CN106638072A - 阻燃纤维板的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及阻燃纤维板的制备方法,可有效解决阻燃剂混合均匀,充分扩散到纸浆纤维的内部空隙中,降低生产成本,提高阻燃效果的问题,方法是,将废纸浆脱水烘干,粉碎,浸入氢氧化钠溶液中,捞出,用清水洗涤至中性,烘干,成干燥废旧纤维;聚磷酸铵、三聚氰胺和硼酸锌混合均匀制成阻燃剂;将阻燃剂和干燥废旧纤维混合在一起,加水,超声反应,成板浆;将板浆放进制板模具中铺装成型,再经冷压、热压两步法制备成阻燃纤维板,冷压4‑6MPa,冷压温度为常温,热压4‑6MPa,热压温度为120‑180℃。本发明原材料丰富,制备方法简单,生产效率高,产品质量,成本低,节能环保,是阻燃纤维板上的创新,有良好的经济和社会效益。

Description

阻燃纤维板的制备方法
技术领域
本发明涉及板材,特别是一种阻燃纤维板的制备方法。
背景技术
目前制备阻燃纤维板应用最普遍的方法是添加法,即将阻燃剂通过与纤维机械搅拌混合或阻燃剂喷洒到纤维上的方法,制备阻燃纤维板,最常用的阻燃剂是氮、磷、硼系阻燃剂。由于原料及制备方法上存在的问题,生产中物料混合不充分,因为采用机械混合,使得阻燃剂无法均匀混合在纤维中;成本高,只有阻燃剂加入量大,才可达到理想的阻燃效果,这样使得生产成本高,难以有效推广使用。因此,阻燃纤维板生产方法上的改进的创新势在必行。
发明内容
针对上述情况,为克服现有技术之缺陷,本发明之目的就是提供新的一种阻燃纤维板的制备方法,可有效解决阻燃剂混合均匀,充分扩散到纸浆纤维的内部空隙中,降低生产成本,提高阻燃效果的问题。
本发明解决的技术方案是,包括以下步骤:
(1)、废纸浆的处理,将废纸浆脱水烘干,得废旧纤维,将废旧纤维粉碎,浸入质量浓度为20%的氢氧化钠溶液中,浸渍24h,捞出,用清水洗涤2-3次,再用纤维解离器在5000r/min进一步解离,再用清水洗涤至中性,即pH值为7.0,完全脱去氢氧化钠,烘干,完全脱水,成干燥废旧纤维;
所述的废纸浆是指在造纸生产中所剩余的废浆;
(2)、配制阻燃剂,阻燃剂是由以下重量百分比计的:聚磷酸铵36%-52%、三聚氰胺28%-40%和硼酸锌10%-17%,用玻璃棒搅拌,混合均匀制成;
(3)、超声处理:将阻燃剂和干燥废旧纤维混合在一起,加入水,置入超声波反应器中,在超声和机械搅拌使用下进行超声处理,超声功率200w-500w,搅拌速度200r/min-400r/min,超声和搅拌时间为30min-60min,使废旧纤维和阻燃剂充分混合均匀,成板浆;阻燃剂为干燥废旧纤维质量的10-18%,阻燃剂和干燥废旧纤维的重量和与水的固液比为1︰(2.5-10)(即阻燃剂和干燥废旧纤维100g,加入水250-1000mL,以下同);
(4)、制板:将步骤(3)超声处理后的板浆放进制板模具中铺装成型,再经冷压、热压两步法制备成阻燃纤维板,冷压4-6MPa,冷压温度为常温,热压4-6MPa,热压温度为120-180℃。
本发明原材料丰富,制备方法简单,生产效率高,产品质量,成本低,节能环保,是阻燃纤维板上的创新,有良好的经济和社会效益。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的具体实施方式作详细说明。
实施例1
本发明在具体实施中,包括以下步骤:
(1)、废纸浆的处理,将废纸浆脱水烘干,得废旧纤维,将废旧纤维粉碎,浸入质量浓度为20%的氢氧化钠溶液中,浸渍24h,捞出,用清水洗涤2-3次,再用纤维解离器在5000r/min进一步解离,再用清水洗涤至中性,pH值为7.0,完全脱去氢氧化钠,烘干,完全脱水,成干燥废旧纤维;
(2)、配制阻燃剂,阻燃剂是由以下重量百分比计的:聚磷酸铵43%、三聚氰胺40%和硼酸锌17%,用玻璃棒搅拌,混合均匀制成;
(3)、超声处理:将阻燃剂和干燥废旧纤维混合在一起,加入水,置入超声波反应器中,在超声和机械搅拌使用下进行超声处理,超声功率200w-500w,搅拌速度200r/min-400r/min,超声和搅拌时间为30min-60min,使废旧纤维和阻燃剂充分混合均匀,成板浆;阻燃剂为干燥废旧纤维质量的12%,阻燃剂和干燥废旧纤维的重量和与水的固液比为1︰3;
