CN103343484B - 滤清器滤纸阻燃处理剂及其制备方法与用途 - Google Patents

Abstract

滤清器滤纸阻燃处理剂及其制备方法与用途。它包括如下重量份的组分：聚磷酸铵50～60、磷酸三甲苯酯40～45、三聚氰胺20～30、乙二醇60～65、水180～220。它组方经济，阻燃效果好，功能持久。制备方法为传统的混合、加温搅拌方法。工艺简单，使用设备少。用途为：采用静电喷涂、浸涂、刷涂这三种传统方法在滤清器滤纸表面形成一层阻燃膜，工艺温度为110～120℃，工艺时间10～30秒。此膜使滤清器滤纸具有良好的阻燃性，相应延长了滤清器的使用寿命。

Description

滤清器滤纸阻燃处理剂及其制备方法与用途

技术领域

本发明涉及一种处理剂，更具体地说，本发明涉及一种滤清器滤纸阻燃处理剂，同时，本发明还涉及一种所述滤清器滤纸阻燃处理剂的制备方法和用途。

技术背景

纸张一般是由植物纤维抄制而成，而植物纤维主要是葡萄糖的缩合物，为易燃物。植物纤维的易燃性，决定了纸张的易燃性。从安全角度考虑，纸张的易燃性，决定了其在某些特殊场合存在使用上的局限性。

汽车发动机的曲轴、凸轮轴的转速较高，使得发动机内部燃烧介质的循环温度较高，为了汽车行驶的安全性，对汽车滤清器滤纸的阻燃性能提出了较高要求。

目前，对纸张进行阻燃处理有以下几种方法：

1、浸渍法

浸渍法系采用水溶性阻燃剂，并要求纸张具有相当高的吸水性和湿强度，最好是浸渍皱纹纸、棉纤维纸、合成纸和无纺织物。该方法为：把水溶性阻燃剂配成溶液，纸张浸渍在其中，再经加热干燥后即可制得阻燃纸。采用表面施胶机或染纸机，可完成纸张的浸渍。该方法得到的阻燃纸，耐水性差、吸潮性强、变形大、纸的强度下降显著、易发黄变硬。

2、涂布法

涂布法系采用不溶或难溶的粉状阻燃剂。该方法为：把阻燃剂均匀分散在涂料中，制成乳状涂料，然后在涂布机上把涂料涂布在纸张的表面，经加热干燥，得到涂布型阻燃纸。该方法的优点是：阻燃剂大部分集中在纸张的表面，对纸张的物理性能影响较小。该方法的缺点是：阻燃效果不理想。

3、内添法

内添法系采用不溶于水的阻燃剂。该方法为：将阻燃剂、其它填料一起添加到纸浆中，浆料的PH值在4.5～5.0之间，然后抄制成纸张；阻燃剂的添加位置比较灵活，从打浆至流浆箱或圆网槽之间的任何位置均可添加，只要其在浆料中能够均匀分散均可。该方法的优点是：适用于各种纸张的生产，工艺简单，阻燃剂在纸张中的分布较为均衡、留着率相对较高。该方法的缺点是：阻燃剂的流失较为严重。

4、喷雾法

该方法为：将阻燃剂溶解于溶剂中，以雾状形式喷出，然后让纸张穿过该雾，并经干燥箱干燥后，即可制得阻燃纸。该方法的优点是：阻燃剂的浪费较少，对纸张的强度影响不大，是一种适于工业化生产的方法。

现有的纸张阻燃处理方法，存在以下缺陷：

1、阻燃剂的添加量大，纸张的阻燃效果差、增重明显，易出现返卤、吸潮等现象；

2、一些阻燃剂（如十溴、有机膦和卤代烃等）有一定的毒性，这些阻燃剂受热时，将产生有毒的气体或物质，环保性能差；

3、一些阻燃剂不稳定，这些阻燃剂在热、光照的作用下，发生化学变化，降低了阻燃效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种滤清器滤纸阻燃处理剂，其组方经济，阻燃效果好，功能持久；同时提供一种该滤清器滤纸阻燃处理剂的制备方法，该方法工艺简单，使用设备少；同时也给出了该滤清器滤纸阻燃处理剂的用途。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种滤清器滤纸阻燃处理剂，它包括如下组分：

本滤清器滤纸阻燃处理剂的制备方法为：

在60～65重量份的乙二醇中加入50～60重量份的聚磷酸铵，充分搅拌溶解后，加入40～45重量份的磷酸三甲苯酯，并加温至60℃，充分搅拌后，再加入20～30重量份的三聚氰胺，充分搅拌，然后加入180～220重量份的水，即可制得所述的滤清器滤纸阻燃处理剂。

