镁铝水滑石制备阻燃纸的研究

论文摘要

本论文研究了制备阻燃纸的三种工艺：浆内添加法、涂布法和利用涂布工艺在阻燃原纸上涂布制备阻燃纸,其中阻燃原纸是利用细胞腔填充技术在纸浆纤维中原位合成镁铝水滑石制备的。以上三种方法都使用镁铝水滑石为主的阻燃体系,前两种方法对所选的阻燃剂进行有效地组合,最终确定最佳的阻燃剂体系。第三种方法研究阻燃原纸的抄造工艺,主要考察不同浆种配比、打浆度和加填量对纸张阻燃性能的影响。实验结果表明,浆内添加法制备的纸张阻燃性能不佳,其阻燃性能未能达到GB/T14656-2009中所规定的阻燃纸燃烧性能要求。涂布法制备的纸张阻燃性能较好,达到了阻燃纸燃烧性能要求。聚磷酸钱和红磷都是一种添加量小但效果十分明显的增效阻燃剂,但是聚磷酸铵和镁铝水滑石互配使用的效果不佳,在镁铝水滑石阻燃体系中,聚磷酸铵的作用不如红磷。镁铝水滑石和红磷具有良好的协效作用,当镁铝水滑石用量90份、红磷用量10份时,纸张的阻燃性能好,此时炭化长度、续燃时间和灼燃时间分别为50.9mm、1.5s和4.1s。使用廉价的氢氧化镁和氢氧化铝部分替代镁铝水滑石制备的纸张阻燃性能有一定程度的降低,但其阻燃性能仍符合GB/T14656-2009中所规定的阻燃纸燃烧性能要求。当氢氧化镁和氢氧化铝替代40%的镁铝水滑石时,纸张的阻燃性能较好,炭化长度、续燃时间和灼燃时间分别为80.9mm、3.1s和2.3s；纸张的阻燃性能随着涂布量的增加先提高后下降,当涂布量达到43g/m2左右时,炭化长度为50.9mm,此时纸张的阻燃性能最佳。采用第三种方法制备的纸张阻燃性能最好。当漂白硫酸盐针叶木浆（SBKP）与漂白化学热磨机械浆（BCTMP）的配比为3:7;SBKP打浆度为45°SR、BCTMP打浆度为41°SR；加填量为30%时,抄造的阻燃原纸配合涂布法制备的纸张阻燃性能最好,此时纸张的炭化长度、续燃时间和灼燃时间分别为40.3mm、2.1s和2.2s。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 阻燃纸的研究背景
• 1.2 阻燃纸的阻燃原理
• 1.2.1 纸质材料的易燃性
• 1.2.2 纸质材料的燃烧机理
• 1.2.3 阻燃纸阻燃机理
• 1.3 阻燃纸的加工方法
• 1.3.1 利用无机纤维为原料直接抄造
• 1.3.2 浆内添加法
• 1.3.3 浸渍法
• 1.3.4 涂布法
• 1.3.5 喷雾法
• 1.4 阻燃剂的分类及发展状况
• 1.4.1 卤系阻燃剂
• 1.4.2 磷系阻燃剂
• 1.4.3 锑系阻燃剂
• 1.4.4 硼系阻燃剂
• 1.4.5 无机阻燃剂
• 1.5 镁铝水滑石
• 1.5.1 镁铝水滑石的结构
• 1.5.2 镁铝水滑石的特性
• 1.5.3 镁铝水滑石的制备
• 1.5.4 镁铝水滑石的应用
• 1.6 阻燃纸的开发现状
• 1.6.1 包装材料
• 1.6.2 建筑和装饰材料
• 1.6.3 其他方面的应用
• 1.7 阻燃纸的产品特性
• 1.8 阻燃纸的发展趋势
• 1.9 本论文研究目的及内容
• 1.9.1 本论文研究目的
• 1.9.2 本论文研究内容
• 2 材料与方法
• 2.1 实验药品
• 2.2 实验仪器
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 浆内添加法制备阻燃纸
• 2.3.2 涂布法制备阻燃纸
• 2.3.3 基于镁铝水滑石原位合成制备阻燃纸
• 2.3.4 阻燃纸阻燃性能的测定
• 2.3.5 阻燃纸物理性能的测定
• 2.3.6 扫描电镜观察
• 3 结果与讨论
• 3.1 浆内添加法制备阻燃纸的研究
• 3.1.1 不同镁铝水滑石添加量对阻燃纸性能的影响
• 3.1.2 镁铝水滑石、红磷配方对阻燃纸性能的影响
• 3.1.3 镁铝水滑石、红磷和三氧化二锑对阻燃纸性能的影响
• 3.1.4 小结
• 3.2 涂布法制备阻燃纸的研究
• 3.2.1 不同阻燃剂配方对阻燃纸性能的影响
• 3.2.2 氧氧化镁、氢氧化铝部分替代镁铝水滑石对阻燃纸性能的影响
• 3.2.3 不同涂布量对阻燃纸阻燃性能的影响
• 3.2.4 小结
• 3.3 基于镁铝水滑石原位合成制备阻燃纸
• 3.3.1 不同浆种配比对阻燃纸性能的影响
• 3.3.2 不同打浆度对阻燃纸性能的影响
• 3.3.3 不同加填量对阻燃纸阻燃性能的影响
• 3.3.4 氢氧化镁、氢氧化铝部分替代镁铝水滑石对阻燃纸性能的影响
• 3.3.5 涂布量对纸张阻燃性能的影响
• 3.3.6 小结
• 3.4 成本核算
• 3.4.1 涂布法制备阻燃纸的成本核算
• 3.4.2 镁铝水滑石原位合成法制备阻燃纸的成本核算
• 3.4.3 小结
• 4 结论
• 4.1 论文总结
• 4.2 论文创新之处
• 5 展望
• 6 参考文献
• 7 攻读硕士学位期间发表论文情况
• 8 致谢
• 附录