(4)、制板:将步骤(3)超声处理后的板浆放进制板模具中铺装成型,再经冷压、热压两步法制备成阻燃纤维板,冷压4-6MPa,冷压温度为常温,热压4-6MPa,热压温度为120-180℃。
实施例2
本发明在具体实施中,包括以下步骤:
(1)、废纸浆的处理,将废纸浆脱水烘干,得废旧纤维,将废旧纤维粉碎,浸入质量浓度为20%的氢氧化钠溶液中,浸渍24h,捞出,用清水洗涤2-3次,再用纤维解离器在5000r/min进一步解离,再用清水洗涤至中性,完全脱去氢氧化钠,烘干,完全脱水,成干燥废旧纤维;
(2)、配制阻燃剂,阻燃剂是由以下重量百分比计的:聚磷酸铵52%、三聚氰胺32%和硼酸锌16%,用玻璃棒搅拌,混合均匀制成;
(3)、超声处理:将阻燃剂和干燥废旧纤维混合在一起,加入水,置入超声波反应器中,在超声和机械搅拌使用下进行超声处理,超声功率200w-500w,搅拌速度200r/min-400r/min,超声和搅拌时间为30min-60min,使废旧纤维和阻燃剂充分混合均匀,成板浆;阻燃剂为干燥废旧纤维质量的15%,阻燃剂和干燥废旧纤维的重量和与水的固液比为1︰5;
(4)、制板:将步骤(3)超声处理后的板浆放进制板模具中铺装成型,再经冷压、热压两步法制备成阻燃纤维板,冷压4-6MPa,冷压温度为常温,热压4-6MPa,热压温度为120-180℃。
实施例3
本发明在具体实施中,包括以下步骤:
(1)、废纸浆的处理,将废纸浆脱水烘干,得废旧纤维,将废旧纤维粉碎,浸入质量浓度为20%的氢氧化钠溶液中,浸渍24h,捞出,用清水洗涤2-3次,再用纤维解离器在5000r/min进一步解离,再用清水洗涤至中性,完全脱去氢氧化钠,烘干,完全脱水,成干燥废旧纤维;
(2)、配制阻燃剂,阻燃剂是由以下重量百分比计的:聚磷酸铵50%、三聚氰胺38%和硼酸锌12%,用玻璃棒搅拌,混合均匀制成;
(3)、超声处理:将阻燃剂和干燥废旧纤维混合在一起,加入水,置入超声波反应器中,在超声和机械搅拌使用下进行超声处理,超声功率450w,搅拌速度360r/min,超声和搅拌时间为45min,使废旧纤维和阻燃剂充分混合均匀,成板浆;阻燃剂为干燥废旧纤维质量的17%,阻燃剂和干燥废旧纤维的重量和与水的固液比为1︰9;
(4)、制板:将步骤(3)超声处理后的板浆放进制板模具中铺装成型,再经冷压、热压两步法制备成阻燃纤维板,冷压4-6MPa,冷压温度为常温,热压4-6MPa,热压温度为120-180℃。
经测试,所制备的板材极限氧指数(LOI)可高达33.2,纤维板的内结合强度为0.84MPa,静曲强度为56MPa,弹性模量为5.2MPa,24h吸水厚度膨胀率为8.7%。
实施例4
本发明在具体实施中,包括以下步骤:
(1)、废纸浆的处理,将废纸浆脱水烘干,得废旧纤维,将废旧纤维粉碎,浸入质量浓度为20%的氢氧化钠溶液中,浸渍24h,捞出,用清水洗涤2-3次,再用纤维解离器在5000r/min进一步解离,再用清水洗涤至中性,完全脱去氢氧化钠,烘干,完全脱水,成干燥废旧纤维;
(2)、配制阻燃剂,阻燃剂是由以下重量百分比计的:聚磷酸铵48%、三聚氰胺36%和硼酸锌16%,用玻璃棒搅拌,混合均匀制成;
(3)、超声处理:将阻燃剂和干燥废旧纤维混合在一起,加入水,置入超声波反应器中,在超声和机械搅拌使用下进行超声处理,超声功率360w,搅拌速度300r/min,超声和搅拌时间为30min,使废旧纤维和阻燃剂充分混合均匀,成板浆;阻燃剂为干燥废旧纤维质量的15%,阻燃剂和干燥废旧纤维的重量和与水的固液比为1︰2.5-10;
(4)、制板:将步骤(3)超声处理后的板浆放进制板模具中铺装成型,再经冷压、热压两步法制备成阻燃纤维板,冷压4-6MPa,冷压温度为常温,热压4-6MPa,热压温度为120-180℃。
经测试,所制备的板材极限氧指数(LOI)可高达31.7,纤维板的内结合强度为0.87MPa,静曲强度为58MPa,弹性模量为5.3MPa,24h吸水厚度膨胀率为9.6%。
