CN108457124B

CN108457124B - 阻燃剂及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN108457124B
Application number: CN201810120637.2A
Authority: CN
Inventors: 马楚力; 段华伟; 宋孝飞; 汪实; 马松绵; 马伟武; 马楚邦; 马家慧
Original assignee: Lijia Packaging Dongguan Co ltd; Shenzhen Lijia Creative Cultural Industry Development Co ltd; Dongguan Jiayi Industrial Co ltd
Current assignee: Lijia Packaging Dongguan Co ltd; Shenzhen Lijia Creative Cultural Industry Development Co ltd; Dongguan Jiayi Industrial Co ltd
Priority date: 2018-02-05
Filing date: 2018-02-05
Publication date: 2021-05-25
Anticipated expiration: 2038-02-05
Also published as: CN108457124A

Abstract

本发明公开了一种阻燃剂，按重量份数计，包括10～20份的镁铝双氢氧化物‑海泡石层状复合材料、5～10份的低聚合度聚磷酸铵、50～70份的去离子水。本发明的阻燃剂具有高表面活性、安全环保、阻燃效果好的优势。将本发明的阻燃剂用于纸板，可防止纸板干燥后阻燃剂析出，能保持纸板具有高效的阻燃效果，还可以增加纸板的强度，故，该阻燃剂可适合多种纸板阻燃处理方式及要求。本发明还提供了一种上述阻燃剂的制备方法和应用。

Description

阻燃剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及阻燃改性剂领域，尤其涉及一种阻燃剂及其制备方法和应用。

背景技术

纸制包装材料是现代四大包装材料之一，它的使用量占到包装材料的40％以上。瓦楞纸箱以其优越的使用性能和良好的加工性能，逐渐取代了部分木箱等运输包装容器，成为运输包装的主力军。随着瓦楞纸箱应用领域的不断延伸及扩大，普通瓦楞纸箱已经不能完全满足某些特殊产品的包装防护要求，例如易燃、易爆危险产品的包装、以及在创意瓦楞纸工艺品、纸质家具、纸质临时建筑等领域的应用。应用于包装、创意品、家具、临时建筑等方面的纸制材料，从消防安全角度考虑都需要进行阻燃处理。由于纸制材料的植物纤维本身具有可燃性，使不少火灾的发生是由纸制材料被引燃而造成的，因此研究纸制材料的防火阻燃剂对纸制包装及其他纸质产品的进一步应用具有重要的意义。

纸制包装材料是植物纤维制成的，其主要成分是纤维素。纤维素是易燃性物质，其热裂解时会生成葡萄糖、挥发性气体和可燃性焦油等易燃物质，其中可燃性物质和挥发性气体的扩散和热传导，以及燃烧后产生的大量热将反作用于纤维素使其继续热解。当纸制材料燃烧耗尽或供氧不足以维持燃烧时，燃烧才会终止，否则热解反应将循环进行下去。纸制材料燃点较低，一般为130～230℃。

阻燃纸制材料可通过物理和化学法干扰支持燃烧的条件(热、可燃物和氧)，使燃烧循环过程中的一个或几个燃烧条件缺失或变化，从而导致燃烧循环过程无法继续或减缓燃烧。对纸制材料阻燃就是干扰纤维素热裂解，抑制可燃及挥发性气体产生，隔离热和空气或稀释可燃气体。目前为使纸基材料具有阻燃性有不同的方法，下面介绍几种常用的方法：

1、用难燃或不燃纤维原料：采用特殊的造纸工艺，制造不燃纸或难燃纸。如人们很早就采用石棉纤维或者玻璃纤维等制造难燃纸或不燃纸。但由于石棉纤维或者玻璃纤维强度都很低，且对人体健康有害，使用上受到很大限制。目前，国内外正在致力于高强度难燃纤维的研究。但必须指出的是，使用无机纤维制造的纸，也并不能完全阻燃，因为在抄纸过程中，都要加入适量的有机粘结剂。