本滤清器滤纸阻燃处理剂的用途为：

采用静电喷涂、浸涂、刷涂这三种传统方法在滤清器滤纸表面形成一层阻燃膜，工艺温度为110～120℃，工艺时间10～30秒。

为简洁说明问题起见，以下对本发明所述滤清器滤纸阻燃处理剂均简称为本处理剂。

聚磷酸铵无毒无味，不产生腐蚀气体，吸湿性小，热稳定性高，是一种性能优良的非卤阻燃剂。聚磷酸铵的含磷量高达30%～32%、含氮14%～16%，其最突出的特征是燃烧时的生烟量极低，不产生卤化氢。由于聚磷酸铵的热稳定性好，可替代目前广泛使用且受热容易分解的磷酸铵。聚磷酸铵在本处理剂中是重要的阻燃功能组分。

磷酸三甲苯酯是另一种重要的磷系阻燃剂，可降低氧气扩散、气相与固相之间的热量传递，抑制燃烧过程。磷酸三甲苯酯在本处理剂中可有效提高纸张的点燃温度。

三聚氰胺不可燃、在常温下性质稳定，是一种重要的氮系阻燃剂，受热时发生分解反应，具有吸热、降温等作用，比红磷、含卤阻燃剂更优越。三聚氰胺在本处理剂中可有效增强阻燃效果。

乙二醇的作用是用来溶解聚磷酸铵、磷酸三甲苯酯、三聚氰胺。

根据所述本处理剂的用途，使用本处理剂并采用静电喷涂、浸涂、刷涂这三种传统方法，可在滤清器滤纸表面形成一层阻燃膜（即对滤清器滤纸进行阻燃处理），这样，提高了滤清器滤纸的阻燃效果，以致滤清器滤纸具有良好的阻燃性，相应延长了滤清器的使用寿命。因此，本处理剂组方经济，阻燃效果好，功能持久。

另，本处理剂在受热时，不会产生有毒的气体或物质，安全、环保。

作为本发明的改进，本处理剂的组分还包括：

本处理剂的制备方法为：还包括将10～15重量份的硼酸锌和15～20重量份的氢氧化铝加入到30～40重量份的乙酸中，充分搅拌，再超声分散10分钟以形成悬浮液，将悬浮液加入到制得的所述滤清器滤纸阻燃处理剂中，充分搅拌均匀。

本处理剂的用途为：采用静电喷涂、浸涂、刷涂这三种传统方法在滤清器滤纸表面形成一层阻燃膜，工艺温度为110～120℃，工艺时间10～30秒。

硼酸锌是一种环保型的非卤素阻燃剂，热稳定性好，毒性低，消烟；与其它阻燃剂的复配效果良好，可明显降低纸张燃烧时的发烟浓度。硼酸锌在本处理剂中可有效增强阻燃效果。

氢氧化铝是一种无机阻燃添加剂。氢氧化铝不仅能阻燃、防止发烟，而且不产生滴下物和有毒气体。氢氧化铝在本处理剂中可有效增强阻燃效果。

乙酸作为硼酸锌和氢氧化铝的分散剂，可保证硼酸锌和氢氧化铝更好、更均匀地分散。

基于上述功能性添加剂加入本处理剂中，又进一步提高了本处理剂的阻燃效果。

综上所述，本处理剂组方经济，阻燃效果好，功能持久。本处理剂在110～120℃即可成膜，与滤清器滤纸的附着力较佳，有效提高滤清器滤纸的阻燃性能（即确保滤清器滤纸耐高温），这样，可持续发挥滤清器的过滤性能，延长滤清器的使用寿命，对于滤清器的产品质量起到较显著的提升作用。本处理剂的制备方法，其工艺简单，使用设备少。本处理剂的用途广泛，适应性强，工业化使用简便易行、没有障碍，便于推广和实施。

本处理剂易于存储，只需保存在5℃以上、避免日光直晒、通风阴凉干燥处即可。本处理剂的部分物理化学性质为：

本防渗剂中的聚磷酸铵、磷酸三甲苯酯、三聚氰胺、乙二醇、硼酸锌、氢氧化铝、乙酸均为市售品，具体信息如下：

具体实施方式

以下通过下面给出的实施例可以进一步清楚地了解本发明。但它们不是对本发明的限定。

实施例1

本处理剂的制备方法，包括以下两个工艺步骤：

1）在60克的乙二醇中加入50克的聚磷酸铵，充分搅拌溶解后，加入40克的磷酸三甲苯酯，并加温至60℃，充分搅拌后，再加入20克的三聚氰胺，充分搅拌，然后加入180克的水，即可制得所述的本处理剂；

2)将10克的硼酸锌和15克的氢氧化铝加入到30克的乙酸中，充分搅拌，再超声分散10分钟以形成悬浮液，将悬浮液加入到制得的所述本处理剂中，充分搅拌均匀。

用上述方法制得的本处理剂，易于存储，只需保存在5℃以上、避免日光直晒、通风阴凉干燥处即可，密封储存1年不变质。

采用静电喷涂这种传统方法在滤清器滤纸表面形成一层阻燃膜，工艺温度为110℃，工艺时间30秒。

实施例2

本处理剂的制备方法，包括以下两个工艺步骤：

1）在65克的乙二醇中加入60克的聚磷酸铵，充分搅拌溶解后，加入45克的磷酸三甲苯酯，并加温至60℃，充分搅拌后，再加入30克的三聚氰胺，充分搅拌，然后加入220克的水，即可制得所述的本处理剂；

