法。
技术介绍
石头纸并不是传统意义上的植物纤维(木浆)纸，也不是薄膜塑胶(合成)纸。石头纸是以地壳中丰富的矿产资源和高分子聚合物(主要是聚烯烃)为主要原材料，另加多种辅助原料，利用高分子填充改性技术，经过混炼挤压成型制成的现代环保纸。它继承了合成纸的优点，并加以创新实现了3R原则(Reduce，Reuse，Recycle)，即节约，重复利用，循环使用原则，这是造纸工业的一次变革，新型的环保型石头纸，石头纸做成的纸板后作成纸箱，将具有传统纸板所不具有的优点：抗压强度大，耐潮防水，耐腐蚀，不脱色等。尽管石头纸各方面性能优良，其中的填料也有一定的稀释阻燃的功能，并且其中添加了20％～30％的有机聚合物(多为聚烯烃)，有机聚合物的熔点和氧指数很低，尤其是聚烯烃，熔点仅为100～180℃，氧指数为17～18，极易引燃导致火灾。石头纸的氧指数很低，使石头纸极易燃烧，且燃烧时伴随着浓烟和熔滴，防火安全性比较差。为了安全环保地使用石头纸，满足人们的生活需求，急需对石头纸的防火阻燃性能进行改进。
技术实现思路
针对上述现有技术，本专利技术的目的是提供一种阻燃石头纸。本专利技术在不增加阻燃剂用量的前提下，可以提高石头纸的氧指数，机械性能及耐折次数。降低阻燃石头纸的生产成本，适合广泛使用。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术的第一方面，提供一种阻燃石头纸，包括以下重量份数的原料：碳酸钙粉末65～70份，超细矿渣粉5～10份，低密度聚乙烯15～20份，改性氯化聚乙烯3～5份，十二烷基硫酸钠3～5份，偶联剂1～3份，阻燃剂0～3份，DOP1份，硬脂酸锌1份，抗氧剂10101份，聚乙烯蜡1份，聚乙烯醇0～1份。优选的，所述碳酸钙粉末包括以下粒径的原料：粒径60～80nm15～20份，粒径1～10μm50份；所述超细矿渣粉的粒径为1～13μm。优选的，所述改性氯化聚乙烯由以下方法制备：(1)将聚乳酸和氯化聚乙烯分别干燥；将干燥后的聚乳酸、氯化聚乙烯进行混炼，冷却至室温；(2)将上述冷却后的混合物经熔融压片制备得到薄膜；(3)将步骤(2)得到薄膜用索氏特抽提法抽提，抽提聚乳酸，抽提结束后对薄膜进行烘干，得到改性氯化聚乙烯。更为优选的，步骤(1)中，所述聚乳酸和氯化聚乙烯的质量比为1：(1～2)；所述混炼温度为170～200℃，时间为5～10min。更为优选的，步骤(2)中，所述熔融压片为170～200℃下热压1～3min后转淬火。更为优选的，步骤(3)中，所述：所述索氏提取的提取温度为40～150℃，提取时间为6～12小时。优选的，所述偶联剂包括铝酸酯和A-172；其质量比为(5～10):1。优选的，所述阻燃剂选自磷系阻燃剂、氮系阻燃剂和无机阻燃剂中的一种或多种。更为优选的，所述磷系阻燃剂为磷酸三苯酯，所述氮系阻燃剂为McA，所述无机阻燃剂选自氧化锑、氢氧化镁或氢氧化铝。本专利技术的第二方面，提供上述阻燃石头纸的制备方法，包括以下步骤：(1)称取各原料进行干燥；(2)将铝酸酯总质量的1/4～1/3加入到粒径为60～80nm的碳酸钙粉末和改性氯化聚乙烯加入到密炼机中密练，密练完成后再放进行混练，得到混合物；(3)将步骤(2)得到的混合物与其他原料混合进行混炼、成型得到阻燃石头纸。优选的，步骤(1)中，所述密练温度为190～200℃，时间为5～10min；所述混炼的温度为160～180℃，混炼时间为20～30min。优选的，步骤(2)中，所述混炼的温度为160～180℃，混炼时间为20～30min。优选的，步骤(2)中，所述成型的方法为压延成型或流延成型。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术的阻燃石头纸，通过加入改性氯化聚乙烯(CPE)可以有效减少阻燃剂的用量，降低阻燃石头纸的成本。同时，通过改性得到多孔CPE，使纳米碳酸钙可以嵌入到多孔CPE中，从而降低碳酸钙对阻燃的稀释。(2)本专利技术可根据石头纸的应用场合，选择不同的阻燃剂，或者将各阻燃剂之间配合使用，以达到不同的阻燃等级。(3)本专利技术的石头纸不仅氧指数高，阻燃性能好；其机械强度和耐折性也较高。能广泛用于各类阻燃场合。还可以作为包装、装饰用纸；快递纸盒纸箱；手提袋、标签纸等使用。印刷效果好，纸面平整光滑，不易变形。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。正如
技术介绍
部分介绍的，石头纸中的有机聚合物的熔点和氧指数很低，尤其是聚烯烃，熔点仅为100～180℃，氧指数为17～18，极易引燃导致火灾。并且石头纸中含有大量碳酸钙粉末，进一步稀释了石头纸的阻燃效果。基于此，本专利技术的目的是提供一种阻燃石头纸，包括以下重量份数的原料：碳酸钙粉末65～70份，超细矿渣粉5～10份，低密度聚乙烯15～20份，改性氯化聚乙烯3～5份，十二烷基硫酸钠3～5份，偶联剂1～3份，阻燃剂0～3份，DOP1份，硬脂酸锌1份，抗氧剂10101份，聚乙烯蜡1份，聚乙烯醇0～1份。聚乙烯的氧指数较低，一般为17～18之间，其燃烧等级为HB；而一般石头纸中碳酸钙含量占65％以上，更进一步稀释了石头纸的阻燃性。所以需要加大大量阻燃剂，如果加入无卤阻燃剂，无卤阻燃剂的用量在50～60％以上才能达到阻燃效果。大大增加了石头纸的成本，为了降低石头纸中阻燃剂的用量，本申请加入少量CPE，并对其进行改性处理。CPE虽然含有卤素，但其氧指数极高，一般在45～49之间，燃烧等级也非常高。可以与阻燃剂中的氧化锑形成卤-锑协同效应进行高效阻燃。但卤元素会在燃烧时释放有害物质，对人体和环境造成危害，但专利技术人发现CPE的加入可以提高石头纸的阻燃性、机械性能及耐折性。所以，需要控制CPE的用量，使CPE用量控制在4％以内，则石头纸中的卤素含量极低，使其危害可以忽略不计。另外，为了降低碳酸钙对石头纸阻燃性的稀释，专利技术人对CPE进行改性，通过和聚乳酸共混，再经过索氏提取，得到多孔CPE。多孔CPE与粒径60～80nm的碳酸钙粉末共混，使碳酸钙粉末嵌入到多孔CPE中，利用CPE的高阻燃性，保护嵌入到多孔CPE中的碳酸钙粉末，使这一部分碳酸钙粉末对石头纸阻燃性的稀释可以降到最低甚至忽略不计。此外，铝酸酯偶联剂的加入可以改善碳酸钙粉末和超细矿渣粉的亲水性，使其转变为憎水性，有利于后期在石头纸上的油墨印刷。聚乙烯醇可以作为碳酸钙和超细矿渣粉的粘结剂，改善石头纸的平滑性、光滑性差和易变形等缺点。矿渣粉为炼铁厂在高炉冶炼生铁时所得到的以硅铝酸钙为主要成分的熔融物，成本低廉，也可以不加聚乙烯醇，矿渣粉作为粘结剂提高石头纸的致密性。阻燃剂可以根据石头纸的阻燃等级进行复配，除了卤-锑协同阻燃，还可以加入了磷系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻燃石头纸，其特征在于，包括以下重量份数的原料：/n碳酸钙粉末65～70份，超细矿渣粉5～10份，低密度聚乙烯15～20份，改性氯化聚乙烯3～5份，十二烷基硫酸钠3～5份，偶联剂1～3份，阻燃剂0～3份，DOP 1份，硬脂酸锌1份，抗氧剂1010 1份，聚乙烯蜡1份，聚乙烯醇0～1份。/n