2、浸渍法：浸渍法是一种很古老的方法，适用于水溶性阻燃剂。把水溶性阻燃剂配成溶液，浸渍到纸中去，经加热干燥后即可制得难燃纸。该方法得到的阻燃纸耐水性差，吸潮性强，纸的强度下降显著，易发黄变硬。浸渍法要求纸张具有相当高的吸收性和湿强度指标，最好是浸渍皱纹纸、棉纤维纸、合成纤维纸和无纺布。纸张在表面施胶机上或染纸机上就可完成浸渍。

3、涂布法：该方法适用于不溶或难溶的阻燃剂。把阻燃剂粉料均匀分散在某种粘结剂中，制成乳状涂料，然后用涂布的方法把此涂料涂在纸的表面上，经加热干燥即可得涂布型阻燃纸。该方法的优点是阻燃剂大部分集中在纸的表面，对纸的物理性能影响也较小，特别是对需要涂布的加工纸而言，只需在涂料中加入阻燃剂就可以了，该方法可在涂布机上完成。为取得良好的阻燃效果，阻燃剂以粒径小且均匀的为好。该方法的缺点是阻燃效果不理想，表面阻燃层虽然耐高温，但是经过一定长时间的外表层加热燃烧后，内层纸仍然会因为温度过高而燃烧。

4、内添法：该方法适用于水不溶性阻燃剂，将阻燃剂与其它填料一起添加到纸浆中去，然后抄造成纸。添加部位比较灵活，只要能够保证其在浆料中均匀分散就可以了。该方法的优点是适用于各种纸的生产，工艺操作简单，阻燃剂在纸中的分布比较均匀，故纸的阻燃功能比较均一。缺点是阻燃剂流失比较严重，加入的量一般都较大。

5、喷洒法：该方法适用于厚度较薄，吸水能力较强的纸张或纸板，对于较厚或吸水能力较差的纸或纸板，效果有限。

目前处理纸基材料的阻燃剂主要分为无机水溶性阻燃剂、有机阻燃剂乳液及高分子聚合物阻燃剂。国内关于纸板阻燃技术研究也较多，如CN101130940B公开了一种防潮阻燃液，该防潮阻燃液含有：硼酸锌、盐酸、水、氨水、防潮剂、环氧树脂、环氧树脂固化剂，制备方法为：将硼酸锌用盐酸稀释，接着用10％的氨水作为缓冲溶剂，然后加入渗透剂、防潮剂、环氧树脂及环氧树脂固化剂经搅拌过滤得水基型阻燃液。虽然该阻燃液具有较好的阻燃效果，但其缺点在于无机阻燃剂硼酸锌、防潮剂等和环氧树脂及环氧树脂固化剂的相容性很差，导致无机阻燃剂、防潮剂会在表面析出，从而影响整体的阻燃性能及表面质量。如CN106120452A公开了一种阻燃剂，包括溶剂、聚磷酸铵、镁铝水滑石、氢氧化铝、分散剂、胶黏剂和脂肪醇聚氧乙烯醚。同样该阻燃剂在瓦楞纸板上的阻燃效果较好，但是其缺点在于，阻燃剂干燥后，镁铝水滑石、氢氧化铝等无机组分会析出，造成纸板表面外观难看。

因此，急需提供一种新的阻燃剂，以解决上述阻燃剂易析出、阻燃不均匀、浸渍阻燃剂后纸板强度下降等问题。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种阻燃剂，该阻燃剂具有安全环保、阻燃效果好的特点，在纸板中施加本发明的阻燃剂后，具有纸板强度增强、阻燃剂溶解性好且干燥后不析出的优点。

