CN106117934A - 一种利用吹填土制备阻燃石头纸的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用吹填土制备阻燃石头纸的方法，属于废弃物再利用领域。本发明针对吹填土理化性状恶劣，通常采用换土的方法进行，易造成土源地生态破坏，同时目前阻燃石头纸的产品，但大多使用卤素阻燃剂，燃烧后产生大量的有毒气体的问题，本发明利用吹填土高空隙比，重度小的特点，通过去除吹填土内的轻质杂质，由高温脱水及去除其中的含盐量，再通过甲基乙烯基二氯硅烷、硼酸、丙烯酸等对其内部空隙进行改性，增加吹填土阻燃性能，随后添加硬脂酸镁防止颗粒团聚，最后于各种助剂混合制备出阻燃性能高、轻质安全的石头纸。

Description

一种利用吹填土制备阻燃石头纸的方法
技术领域
本发明涉及一种利用吹填土制备阻燃石头纸的方法，属于废弃物再利用领域。
背景技术
吹填土是建港吹填、滩涂吹填、盐田吹填等新陆地土壤，没有成土过程发生,含盐量高，一般含盐量都在10.0g/kg以上，质地粘重，结构性差，自然脱盐率极差。地表一般没有植被。吹填土具备土壤的一些基本性质，如胶体性质、吸附性、代换性等，机械组成多为粉(砂)粒和粘粒，土壤无结构，干时坚硬，湿时泥泞。可溶盐分含量极高，一般在1.5％以上，钠、氯离子占离子总量的绝对优势。通气渗水能力极差，直接用水淋洗，盐分很难洗掉。总之，由于吹填土恶劣的理化性状，不能直接用做绿化种植土，吹填土区的绿化通常采用换土的方法进行，需要从其他地方购进大量农田土，存在绿化土源紧张的问题，另外，也容易造成土源地生态破坏，引发自然灾害。
石头纸是以无机石粉为主要原料，加入少量的热塑性高分子材料和助剂，通过密炼机或者螺杆挤出机热塑混炼，经吹塑或者压延而制得的环保型纸张产品。在生产过程中不用传统的植物纤维纸浆，没有废水和废气的排放。因此，用环保石头纸替代天然植物纤维造纸是目前纸业发展的趋势和方向，有利于减少对树木的砍伐，保护人类的生态环境。目前市场上虽然也出现了阻燃石头纸的产品，但大多使用卤素阻燃剂，燃烧后产生大量的有毒气体，不符合绿色环保的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对吹填土理化性状恶劣，通常采用换土的方法进行，易造成土源地生态破坏，同时目前阻燃石头纸的产品，但大多使用卤素阻燃剂，燃烧后产生大量的有毒气体的问题，本发明利用吹填土高空隙比，重度小的特点，通过去除吹填土内的轻质杂质，由高温脱水及去除其中的含盐量，再通过甲基乙烯基二氯硅烷、硼酸、丙烯酸等对其内部空隙进行改性，增加吹填土阻燃性能，随后添加硬脂酸镁防止颗粒团聚，最后于各种助剂混合制备出阻燃性能高、轻质安全的石头纸。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
（1）按固液比1:2～3，取吹填土和水放入搅拌机中，以200r/min搅拌10～15min，再静置30～40min，去除沉淀物上层的液体及漂浮的杂质，收集沉淀物放入煅烧炉中，在500～700℃下煅烧1～2h，随炉冷却至室温，收集煅烧物放入碾磨机中进行碾磨，过200目筛，得预处理吹填土；
（2）按重量份数计，取40～50份上述预处理吹填土、10～15份丙烯酸、3～5份甲基乙烯基二氯硅烷、6～8份碳酸钾及12～16份质量分数为2.5％的硼酸溶液，放入反应釜中，使用氮气将反应釜内的空气排出，升高温度至90～105℃，以180r/min搅拌5～6h；
（3）在上述搅拌结束后冷却至室温，再分别向反应釜中加入上述丙烯酸质量4～6％的甲基膦酸二甲酯及上述丙烯酸质量0.8～1.2％的硬脂酸镁，抽真空至400～500Pa，升温至160～220℃，以220r/min搅拌2～4h后停止加热，向其中充入5℃的氢气升压至标准大气压，待反应釜温度降至室温后进行出料，并过滤，使用无水乙醇冲洗滤渣3～5次，收集滤渣放入烘箱烘干，得阻燃石头纸基料；
（4）按重量份数计，取40～50份上述阻燃石头纸基料、20～25份200目碳酸钙粉末、5～7份聚氨酯及1～3份偶氮二甲酰胺放入超细磨粉机中进行研磨，过200目筛，将过筛后的颗粒放入单螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机温度设定为185～195℃，再将造粒后的颗粒放入吹塑机中拉伸成型，即可得到阻燃石头纸。
检测本发明所得的阻燃石头纸得：拉伸强度为292～312MPa，平均抗张强度5962～6143N/m，白度为82.5～84.2％，平滑度668～724s，氧指数为29.4～30.2，在阻燃过程中不产生任何烟气，无有害物质产生，对人体和环境无任何危害。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明所得的石头纸其氧指数为29.4～30.2，在阻燃过程中不产生任何烟气，无有害物质产生，对人体和环境无任何危害；
（2）本发明所得的石头纸强度高，印刷效果优良，色调柔和，耐腐蚀，耐油水不易老化，绝热性好；
（3）本发明充分利用了吹填土，制备成本低，且吹填土重度小，制备的石头纸轻质，易于操作。
具体实施方式
