一種阻燃型合成紙的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種阻燃型合成紙的制備方法。本發(fā)明是先將水性丙烯酸樹脂分散液在95～115℃的條件下干燥、造粒，得到水性丙烯酸樹脂顆粒；再將阻燃劑和其它無(wú)機(jī)填料混合，并進(jìn)行干燥；然后將水性丙烯酸樹脂顆粒料、無(wú)機(jī)混合物、熱塑型聚氨酯顆粒料混合、攪拌；最后將所得的粒料采用吹塑法、或壓延法、或流延法進(jìn)行制膜，控制膜的厚度為0.12mm；待膜冷卻后，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域的需求將膜制品剪裁為合適尺寸，即得到阻燃型合成紙產(chǎn)品。
【專利說(shuō)明】一種阻燃型合成紙的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于有機(jī)一無(wú)機(jī)復(fù)合材料生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種阻燃型合成紙的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]合成紙，是以高分子材料、無(wú)機(jī)碳酸鈣為主要原料，通過(guò)添加多種助劑，利用高分子界面化學(xué)原理和填充改性技術(shù)，經(jīng)特殊工藝加工而成的一種具有現(xiàn)代技術(shù)特點(diǎn)的新型產(chǎn)品。合成紙具有傳統(tǒng)紙的可書寫和印刷性能，又具有塑料的比重輕、強(qiáng)度大、抗撕裂、防水、經(jīng)久耐用等特點(diǎn)。
[0003]合成紙的研制在國(guó)外已經(jīng)有幾十年的歷史，但由于生產(chǎn)技術(shù)難度大，生產(chǎn)設(shè)備要求高，世界上能夠批量化生產(chǎn)的企業(yè)并不多，只有美國(guó)杜邦公司、日本王子公司和中國(guó)臺(tái)灣龍盟公司等少數(shù)企業(yè)可以批量生產(chǎn)出高質(zhì)量的合成紙。國(guó)內(nèi)亦有少數(shù)企業(yè)已經(jīng)研制生產(chǎn)出用高分子材料制作高檔次的合成紙。當(dāng)前合成紙所使用的高分子材料主要為聚烯烴類，如聚乙烯、聚丙烯等，但聚乙烯和聚丙烯樹脂等高分子材料的極限氧指數(shù)在21以下，它們易燃燒而且燃燒劇烈，其復(fù)雜的熱氧化反應(yīng)，具有冒發(fā)濃煙和熾烈火焰的特征，即使離開火焰也不易熄滅。另外，聚烯烴類材料具有一定的疏水性，而印刷所使用的墨水大部分為油墨的水分散體，從而導(dǎo)致合成紙的表面對(duì)墨水具有一定的排斥作用，不利于快速固墨和上色。再者，聚烯烴類材料生物降解性差，容易對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。
[0004]可以看出，現(xiàn)有的合成紙產(chǎn)品主要存在易燃，墨水吸收慢、上墨量少，可降解性差、易造成環(huán)境污染等缺點(diǎn)。因此，必須對(duì)合成紙的組分和生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，才能拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中合成紙存在的上述缺陷，提供一種阻燃型合成紙的制備方法。
[0006]本發(fā)明的阻燃型合成紙的制備方法，包括如下步驟:
[0007](I)將水性丙烯酸樹脂分散液在95?115°C的條件下干燥、造粒，得到水性丙烯酸樹脂顆粒；
[0008](2)將阻燃劑和其它無(wú)機(jī)填料混合，并進(jìn)行干燥；
[0009](3)將步驟⑴制備的水性丙烯酸樹脂顆粒料、步驟(2)制備的無(wú)機(jī)混合物、熱塑型聚氨酯顆粒料混合、攪拌；
[0010](4)將步驟(3)所得的粒料采用吹塑法、或壓延法、或流延法進(jìn)行制膜，控制膜的厚度為0.12mm ；
[0011](5)待膜冷卻后，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域的需求將膜制品剪裁為合適尺寸，即得到阻燃型合成紙產(chǎn)品。
[0012]具體的，步驟(3)制備過(guò)程中，所述水性丙烯酸樹脂顆粒料、熱塑型聚氨酯顆粒料、阻燃劑和其他無(wú)機(jī)填料的質(zhì)量百分含量分別是:水性丙烯酸樹脂顆粒料的質(zhì)量百分含量是5%?10%;熱塑型聚氨酯顆粒料的邵氏硬度為90?105A，其質(zhì)量百分含量是35%?55% ;阻燃劑的質(zhì)量百分含量是20%?30% ;其它無(wú)機(jī)填料的質(zhì)量百分含量是15%?30%。
[0013]具體的，步驟(I)中，所述水性丙烯酸樹脂分散液為熱塑性丙烯酸樹脂，其固體質(zhì)量百分含量為30%?50%,數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量為5萬(wàn)?12萬(wàn)。