在上述原料配比中,在实际生产中可直接采用步骤(1)清水洗涤至中性后的废旧纤维,这时的废旧纤维是湿的,含有一定的水分,但在组分配制上是采用干燥的纯废旧纤维,因此,要计算废旧纤维中的含水量,然后再对物料进行配比,即计算出阻燃剂的加入量。如所需板材的质量为230g,选取阻燃剂添加量为纤维总量的15%,则所需纤维和阻燃剂的量分别为200g和30g,当纤维含水率为50%,则所需处理过的湿废旧纤维应为400g;再如,板材的质量为345g,阻燃剂添加量为纤维总量的15%,若300g干废旧纤维需用阻燃剂45g,当废旧纤维采用湿废旧纤维时,若含水率为50%,即则所需处理过的湿废旧纤维应为600g,若含水率为10%,则所需处理过的湿废旧纤维应为330g,依次类推,特此说明。
本发明采用超声波的机械、空化和热三大效应与介质发生作用,使其产生物理的和化学的变化,从而产生一系列的力学、化学和热学的效应。这些作用可使化学试剂充分分散到作用物内部,使反应高效的进行,缩短了时间、提高了效率。
将超声波技术应用到机械搅拌阻燃方法中,使阻燃剂更充分地扩散分布到纸浆纤维内部,提高纤维的阻燃性能,进而提高纤维板的阻燃性能,而且经实地应用和测试,效果非常好。
本发明方法制备的阻燃纤维板材阻燃性能明显高,氧指数(LOI)从未添加时的21提高到添加后的31-34,纤维板的内结合强度大致在0.86-0.93MPa,静曲强度大致在42-61MPa,弹性模量大致在4.0-5.8MPa,24h吸水厚度膨胀率大致在7.2%-13.6%,力学性能有所提高,而且节能环保,是阻燃纤维板材上的创新,经济和社会效益显著。

Claims (5)

1.一种阻燃纤维板的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)、废纸浆的处理,将废纸浆脱水烘干,得废旧纤维,将废旧纤维粉碎,浸入质量浓度为20%的氢氧化钠溶液中,浸渍24h,捞出,用清水洗涤2-3次,再用纤维解离器在5000r/min进一步解离,再用清水洗涤至pH值为7.0,完全脱去氢氧化钠,烘干,完全脱水,成干燥废旧纤维;
所述的废纸浆是指在造纸生产中所剩余的废浆;
(2)、配制阻燃剂,阻燃剂是由以下重量百分比计的:聚磷酸铵36%-52%、三聚氰胺28%-40%和硼酸锌10%-17%,用玻璃棒搅拌,混合均匀制成;
(3)、超声处理:将阻燃剂和干燥废旧纤维混合在一起,加入水,置入超声波反应器中,在超声和机械搅拌使用下进行超声处理,超声功率200w-500w,搅拌速度200r/min-400r/min,超声和搅拌时间为30min-60min,使废旧纤维和阻燃剂充分混合均匀,成板浆;阻燃剂为干燥废旧纤维质量的10-18%,阻燃剂和干燥废旧纤维的重量和与水的固液比为1︰(2.5-10);
(4)、制板:将步骤(3)超声处理后的板浆放进制板模具中铺装成型,再经冷压、热压两步法制备成阻燃纤维板,冷压4-6MPa,冷压温度为常温,热压4-6MPa,热压温度为120-180℃。
2.根据权利要求1所述的阻燃纤维板的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)、废纸浆的处理,将废纸浆脱水烘干,得废旧纤维,将废旧纤维粉碎,浸入质量浓度为20%的氢氧化钠溶液中,浸渍24h,捞出,用清水洗涤2-3次,再用纤维解离器在5000r/min进一步解离,再用清水洗涤至pH值为7.0,完全脱去氢氧化钠,烘干,完全脱水,成干燥废旧纤维;
(2)、配制阻燃剂,阻燃剂是由以下重量百分比计的:聚磷酸铵43%、三聚氰胺40%和硼酸锌17%,用玻璃棒搅拌,混合均匀制成;
(3)、超声处理:将阻燃剂和干燥废旧纤维混合在一起,加入水,置入超声波反应器中,在超声和机械搅拌使用下进行超声处理,超声功率200w-500w,搅拌速度200r/min-400r/min,超声和搅拌时间为30min-60min,使废旧纤维和阻燃剂充分混合均匀,成板浆;阻燃剂为干燥废旧纤维质量的12%,阻燃剂和干燥废旧纤维的重量和与水的固液比为1︰3;