本发明的目的之二是提供上述阻燃剂的制备方法。

本发明的目的之三是提供上述阻燃剂在纸板阻燃方面的应用。

为实现上述目的，本发明提供了一种阻燃剂，按重量份数计，所述阻燃剂包括：

镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料 10～20份；

低聚合度聚磷酸铵 5～10份；以及

去离子水 50～70份，

所述低聚合度聚磷酸铵的分子通式为(NH₄)_(n+2)P_nO_(3n+1)，其中n＝10～20。

其中，镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料的份数可以选为10份、12份、14份、16份、18份、20份；低聚合度聚磷酸铵的份数可以选为5份、6份、7份、8份、9份、10份；去离子水的份数可以选为50份、55份、60份、65份、70份；n可以选为10、12、14、16、18、20。

与现有技术相比，本发明的镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料兼具镁铝双氢氧化物与海泡石的特点，镁铝双氢氧化物(LDH-NO^-3)是具有层板组成和层间离子可调性的一种层状无机物，在催化、阻燃、吸附等领域具有良好的作用。尤其是在阻燃方面，镁铝双氢氧化物兼具了氢氧化镁、氢氧化铝阻燃剂的优点，具有阻燃、消烟、填充三种功能。因此，镁铝双氢氧化物是一种高效、无卤、无毒、低烟型的阻燃剂。更重要的是，本发明利用镁铝双氢氧化物良好的吸附能力可以有效地将低聚合度聚磷酸铵进行吸附，防止低聚合度聚磷酸铵干燥后析出。海泡石(SEP)的化学式为Mg₈Si₁₂O₃₀(OH)₄-(H₂O)₄·8H₂O，是一种具有层链状结构的含水富镁硅酸盐粘土矿物，具有收缩率低、可塑性好、比表面积大、吸附性能强的性能，还具有隔热、绝缘、抗腐蚀、抗辐射及热稳定等特性。由于海泡石具有特殊结构，存在一系列孔道，具有极大的比表面积，孔道空隙度高、晶体呈纤维状，且在水中不膨胀，但是很容易分散，故可以将镁铝双氢氧化物吸附于孔道内，对于阻止镁铝双氢氧化物在干燥后析出具有重要作用。此外，镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料具有强大的吸附能力，可以将燃烧产生的有毒气体有效吸附。因此，本发明的阻燃剂是一种高表面活性、安全环保、阻燃效果好且高效的阻燃剂。

较佳地，本发明的阻燃剂，按重量份数计，还包括3～5份的快速渗透剂。具体地，快速渗透剂的份数可以选为3份、4份、5份。

本发明的阻燃剂中引入了快速渗透剂，可确保阻燃成分快速、高效的进入纸板纤维，保证纸板的阻燃效果。具体地，本发明的快速渗透剂可以选自顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠、二丁基萘磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、2-乙基己基硫酸钠、异辛醇磷酸酯中的一种或多种。

较佳地，本发明的阻燃剂，按重量份数计，还包括2～3份的消泡剂。具体地，消泡剂的份数可以选为2份、2.5份、3份。

本发明的阻燃剂中引入了消泡剂，进一步促进阻燃成分快速、高效的进入纸板纤维，保证纸板的阻燃效果。具体地，本发明的消泡剂可以选自辛醇或磷酸三丁酯中的一种或两种。

本发明还提供了一种阻燃剂的制备方法，步骤包括：

1)将去离子水加热至40～60℃，在搅拌状态下，加入低聚合度聚磷酸铵；

2)然后加入镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料，搅拌均匀，得到阻燃剂。

本发明先将低聚合度聚磷酸铵与水混合，再加入镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料，更有利于镁铝双氢氧化物有效的将低聚合度聚磷酸铵进行吸附，防止低聚合度聚磷酸铵干燥后析出。其中，上述步骤1)中的温度具体可以为40℃、45℃、50℃、55℃、60℃。进一步，当阻燃剂中包含快速渗透剂和消泡剂时，其步骤2)为：然后加入镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料、快速渗透剂和消泡剂，搅拌均匀，得到阻燃剂。