2)将15克的硼酸锌和20克的氢氧化铝加入到40克的乙酸中，充分搅拌，再超声分散10分钟以形成悬浮液，将悬浮液加入到制得的所述本处理剂中，充分搅拌均匀。

用上述方法制得的本处理剂，易于存储，只需保存在5℃以上、避免日光直晒、通风阴凉干燥处即可，密封储存1年不变质。

采用浸涂这种传统方法在滤清器滤纸表面形成一层阻燃膜，工艺温度为120℃，工艺时间10秒。

实施例3

本处理剂的制备方法，包括以下两个工艺步骤：

1）在63克的乙二醇中加入55克的聚磷酸铵，充分搅拌溶解后，加入43克的磷酸三甲苯酯，并加温至60℃，充分搅拌后，再加入23克的三聚氰胺，充分搅拌，然后加入190克的水，即可制得所述的本处理剂；

2)将13克的硼酸锌和18克的氢氧化铝加入到33克的乙酸中，充分搅拌，再超声分散10分钟以形成悬浮液，将悬浮液加入到制得的所述本处理剂中，充分搅拌均匀。

用上述方法制得的本处理剂，易于存储，只需保存在5℃以上、避免日光直晒、通风阴凉干燥处即可，密封储存1年不变质。

采用刷涂这种传统方法在滤清器滤纸表面形成一层阻燃膜，工艺温度为115℃，工艺时间20秒。

采用本处理剂，对210mm×70mm的试样纸张进行阻燃处理，然后置于50±2℃的烘箱中干燥24h，取出后在干燥器中放置24h，作为燃烧试验的试样，编号1-4号。

参照GB/T14656-2009《阻燃纸和纸板燃烧性能试验方法》，采用东莞市纳宇检测设备有限公司的NK8111阻燃纸和纸板燃烧测试仪，对本处理剂处理后的纸张的炭化长度、续焰时间、续灼燃时间进行测试，结果见表1。

表1

从表1中可以看出，本处理剂处理后的纸张，其平均的炭化长度≤115mm，平均的续焰时间≤5s，平均的续灼燃时间≤60s，阻燃性能符合国家标准要求。

实施例4

在60克的乙二醇中加入50克的聚磷酸铵，充分搅拌溶解后，加入40克的磷酸三甲苯酯，并加温至60℃，充分搅拌后，再加入20克的三聚氰胺，充分搅拌，然后加入180克的水，即可制得所述的本处理剂。

用上述方法制得的本处理剂，易于存储，只需保存在5℃以上、避免日光直晒、通风阴凉干燥处即可，密封储存1年不变质。

采用静电喷涂这种传统方法在滤清器滤纸表面形成一层阻燃膜，工艺温度为110℃，工艺时间30秒。

实施例5

在65克的乙二醇中加入60克的聚磷酸铵，充分搅拌溶解后，加入45克的磷酸三甲苯酯，并加温至60℃，充分搅拌后，再加入30克的三聚氰胺，充分搅拌，然后加入220克的水，即可制得所述的本处理剂。

用上述方法制得的本处理剂，易于存储，只需保存在5℃以上、避免日光直晒、通风阴凉干燥处即可，密封储存1年不变质。

采用浸涂这种传统方法在滤清器滤纸表面形成一层阻燃膜，工艺温度为120℃，工艺时间10秒。

实施例6

在63克的乙二醇中加入55克的聚磷酸铵，充分搅拌溶解后，加入43克的磷酸三甲苯酯，并加温至60℃，充分搅拌后，再加入23克的三聚氰胺，充分搅拌，然后加入190克的水，即可制得所述的本处理剂。

用上述方法制得的本处理剂，易于存储，只需保存在5℃以上、避免日光直晒、通风阴凉干燥处即可，密封储存1年不变质。

采用刷涂这种传统方法在滤清器滤纸表面形成一层阻燃膜，工艺温度为115℃，工艺时间20秒。

Claims (1)

1.滤清器滤纸阻燃处理剂的制备方法，包括以下两个工艺步骤：

1）在60～65重量份的乙二醇中加入50～60重量份的聚磷酸铵，充分搅拌溶解后，加入40～45重量份的磷酸三甲苯酯，并加温至60℃，充分搅拌后，再加入20～30重量份的三聚氰胺，充分搅拌，然后加入180～220重量份的水，即可制得所述的滤清器滤纸阻燃处理剂；

2）将10～15重量份的硼酸锌和15～20重量份的氢氧化铝加入到30～40重量份的乙酸中，充分搅拌，再超声分散10分钟以形成悬浮液，将悬浮液加入到制得的所述滤清器滤纸阻燃处理剂中，充分搅拌均匀。