【技术特征摘要】
1.一种阻燃石头纸，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
碳酸钙粉末65～70份，超细矿渣粉5～10份，低密度聚乙烯15～20份，改性氯化聚乙烯3～5份，十二烷基硫酸钠3～5份，偶联剂1～3份，阻燃剂0～3份，DOP1份，硬脂酸锌1份，抗氧剂10101份，聚乙烯蜡1份，聚乙烯醇0～1份。


2.根据权利要求1所述的阻燃石头纸，其特征在于，所述碳酸钙粉末包括以下粒径的原料：粒径60～80nm15～20份，粒径1～10μm50份；所述超细矿渣粉的粒径为1～13μm。


3.根据权利要求1所述的阻燃石头纸，其特征在于，所述改性性氯化聚乙烯由以下方法制备：
(1)将聚乳酸和氯化聚乙烯分别干燥；将干燥后的聚乳酸、氯化聚乙烯进行混炼，冷却至室温；
(2)将上述冷却后的混合物经熔融压片制备得到薄膜；
(3)将步骤(2)得到薄膜用索氏特抽提法抽提，抽提聚乳酸，抽提结束后对薄膜进行烘干，得到改性氯化聚乙烯。


4.根据权利要求3所述的阻燃石头纸，其特征在于，步骤(1)中，所述聚乳酸和氯化聚乙烯的质量比为1：(1～2)；所述混炼温度为170～200℃，时间为5～10min。


5.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱涛，曲丽娜，张静，李红燕，
申请(专利权)人：济南鲁新新型建材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37