本发明还提供了一种镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料的制备方法，包括：

1)将镁铝双氢氧化物和三水合醋酸钠进行反应得到醋酸根型层状双氢氧化物；

2)将所述醋酸根型层状双氢氧化物加入去离子水中，搅拌均匀，得到悬浮液；

3)采用离心机将所述悬浮液进行离心，取上部的胶质液；

4)先将海泡石加入去离子水中分散均匀得到混合物A，然后将所述混合物A加入到所述胶质液中，进行搅拌，得到浆液；

5)将所述浆液进行离心，得到沉淀物，对所述沉淀物进行洗涤、干燥、研磨，即得到镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料，

其中，所述醋酸根型层状双氢氧化物与所述海泡石的质量比为1∶1.6～2。

较佳地，本发明中的镁铝双氢氧化物与三水合醋酸钠的质量比为1∶17～18。

较佳地，镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料的细度≤25μm，具体的，可以为0.1μm、1μm、10μm、15μm、25μm。

较佳地，本发明的LDH-ACO可按照0.01g/mL的比例分散于去离子水中。

较佳地，本发明的海泡石(SEP)可按照0.016～0.02g/mL的比例分散于去离子水中。

较佳地，离心工艺可以是以8000～10000r/min的速度将所得浆液离心15～20min，具体地，转速可以是8000r/min、9000r/min、10000r/min。

本发明还提供了一种镁铝双氢氧化物的制备方法，包括：

1)将NaOH和NaNO₃溶解在去离子水中，形成3.55～3.65mol/L的混合溶液B；

2)将MgCl₂·6H₂O和AlCl₃·6H₂O溶解在去离子水中，形成1.125～1.15mol/L的混合溶液C；

3)将所述混合溶液B滴加至所述混合溶液C中并搅拌均匀，得到混合溶液D；

4)将所述混合溶液D进行反应得到化合物E；

5)将所述化合物E进行过滤，采用乙醇洗涤至滤液呈中性后，然后进行干燥、研磨，即得到LDH-NO^-3，

其中，所述AlCl₃·6H₂O、MgCl₂·6H₂O、NaNO₃和NaOH的摩尔比为1∶3.5～3.6∶17.5～18∶18～18.5。

较佳地，上述镁铝双氢氧化物的制备方法中，可以采用滴液漏斗进行滴加。

较佳地，步骤4)可在反应釜中进行，反应釜优选为聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜。进一步，反应的工艺优选为温度在80～85℃下反应10～11h。

较佳地，干燥工艺可以是在温度为70～80℃下干燥11～12h。

较佳地，LDH-NO^-3的细度≤25μm，具体的，可以为0.1μm、1μm、10μm、15μm、25μm。

本发明还提供了一种醋酸根型层状双氢氧化物的制备方法，包括：

1)将所述三水合醋酸钠溶于去离子水得到三水合醋酸钠水溶液；

2)将所述LDH-NO^-3加入到所述三水合醋酸钠水溶液中并在搅拌及通入氮气下进行反应，得到化合物F；

3)对所述化合物F进行离心，得到化合物G，对所述化合物G进行洗涤，然后干燥，再对其研磨，即得到LDH-ACO，

其中，所述镁铝双氢氧化物与所述三水合醋酸钠的质量比为1∶17～18。

较佳地，本发明的醋酸根型层状双氢氧化物的制备方法中，向混合液中通入氮气以排除二氧化碳，搅拌时间可以是2～3h。

较佳地，洗涤是分别采用去离子水和酒精进行，最好采用去离子水和酒精对化合物F各清洗两次。

较佳地，干燥工艺可以是在65～70℃下干燥11～12h。

较佳地，LDH-ACO的细度≤25μm，具体的，可以为0.1μm、1μm、10μm、15μm、25μm。

本发明还提供了一种上述阻燃剂在纸板阻燃方面的应用。

本发明的阻燃剂用于纸板中，由于海泡石具有遇水变柔干燥变硬的特点，将其涂覆于纸箱不仅可以阻燃，还可以增加纸箱的强度。还由于镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料可以有效将低聚合度聚磷酸铵进行吸附，故可防止纸板干燥后低聚合度聚磷酸铵析出。因此，本发明的阻燃剂可适合多种纸板阻燃处理方式及要求。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案，但不构成对本发明的任何限制。