按固液比1:2～3，取吹填土和水放入搅拌机中，以200r/min搅拌10～15min，再静置30～40min，去除沉淀物上层的液体及漂浮的杂质，收集沉淀物放入煅烧炉中，在500～700℃下煅烧1～2h，随炉冷却至室温，收集煅烧物放入碾磨机中进行碾磨，过200目筛，得预处理吹填土；按重量份数计，取40～50份上述预处理吹填土、10～15份丙烯酸、3～5份甲基乙烯基二氯硅烷、6～8份碳酸钾及12～16份质量分数为2.5％的硼酸溶液，放入反应釜中，使用氮气将反应釜内的空气排出，升高温度至90～105℃，以180r/min搅拌5～6h；在上述搅拌结束后冷却至室温，再分别向反应釜中加入上述丙烯酸质量4～6％的甲基膦酸二甲酯及上述丙烯酸质量0.8～1.2％的硬脂酸镁，抽真空至400～500Pa，升温至160～220℃，以220r/min搅拌2～4h，向其中充入5℃的氢气升压至标准大气压，待反应釜温度降至室温后进行出料，并过滤，使用无水乙醇冲洗滤渣3～5次，收集滤渣放入烘箱烘干，得阻燃石头纸基料；按重量份数计，取40～50份上述阻燃石头纸基料、20～25份200目碳酸钙粉末、5～7份聚氨酯及1～3份偶氮二甲酰胺放入超细磨粉机中进行研磨，过200目筛，将过筛后的颗粒放入单螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机温度设定为185～195℃，再将造粒后的颗粒放入吹塑机中拉伸成型，即可得到阻燃石头纸。
实例1
按固液比1:2，取吹填土和水放入搅拌机中，以200r/min搅拌10min，再静置30min，去除沉淀物上层的液体及漂浮的杂质，收集沉淀物放入煅烧炉中，在500℃下煅烧1h，随炉冷却至室温，收集煅烧物放入碾磨机中进行碾磨，过200目筛，得预处理吹填土；按重量份数计，取40份上述预处理吹填土、15份丙烯酸、5份甲基乙烯基二氯硅烷、8份碳酸钾及16份质量分数为2.5％的硼酸溶液，放入反应釜中，使用氮气将反应釜内的空气排出，升高温度至90℃，以180r/min搅拌5h；在上述搅拌结束后冷却至室温，再分别向反应釜中加入上述丙烯酸质量4％的甲基膦酸二甲酯及上述丙烯酸质量0.8％的硬脂酸镁，抽真空至400Pa，升温至160℃，以220r/min搅拌2h后停止加热，向其中充入5℃的氢气升压至标准大气压，待反应釜温度降至室温后进行出料，并过滤，使用无水乙醇冲洗滤渣3次，收集滤渣放入烘箱烘干，得阻燃石头纸基料；按重量份数计，取40份上述阻燃石头纸基料、25份200目碳酸钙粉末、7份聚氨酯及3份偶氮二甲酰胺放入超细磨粉机中进行研磨，过200目筛，将过筛后的颗粒放入单螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机温度设定为185℃，再将造粒后的颗粒放入吹塑机中拉伸成型，即可得到阻燃石头纸。
检测本发明所得的阻燃石头纸得：拉伸强度为292MPa，平均抗张强度5962N/m，白度为82.5％，平滑度668s，氧指数为29.4，在阻燃过程中不产生任何烟气，无有害物质产生，对人体和环境无任何危害。
实例2
按固液比1:3，取吹填土和水放入搅拌机中，以200r/min搅拌15min，再静置40min，去除沉淀物上层的液体及漂浮的杂质，收集沉淀物放入煅烧炉中，在700℃下煅烧2h，随炉冷却至室温，收集煅烧物放入碾磨机中进行碾磨，过200目筛，得预处理吹填土；按重量份数计，取50份上述预处理吹填土、10份丙烯酸、3份甲基乙烯基二氯硅烷、6份碳酸钾及12份质量分数为2.5％的硼酸溶液，放入反应釜中，使用氮气将反应釜内的空气排出，升高温度至105℃，以180r/min搅拌6h；在上述搅拌结束后冷却至室温，再分别向反应釜中加入上述丙烯酸质量6％的甲基膦酸二甲酯及上述丙烯酸质量1.2％的硬脂酸镁，抽真空至500Pa，升温至220℃，以220r/min搅拌4h后停止加热，向其中充入5℃的氢气升压至标准大气压，待反应釜温度降至室温后进行出料，并过滤，使用无水乙醇冲洗滤渣5次，收集滤渣放入烘箱烘干，得阻燃石头纸基料；按重量份数计，取50份上述阻燃石头纸基料、20份200目碳酸钙粉末、5份聚氨酯及1份偶氮二甲酰胺放入超细磨粉机中进行研磨，过200目筛，将过筛后的颗粒放入单螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机温度设定为195℃，再将造粒后的颗粒放入吹塑机中拉伸成型，即可得到阻燃石头纸。
检测本发明所得的阻燃石头纸得：拉伸强度为312MPa，平均抗张强度6143N/m，白度为84.2％，平滑度724s，氧指数为30.2，在阻燃过程中不产生任何烟气，无有害物质产生，对人体和环境无任何危害。
实例3
按固液比1:2.5，取吹填土和水放入搅拌机中，以200r/min搅拌12min，再静置35min，去除沉淀物上层的液体及漂浮的杂质，收集沉淀物放入煅烧炉中，在600℃下煅烧2h，随炉冷却至室温，收集煅烧物放入碾磨机中进行碾磨，过200目筛，得预处理吹填土；按重量份数计，取45份上述预处理吹填土、12份丙烯酸、4份甲基乙烯基二氯硅烷、7份碳酸钾及14份质量分数为2.5％的硼酸溶液，放入反应釜中，使用氮气将反应釜内的空气排出，升高温度至100℃，以180r/min搅拌6h；在上述搅拌结束后冷却至室温，再分别向反应釜中加入上述丙烯酸质量5％的甲基膦酸二甲酯及上述丙烯酸质量1.0％的硬脂酸镁，抽真空至450Pa，升温至200℃，以220r/min搅拌3h后停止加热，向其中充入5℃的氢气升压至标准大气压，待反应釜温度降至室温后进行出料，并过滤，使用无水乙醇冲洗滤渣4次，收集滤渣放入烘箱烘干，得阻燃石头纸基料；按重量份数计，取45份上述阻燃石头纸基料、23份200目碳酸钙粉末、6份聚氨酯及2份偶氮二甲酰胺放入超细磨粉机中进行研磨，过200目筛，将过筛后的颗粒放入单螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机温度设定为190℃，再将造粒后的颗粒放入吹塑机中拉伸成型，即可得到阻燃石头纸。
检测本发明所得的阻燃石头纸得：拉伸强度为308MPa，平均抗张强度6095N/m，白度为83.8％，平滑度714s，氧指数为29.9，在阻燃过程中不产生任何烟气，无有害物质产生，对人体和环境无任何危害。