[0014]具體的，步驟(3)中，所述熱塑型聚氨酯顆粒料即TPU為聚醚型TPU、聚酯型TPU、聚醚/聚酯混合型TPU中的一種，其邵氏硬度為90A?105A。
[0015]具體的，步驟(2)中，所述阻燃劑為氫氧化鋁、多聚磷酸銨、三氧化二銻中的一種或者幾種的混合物，細(xì)度為800?2500目的粉末；所述其它無(wú)機(jī)填料為微細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣、超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣的一種或者兩種的混合物，細(xì)度為500?2500目的粉末。
[0016]本發(fā)明方法制得的阻燃型合成紙外觀為白色，控制厚度為0.12mm，重量(以A4紙張面積計(jì))介于1.45?1.85g之間。
[0017]本發(fā)明采用水性丙烯酸樹脂顆粒料、熱塑型聚氨酯顆粒料、阻燃劑與其它無(wú)機(jī)填料作為主要原料，并經(jīng)合適的比例和適當(dāng)?shù)闹颇し椒ㄉa(chǎn)阻燃型的合成紙產(chǎn)品，與現(xiàn)有合成紙生產(chǎn)技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn):
[0018](I)阻燃效果好:本發(fā)明方法制得的合成紙產(chǎn)品具有阻燃功能，不易燃燒，不會(huì)產(chǎn)生有害氣體從而對(duì)社會(huì)及人類造成二次公害，滿足國(guó)家消防部規(guī)定的阻燃要求。
[0019](2)墨水吸收快:本發(fā)明中選用水性丙烯酸樹脂材料，大大增強(qiáng)了合成紙對(duì)墨水的吸收作用；另外，所選用的阻燃劑和碳酸鈣的目數(shù)都在500目以上，特別是碳酸鈣起到了良好固墨的效果，墨跡很難擦除。
[0020](3)環(huán)境友好:本發(fā)明中選用的水性丙烯酸樹脂和熱塑型聚氨酯均含有親水性基團(tuán)，具有良好的生物相容性和生物可降解性，比聚乙烯、聚丙烯等材料的降解周期更短，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。

【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。其中，所述原料均為工業(yè)化產(chǎn)品，設(shè)備為普通工業(yè)化的生產(chǎn)設(shè)備。
[0022]實(shí)施例1:
[0023]稱取水性丙烯酸樹脂分散液(固體質(zhì)量百分含量為30%，數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量為5萬(wàn))10.0千克，在95°C的條件下干燥、造粒；將水性丙烯酸材料的顆粒加入熱塑型聚氨酯顆粒(聚醚型TPU，邵氏硬度為90A) 16.5千克、三氧化二銻6.0千克、超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣粉2.5千克、微細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣粉2.0千克，攪拌2小時(shí)后得到混合顆粒料。將上述混合粒料通過(guò)吹膜法進(jìn)行吹塑成膜，其樣品的厚度控制為0.12mm;待膜冷卻后，利用剪裁機(jī)進(jìn)行剪裁即可得到阻燃型合成紙產(chǎn)品。
[0024]經(jīng)計(jì)算，在本實(shí)施例中所得合成紙的水性丙烯酸樹脂材料的質(zhì)量百分含量為10.0% ;熱塑型聚氨酯材料的質(zhì)量百分含量為55.0% ;阻燃劑質(zhì)量百分含量為20.0% ;其它無(wú)機(jī)填料質(zhì)量百分含量為15.0%。合成紙產(chǎn)品顏色為白色，厚度為0.12mm，質(zhì)量(以A4紙張面積計(jì))為1.45g。采用5.2cm寬和14.0cm長(zhǎng)、0.12mm厚的阻燃型合成紙測(cè)量它的極限氧指數(shù)為26.9。
[0025]實(shí)施例2:
[0026]稱取水性丙烯酸樹脂分散液(固體質(zhì)量百分含量為40%，數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量為7萬(wàn))7.5千克，在100°C的條件下干燥、造粒；將水性丙烯酸材料的顆粒加入熱塑型聚氨酯顆粒(聚酯型TPU，邵氏硬度為95A) 15.0千克、多聚磷酸銨6.0千克、超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣粉6.0千克，攪拌2小時(shí)后得到混合顆粒料。將上述混合粒料通過(guò)吹膜法進(jìn)行吹塑成膜，其樣品的厚度控制為0.12mm ;待膜冷卻后，利用剪裁機(jī)進(jìn)行剪裁即可得到阻燃型合成紙產(chǎn)品。