实施例1

(1)镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料的制备

S1、镁铝双氢氧化物制备

称取720g的NaOH和1487.4g的NaNO₃，溶解在10L去离子水中，形成混合溶液B。称取711.5g MgCl₂·6H₂O和241.4g AlCl₃·6H₂O，溶解在4L去离子水中，形成混合溶液C。将混合溶液B倒入至滴液漏斗内，并在不断搅拌下缓慢滴加到混合溶液C中，得到混合溶液D，完成后将混合溶液D在磁力搅拌器上搅拌40min。将搅拌后的液体装入聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，在80℃下反应11h，得到化合物E，化合物E为白色沉淀，所制得的白色沉淀经过过滤、乙醇洗涤至滤液呈中性后，在70℃下干燥11h后经球磨机研磨至细度≤25μm，所得样品标记为LDH-NO^- ₃。

S2、醋酸镁铝双氢氧化物的制备

将320g LDH-NO^- ₃粉末加入到10L 4mol/L三水合醋酸钠水溶液中，磁力搅拌2h，向混合液中通入氮气以排除二氧化碳，反应条件为室温水浴超声1h，室温搅拌24h，得到化合物F进行离心，得到化合物G，对化合物G分别用去离子水和酒精各清洗两次，在65℃下干燥11h后，经球磨机研磨至细度≤25μm，获得醋酸根型层状双氢氧化物(LDH-ACO)。

S3、镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料的制备

将1000gLDH-ACO分散于100L去离子水中，磁力搅拌10min，室温水浴超声1h，得到悬浮液。采用高速离心机将悬浮液以4000r/min的转速离心5min，取上部半透明胶质液。将1600g海泡石(SEP)在100L去离子水中分散，进行搅拌，得到混合物A，将混合物A加入到100L上述胶质液中，室温磁力搅拌48h使SEP充分分散溶胀，以使LDH-ACO纳米片插层进入其层间，得到浆液。以8000r/min的转速将所得浆液离心15min，收集产物，经洗涤、干燥后，采用球磨机研磨至细度≤25μm得到镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料。

(2)阻燃剂的制备

按重量份数计，该实施例的阻燃剂包括：

其中，低聚合度聚磷酸铵的分子通式为(NH₄)_(n+2)P_nO_(3n+1)，其中n＝10。

将原料按照上述配比投入烧杯中，在常温常压下，将去离子水放入搅拌容器中，加热升温至40℃，并在搅拌状态下，先将低聚合度聚磷酸铵加入水中至完全溶解，之后加入镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料、二丁基萘磺酸钠、顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠和辛醇充分搅拌至溶解，混合均匀后即得阻燃剂。

实施例2

(1)镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料的制备

S1、镁铝双氢氧化物制备

称取740g的NaOH和1530g的NaNO₃，溶解在10L去离子水中，形成混合溶液B。称取731.9g MgCl₂·6H₂O和241.4g AlCl₃·6H₂O，溶解在4L去离子水中，形成混合溶液C。将混合溶液B倒入至滴液漏斗内，并在不断搅拌下缓慢滴加到混合溶液C中，得到混合溶液D，完成后将混合溶液D在磁力搅拌器上搅拌60min。将搅拌后的液体装入聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，在85℃下反应11h，得到化合物E，化合物E为白色沉淀，所制得的白色沉淀经过过滤、乙醇洗涤至滤液呈中性后，在80℃下干燥12h后经球磨机研磨至细度≤25μm，所得样品标记为LDH-NO^- ₃。