(4)、制板:将步骤(3)超声处理后的板浆放进制板模具中铺装成型,再经冷压、热压两步法制备成阻燃纤维板,冷压4-6MPa,冷压温度为常温,热压4-6MPa,热压温度为120-180℃。
3.根据权利要求1所述的阻燃纤维板的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)、废纸浆的处理,将废纸浆脱水烘干,得废旧纤维,将废旧纤维粉碎,浸入质量浓度为20%的氢氧化钠溶液中,浸渍24h,捞出,用清水洗涤2-3次,再用纤维解离器在5000r/min进一步解离,再用清水洗涤至pH值为7.0,完全脱去氢氧化钠,烘干,完全脱水,成干燥废旧纤维;
(2)、配制阻燃剂,阻燃剂是由以下重量百分比计的:聚磷酸铵52%、三聚氰胺32%和硼酸锌16%,用玻璃棒搅拌,混合均匀制成;
(3)、超声处理:将阻燃剂和干燥废旧纤维混合在一起,加入水,置入超声波反应器中,在超声和机械搅拌使用下进行超声处理,超声功率200w-500w,搅拌速度200r/min-400r/min,超声和搅拌时间为30min-60min,使废旧纤维和阻燃剂充分混合均匀,成板浆;阻燃剂为干燥废旧纤维质量的15%,阻燃剂和干燥废旧纤维的重量和与水的固液比为1︰5;
(4)、制板:将步骤(3)超声处理后的板浆放进制板模具中铺装成型,再经冷压、热压两步法制备成阻燃纤维板,冷压4-6MPa,冷压温度为常温,热压4-6MPa,热压温度为120-180℃。
4.根据权利要求1所述的阻燃纤维板的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)、废纸浆的处理,将废纸浆脱水烘干,得废旧纤维,将废旧纤维粉碎,浸入质量浓度为20%的氢氧化钠溶液中,浸渍24h,捞出,用清水洗涤2-3次,再用纤维解离器在5000r/min进一步解离,再用清水洗涤至pH值为7.0,完全脱去氢氧化钠,烘干,完全脱水,成干燥废旧纤维;
(2)、配制阻燃剂,阻燃剂是由以下重量百分比计的:聚磷酸铵50%、三聚氰胺38%和硼酸锌12%,用玻璃棒搅拌,混合均匀制成;
(3)、超声处理:将阻燃剂和干燥废旧纤维混合在一起,加入水,置入超声波反应器中,在超声和机械搅拌使用下进行超声处理,超声功率450w,搅拌速度360r/min,超声和搅拌时间为45min,使废旧纤维和阻燃剂充分混合均匀,成板浆;阻燃剂为干燥废旧纤维质量的17%,阻燃剂和干燥废旧纤维的重量和与水的固液比为1︰9;
(4)、制板:将步骤(3)超声处理后的板浆放进制板模具中铺装成型,再经冷压、热压两步法制备成阻燃纤维板,冷压4-6MPa,冷压温度为常温,热压4-6MPa,热压温度为120-180℃。
5.根据权利要求1所述的阻燃纤维板的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)、废纸浆的处理,将废纸浆脱水烘干,得废旧纤维,将废旧纤维粉碎,浸入质量浓度为20%的氢氧化钠溶液中,浸渍24h,捞出,用清水洗涤2-3次,再用纤维解离器在5000r/min进一步解离,再用清水洗涤至pH值为7.0,完全脱去氢氧化钠,烘干,完全脱水,成干燥废旧纤维;
(2)、配制阻燃剂,阻燃剂是由以下重量百分比计的:聚磷酸铵48%、三聚氰胺36%和硼酸锌16%,用玻璃棒搅拌,混合均匀制成;
(3)、超声处理:将阻燃剂和干燥废旧纤维混合在一起,加入水,置入超声波反应器中,在超声和机械搅拌使用下进行超声处理,超声功率360w,搅拌速度300r/min,超声和搅拌时间为30min,使废旧纤维和阻燃剂充分混合均匀,成板浆;阻燃剂为干燥废旧纤维质量的15%,阻燃剂和干燥废旧纤维的重量和与水的固液比为1︰2.5-10;
(4)、制板:将步骤(3)超声处理后的板浆放进制板模具中铺装成型,再经冷压、热压两步法制备成阻燃纤维板,冷压4-6MPa,冷压温度为常温,热压4-6MPa,热压温度为120-180℃。
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