[0027]經(jīng)計(jì)算，在本實(shí)施例中所得合成紙的水性丙烯酸樹脂材料的質(zhì)量百分含量為10.0% ;熱塑型聚氨酯材料的質(zhì)量百分含量為50.0% ;阻燃劑質(zhì)量百分含量為20.0% ;其他無(wú)機(jī)填料質(zhì)量百分含量為20.0%。合成紙產(chǎn)品顏色為白色，厚度為0.12mm，質(zhì)量(以A4紙張面積計(jì))為1.60g。采用5.2cm寬和14.0cm長(zhǎng)、0.12mm厚的阻燃型合成紙測(cè)量它的極限氧指數(shù)為28.1。
[0028]實(shí)施例3:
[0029]稱取水性丙烯酸樹脂分散液(固體質(zhì)量百分含量為40%,數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量為8萬(wàn))5.0千克，在105°C的條件下干燥、造粒；將水性丙烯酸材料的顆粒加入熱塑型聚氨酯顆粒(聚酯型TPU，邵氏硬度為98A) 22.0千克、氫氧化鋁10.0千克、超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣粉4.0千克、微細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣粉2.0千克，攪拌2小時(shí)后得到混合顆粒料。將上述混合粒料通過(guò)流延法進(jìn)行制膜，其樣品的厚度控制為0.12mm ;待膜冷卻后，利用剪裁機(jī)進(jìn)行剪裁即可得到阻燃型合成紙產(chǎn)品。
[0030]經(jīng)計(jì)算，在本實(shí)施例中所得合成紙的水性丙烯酸樹脂材料的質(zhì)量百分含量為5.0% ;熱塑型聚氨酯材料的質(zhì)量百分含量為55.0% ;阻燃劑質(zhì)量百分含量為25.0% ;其他無(wú)機(jī)填料質(zhì)量百分含量為15.0%。合成紙產(chǎn)品顏色為白色，厚度為0.12_，質(zhì)量(以A4紙張面積計(jì))為1.65g。采用5.2cm寬和14.0cm長(zhǎng)、0.12_厚的阻燃型合成紙測(cè)量它的極限氧指數(shù)為29.2。
[0031]實(shí)施例4:
[0032]稱取水性丙烯酸樹脂分散液(固體質(zhì)量百分含量為50% ,數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量為10萬(wàn))10.0千克，在110°C的條件下干燥、造粒；將水性丙烯酸材料的顆粒加入熱塑型聚氨酯顆粒(聚醚型TPU，邵氏硬度為100A)20.0千克、氫氧化鋁6.0千克、多聚磷酸銨6.5千克、微細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣粉12.5千克，攪拌2小時(shí)后得到混合顆粒料。將上述混合粒料通過(guò)壓延法進(jìn)行制膜，其樣品的厚度控制為0.12mm ;待膜冷卻后，利用剪裁機(jī)進(jìn)行剪裁即可得到阻燃型合成紙產(chǎn)品。
[0033]經(jīng)計(jì)算，在本實(shí)施例中所得合成紙的水性丙烯酸樹脂材料的質(zhì)量百分含量為10.0% ;熱塑型聚氨酯材料的質(zhì)量百分含量為40.0% ;阻燃劑質(zhì)量百分含量為25.0% ;無(wú)機(jī)填料質(zhì)量百分含量為25.0%。合成紙產(chǎn)品顏色為白色，厚度為0.12_，質(zhì)量(以A4紙張面積計(jì))為1.70g。采用5.2cm寬和14.0cm長(zhǎng)、0.12mm厚的阻燃型合成紙測(cè)量它的極限氧指數(shù)為30.4。
[0034]實(shí)施例5:
[0035]稱取水性丙烯酸樹脂分散液(固體質(zhì)量百分含量為50%,數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量為10萬(wàn))12.0千克，在115°C的條件下干燥、造粒；將水性丙烯酸材料的顆粒加入熱塑型聚氨酯顆粒(聚醚和聚酯混合型TPU，邵氏硬度為105A)24.0千克、多聚磷酸銨12.0千克、三氧化二銻6.0千克、超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣粉6.0千克、微細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣粉6.0千克，攪拌2小時(shí)后得到混合顆粒料。將上述混合粒料通過(guò)吹膜法進(jìn)行吹塑成膜，其樣品的厚度控制為0.12mm ；待膜冷卻后，利用剪裁機(jī)進(jìn)行剪裁即可得到阻燃型合成紙產(chǎn)品。
[0036]經(jīng)計(jì)算，在本實(shí)施例中所得合成紙的水性丙烯酸樹脂材料的質(zhì)量百分含量為10.0% ;熱塑型聚氨酯材料的質(zhì)量百分含量為40.0% ;阻燃劑質(zhì)量百分含量為30.0% ;其它無(wú)機(jī)填料質(zhì)量百分含量為20.0%。合成紙產(chǎn)品顏色為白色，厚度為0.12mm，質(zhì)量(以A4紙張面積計(jì))為1.75g。采用5.2cm寬和14.0cm長(zhǎng)、0.12mm厚的阻燃型合成紙測(cè)量它的極限氧指數(shù)為31.6。