S2、醋酸镁铝双氢氧化物的制备

将302g LDH-NO^- ₃粉末加入到10L 4mol/L三水合醋酸钠水溶液中，磁力搅拌3h，向混合液中通入氮气以排除二氧化碳，反应条件为室温水浴超声2h，室温搅拌24h，得到化合物F进行离心，得到化合物G，对化合物G用去离子水和酒精各清洗两次，在70℃下干燥12h后，经球磨机研磨至细度≤25μm，获得醋酸根型层状双氢氧化物记为LDH-ACO。

S3、镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料的制备

将1000gLDH-ACO分散于100L去离子水中，磁力搅拌20min，室温水浴超声2h，搅拌均匀，得到悬浮液。采用高速离心机将悬浮液以4000r/min离心10min，取上部半透明胶质液。将2000g海泡石(SEP)在100L去离子水中分散，进行搅拌，得到混合物A，将混合物A加入到100L上述胶质液中，室温磁力搅拌48h使SEP充分分散溶胀，以使LDH-ACO纳米片插层进入其层间，得到浆液。以10000r/min的速度将所得浆液离心20min，收集产物，经洗涤、干燥后，采用球磨机研磨至细度≤25μm得到镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料。

(2)阻燃剂的制备

按重量份数计，该实施例的阻燃剂包括：

其中，低聚合度聚磷酸铵的分子通式为(NH₄)_(n+2)P_nO_(3n+1)，其中n＝15。

将原料按照上述配比投入烧杯中，在常温常压下，将去离子水放入搅拌容器中，加热升温至40℃，并在搅拌状态下，先将低聚合度聚磷酸铵加入水中至完全溶解，之后加入镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料、脂肪醇聚氧乙烯醚、2-乙基己基硫酸钠、磷酸三丁酯充分搅拌至溶解，混合均匀后即得本申请的阻燃剂。

实施例3

(1)镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料的制备

S1、镁铝双氢氧化物制备

称取730g的NaOH和1500g的NaNO₃，溶解在10L去离子水中，形成混合溶液B。称取720g MgCl₂·6H₂O和241.4g AlCl₃·6H₂O，溶解在4L去离子水中，形成混合溶液C。将混合溶液B倒入至滴液漏斗内，并在不断搅拌下缓慢滴加到混合溶液C中，得到混合溶液D，完成后将混合溶液D在磁力搅拌器上搅拌50min。将搅拌后的液体装入聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，在80℃下反应11h，得到化合物E，化合物E为白色沉淀，所制得的白色沉淀经过过滤、乙醇洗涤至滤液呈中性后，在75℃下干燥12h后经球磨机研磨至细度≤25μm，所得样品标记为LDH-NO^- ₃。

S2、醋酸镁铝双氢氧化物的制备

将311g LDH-NO^- ₃粉末加入到10L 4mol/L三水合醋酸钠水溶液中，磁力搅拌3h，向混合液中通入氮气以排除二氧化碳，反应条件为室温水浴超声2h，室温搅拌24h，得到化合物F进行离心，得到化合物G，对化合物G用去离子水和酒精各清洗两次，在70℃下干燥11h后，经球磨机研磨至细度≤25μm，获得醋酸根型层状双氢氧化物记为LDH-ACO。

S3、镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料的制备

将1000gLDH-ACO分散于100L去离子水中，磁力搅拌20min，室温水浴超声2h，搅拌均匀，得到悬浮液。采用高速离心机将悬浮液以4000r/min离心10min，取上部半透明胶质液。将1800g海泡石(SEP)在100L去离子水中分散，进行搅拌，得到混合物A，将混合物A加入到100L上述胶质液中，室温磁力搅拌48h使SEP充分分散溶胀，以使LDH-ACO纳米片插层进入其层间，得到浆液。以9000r/min的速度将所得浆液离心20min，收集产物，经洗涤、干燥后，采用球磨机研磨至细度≤25μm得到镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料。