Claims (1)

1.一种利用吹填土制备阻燃石头纸的方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）按固液比1:2～3，取吹填土和水放入搅拌机中，以200r/min搅拌10～15min，再静置30～40min，去除沉淀物上层的液体及漂浮的杂质，收集沉淀物放入煅烧炉中，在500～700℃下煅烧1～2h，随炉冷却至室温，收集煅烧物放入碾磨机中进行碾磨，过200目筛，得预处理吹填土；
（2）按重量份数计，取40～50份上述预处理吹填土、10～15份丙烯酸、3～5份甲基乙烯基二氯硅烷、6～8份碳酸钾及12～16份质量分数为2.5％的硼酸溶液，放入反应釜中，使用氮气将反应釜内的空气排出，升高温度至90～105℃，以180r/min搅拌5～6h；
（3）在上述搅拌结束后冷却至室温，再分别向反应釜中加入上述丙烯酸质量4～6％的甲基膦酸二甲酯及上述丙烯酸质量0.8～1.2％的硬脂酸镁，抽真空至400～500Pa，升温至160～220℃，以220r/min搅拌2～4h后停止加热，向其中充入5℃的氢气升压至标准大气压，待反应釜温度降至室温后进行出料，并过滤，使用无水乙醇冲洗滤渣3～5次，收集滤渣放入烘箱烘干，得阻燃石头纸基料；
（4）按重量份数计，取40～50份上述阻燃石头纸基料、20～25份200目碳酸钙粉末、5～7份聚氨酯及1～3份偶氮二甲酰胺放入超细磨粉机中进行研磨，过200目筛，将过筛后的颗粒放入单螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机温度设定为185～195℃，再将造粒后的颗粒放入吹塑机中拉伸成型，即可得到阻燃石头纸。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104119600A (zh) * 2014-07-18 2014-10-29 宋旭 一种矿物纤维填充高强度环保石头纸的制备方法
CN105153515A (zh) * 2015-08-31 2015-12-16 成都新柯力化工科技有限公司 一种矿物纤维石头纸的制备方法

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