[0037]實(shí)施例6:
[0038]稱取水性丙烯酸樹脂分散液(固體質(zhì)量百分含量為50%，數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量為12萬(wàn))6.0千克，在105°C的條件下干燥、造粒；將水性丙烯酸材料的顆粒加入熱塑型聚氨酯顆粒(聚醚型TPU，邵氏硬度為102A)21.0千克、多聚磷酸銨9.0千克、三氧化二銻3.0千克、氫氧化鋁6.0千克、超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣粉12.0千克、微細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣粉6.0千克，攪拌2小時(shí)后得到混合顆粒料。將上述混合粒料通過(guò)流延法進(jìn)行制膜，其樣品的厚度控制為0.12mm ；待膜冷卻后，利用剪裁機(jī)進(jìn)行剪裁即可得到阻燃型合成紙產(chǎn)品。
[0039]經(jīng)計(jì)算，在本實(shí)施例中所得合成紙的水性丙烯酸樹脂材料的質(zhì)量百分含量為5.0% ;熱塑型聚氨酯材料的質(zhì)量百分含量為35.0% ;阻燃劑質(zhì)量百分含量為30.0% ;其它無(wú)機(jī)填料質(zhì)量百分含量為30.0%。合成紙產(chǎn)品顏色為白色，厚度為0.12_，質(zhì)量(以A4紙張面積計(jì))為1.85g。采用5.2cm寬和14.0cm長(zhǎng)、0.12mm厚的阻燃型合成紙測(cè)量它的極限氧指數(shù)為33.2。
【權(quán)利要求】
1.一種阻燃型合成紙的制備方法，其特征在于包括如下步驟: (1)將水性丙烯酸樹脂分散液在95?115°C的條件下干燥、造粒，得到水性丙烯酸樹脂顆粒； (2)將阻燃劑和其它無(wú)機(jī)填料混合，并進(jìn)行干燥； (3)將步驟⑴制備的水性丙烯酸樹脂顆粒料、步驟(2)制備的無(wú)機(jī)混合物、熱塑型聚氨酯顆粒料混合、攪拌； (4)將步驟(3)所得的粒料采用吹塑法、或壓延法、或流延法進(jìn)行制膜，控制膜的厚度為 0.12mm ; (5)待膜冷卻后，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域的需求將膜制品剪裁為合適尺寸，即得到阻燃型合成紙產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述阻燃型合成紙的制備方法，其特征在于:步驟(3)制備過(guò)程中，所述水性丙烯酸樹脂顆粒料、熱塑型聚氨酯顆粒料、阻燃劑和其他無(wú)機(jī)填料的質(zhì)量百分含量分別是:水性丙烯酸樹脂顆粒料的質(zhì)量百分含量是5%?10% ;熱塑型聚氨酯顆粒料的邵氏硬度為90?105A，其質(zhì)量百分含量是35%?55% ;阻燃劑的質(zhì)量百分含量是20%?30% ;其它無(wú)機(jī)填料的質(zhì)量百分含量是15%?30%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述阻燃型合成紙的制備方法，其特征在于:步驟(I)中，所述水性丙烯酸樹脂分散液為熱塑性丙烯酸樹脂，其固體質(zhì)量百分含量為30%?50%，數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量為5萬(wàn)?12萬(wàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述阻燃型合成紙的制備方法，其特征在于:步驟(3)中，所述熱塑型聚氨酯顆粒料即TPU為聚醚型TPU、聚酯型TPU、聚醚/聚酯混合型TPU中的一種，其邵氏硬度為90A?105A。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述阻燃型合成紙的制備方法，其特征在于:步驟(2)中，所述阻燃劑為氫氧化鋁、多聚磷酸銨、三氧化二銻中的一種或者幾種的混合物，細(xì)度為800?2500目的粉末。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述阻燃型合成紙的制備方法，其特征在于:步驟(2)中，所述其它無(wú)機(jī)填料為微細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣、超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣的一種或者兩種的混合物，細(xì)度為500?2500目的粉末。
【文檔編號(hào)】C08K3/26GK104327489SQ201410695696
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月26日
【發(fā)明者】周虎, 吳科建, 余斌, 周智華, 李寧, 劉清泉 申請(qǐng)人:湖南科技大學(xué)