(2)阻燃剂的制备

按重量份数计，该实施例的阻燃剂包括：

其中，低聚合度聚磷酸铵的分子通式为(NH₄)_(n+2)P_nO_(3n+1)，其中n＝20。

将原料按照上述配比投入烧杯中，在常温常压下，将去离子水放入搅拌容器中，加热升温至40℃，并在搅拌状态下，先将低聚合度聚磷酸铵加入水中至完全溶解，之后加入镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料、异辛醇磷酸酯、辛醇、磷酸三丁酯充分搅拌至溶解，混合均匀后即得本申请的阻燃剂。

实施例4

该实施例提供了一种阻燃剂，按重量份数计，阻燃剂包括：

该实施例的制备方法与实施例2相同，在此不做详细说明。

实施例5

该实施例提供了一种阻燃剂，按重量份数计，阻燃剂包括：

该实施例的制备方法与实施例2相同，在此不做详细说明。

实施例6

该实施例提供了一种阻燃剂，按重量份数计，阻燃剂包括：

镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料 15份；

低聚合度聚磷酸铵 7份；以及

去离子水 60份，

该实施例的阻燃剂的制备方法与实施例3相同，在此不做详细说明。

对比例1

本对比例采用普通纸板阻燃剂，组分如下：

磷酸氢二铵、氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸、硼砂及去离子水，配比为按质量比磷酸氢二铵、氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸、硼砂＝10∶4∶6∶2∶2，质量浓度为15％。本对比例的阻燃剂的制备方法为本领域常用方法，在此不做详细说明。

对比例2

该对比例提供一种阻燃剂，按重量份数计，阻燃剂包括：

该对比例的制备方法与实施例1阻燃剂的制备方法相同，在此不做详细说明。

对比例3

该对比例提供了一种阻燃剂，按重量份数计，阻燃剂包括：

对上述实施例1-6和对比例1-3获得的阻燃剂分别采用浸渍和涂覆的方法对一种纸板进行阻燃处理，并设置不涂覆及浸渍阻燃剂的纸板作为空白试样，对纸板进行外观检查、阻燃性测试及机械强度测试比较。采用浸渍方法处理后，实施例中各项性能测试结果如表1，对比例中各项性能测试结果如表2；采用涂覆方法处理后，实施例中各项性能测试结果如表3，对比例中各项性能测试结果如表4。

其中，测试方法如下：

1、机械强度测试，根据GB/T6546-1998《瓦楞纸板边压强度的测定法》的要求，使用HD-503型多功能环压/边压试验机进行测试；

2、阻燃性能测试，根据GB/T 14656-2009《阻燃纸和纸板燃烧性能试验方法》的要求进行测试。

表1：浸渍方法处理的实施例1-6中的阻燃剂用于纸板的各项性能测试结果

表2：浸渍方法处理的对比例1-3中的阻燃剂用于纸板的各项性能测试结果

表3：涂覆方法处理的实施例1-6的阻燃剂用于纸板的各项性能测试结果

表4：对比例1-3中的阻燃剂用于纸板的各项性能测试结果

从表1-4中可知，实施例1-6中的机械强度和阻燃性能均优于对比例1-3，原因是实施例1-6中的阻燃剂包含镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料，借助镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料兼具镁铝双氢氧化物与海泡石的特点，可以有效的提高该阻燃剂的阻燃性能。更重要的是，利用镁铝双氢氧化物良好的吸附能力可以有效将低聚合度聚磷酸铵阻燃剂进行吸附，防止低聚合度聚磷酸铵阻燃剂在纸板干燥后析出。此外，借助海泡石特殊结构，存在一系列孔道，具有极大的比表面积，孔道空隙度高、晶体呈纤维状，且在水中不膨胀，但是很容易分散，故可以将镁铝双氢氧化物吸附于孔道内，对于阻止镁铝双氢氧化物在纸板干燥后析出具有重要作用，以提高阻燃性能。还由于海泡石具有遇水变柔干燥变硬的特点，将其涂覆于纸箱不仅可以阻燃，还可以增加纸箱的强度。

实施例2与实施例4-5相比，实施例2中纸板的机械强度较优，可能是由于实施例2中采用的快速渗透剂属于复配型，而实施例4-5的快速渗透剂均为单一型，可能存在复配型快速渗透剂可促进镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料提高纸板的强度。

实施例3和实施例6相比，实施例3的机械强度和阻燃性能性能优于实施例6，这是由于实施例3中包含快速渗透剂和消泡剂，快速渗透剂可确保阻燃成分快速、高效的进入纸板纤维，保证纸板的阻燃效果，消泡剂进一步促进阻燃成分快速、高效的进入纸板纤维，保证纸板的阻燃效果。此外，消泡剂和快速渗透剂共同作用还可能存在增加纸板的强度。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明做了详细的说明，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

Claims

1.一种阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤包括：

1）将50～70份的去离子水加热至40～60℃，在搅拌状态下，加入5～10份的低聚合度聚磷酸铵；

2）然后加入10～20份的镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料、3～5份的快速渗透剂和2～3份的消泡剂，搅拌均匀，得到所述阻燃剂；

其中，所述低聚合度聚磷酸铵的分子通式为(NH₄)_(n+2)P_nO_(3n+1)，其中n=10～20，所述快速渗透剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚和2-乙基己基硫酸钠，所述消泡剂选自辛醇或磷酸三丁酯中的一种或两种。

2.如权利要求1所述的阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料的制备方法包括：

1）将镁铝双氢氧化物和三水合醋酸钠进行反应得到醋酸根型层状双氢氧化物；

2）将所述醋酸根型层状双氢氧化物加入去离子水中，搅拌均匀，得到悬浮液；

3）采用离心机将所述悬浮液进行离心，取上部的胶质液；

4）先将海泡石加入去离子水中分散均匀得到混合物A，然后将所述混合物A加入到所述胶质液中，进行搅拌，得到浆液；

5）将所述浆液进行离心，得到沉淀物，对沉淀物进行洗涤、干燥、研磨，即得到所述镁铝双氢氧化物-海泡石层状复合材料，

其中，所述醋酸根型层状双氢氧化物与所述海泡石的质量比为1:1.6～2。

3.如权利要求2所述的阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述镁铝双氢氧化物的制备方法包括：

1）将NaOH和NaNO₃溶解在去离子水中，形成3.55～3.65mol/L的混合溶液B；

2）将MgCl₂·6H₂O和AlCl₃·6H₂O溶解在去离子水中，形成1.125～1.15mol/L的混合溶液C；

3）将所述混合溶液B滴加至所述混合溶液C中并搅拌均匀，得到混合溶液D；

4）将所述混合溶液D进行反应得到化合物E；

5）将所述化合物E进行过滤，采用乙醇洗涤至滤液呈中性后，然后进行干燥、研磨，即得到LDH-NO^-3，

其中，所述AlCl₃·6H₂O、MgCl₂·6H₂O、NaNO₃和NaOH的摩尔比为1:3.5～3.6:17.5～18:18～18.5。

4.如权利要求3所述的阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述醋酸根型层状双氢氧化物的制备方法包括：

1）将所述三水合醋酸钠溶于去离子水得到三水合醋酸钠水溶液；

2）将所述LDH-NO^-3加入到所述三水合醋酸钠水溶液中并在搅拌及通入氮气下进行反应，得到化合物F；

3）对所述化合物F进行离心，得到化合物G，对所述化合物G进行洗涤，然后干燥，再对其研磨，即得到LDH-ACO，

其中，所述镁铝双氢氧化物与所述三水合醋酸钠的质量比为1:17～18。