CN110219206B - 一种防水阻燃纸盆、扬声器及纸盆的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种防水阻燃纸盆、扬声器及纸盆的制备方法，所述防水阻燃纸盆由浆料组成，所述防水阻燃纸盆的正面包含防水剂，所述防水阻燃纸盆的背面包含阻燃剂；本发明提供的防水阻燃纸盆，选用适宜的浆种，保证了纸盆的声学性能和音色，同时对纸盆进行防水处理和阻燃处理，在纸盆的正面涂有防水剂，背面涂有阻燃剂，减少阻燃剂和防水剂的用量，可以有效地控制纸盆重量增加在5％以内，不会对纸盆的纸浆组成产生影响，同时避免了阻燃剂和防水剂混合使用存在相互反应影响效果的问题，阻燃等级可以达到V‑0级，防水等级可以达到IPX‑7，阻燃和防水效果均优良，应用于扬声器时，效果良好，市场前景广阔。

Description

一种防水阻燃纸盆、扬声器及纸盆的制备方法
技术领域
本发明属于电声技术领域，涉及一种防水阻燃纸盆、扬声器及纸盆的制备方法。
背景技术
扬声器纸盆的主要原材料是植物纤维，具有易燃性。而扬声器工作时产生的热量有可能使纸盆着火而引起火灾，存在极大的安全隐患。因此对纸盆进行阻燃处理是必要的。植物纤维表面含有大量的羟基和羧基，这赋予了纸张天然的亲水性。纸张吸湿后会严重影响其外观和力学性能，因此对纸盆进行防水处理是必要的。另外，音响产品越来越多的应用于户外、水下等恶劣环境中，这也对纸盆的防水等级要求越来越高。纸盆的重量和浆种对扬声器的声学性能和音色音质都有很大的影响，因此在对纸盆进行阻燃和防水处理时，应尽可能减少其对纸浆和纸盆重量的影响。
CN106948211A公开了一种防水阻燃纸盆，其将纸浆、填料、增韧剂、调节剂、防水剂搅拌混合后，按常规流程制备纸盆；防水剂是由丙烯酸胶乳、羟乙基纤维素、膨润土、偏硅酸钠按比例混合搅拌形成乳液后回流制得；阻燃剂由高岭土、十溴二苯乙烷、三氧化二锑、氢氧化镁按比例混合搅拌均匀后制得。制得的防水阻燃纸盆有良好的阻燃效果，对水渗透情况也有改善。这种方法存在的不足之处：防水剂和阻燃剂中含大量无机填料，这些无机填料在抄纸时会大量流失，浪费严重；而且无机填料留着在纸张内，会大幅增加纸张的重量，并破坏其它纸张助剂的成膜连续性，这势必会影响纸张的力学性能；另外，填料的加入会改变纸盆的纸浆种类的比例，这会影响扬声器的音色音质。最后，这种方法制备的纸盆防水效果有待提高。
CN105647425A公开了一种阻燃防水高克重纸板的制备方法，a将两层牛卡纸、两层挂面纸用淀粉胶黏剂粘结，干燥形成纸板；b在纸板正反两面涂阻燃涂料；c干燥后形成高克重阻燃防水纸板。这种方法存在的不足之处：这种方法虽然可制备防水阻燃的纸板，却无法将该方法推广到纸盆的制备。
CN102535244A开了一种防水阻燃蜂窝纸板生产工艺，其中阻燃剂使用的是氮磷阻燃剂。防水剂主要包括以下重量比的组分：甲醛，30-38份；尿素，22-27份；聚乙烯醇，30-38份；三聚氰胺，0.8-1.6份；氨水，1.0-2.0份。这种方法公开的氮磷阻燃剂主要是应用在蜂窝纸板中。
CN105603820A公开了一种用于阻燃防水纸板的水性涂料的树脂及制备方法，按比例将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸缩水甘油酯、二乙烯三胺、己二酸等混合，得单体混合物；再按比例将改性氯化石蜡、改性二氧化硅、无卤阻燃剂、环氧氯丙烷和表面活性剂混合，得中间体混合物；将表面活性剂溶于水中，然后徐徐加入中间体混合物，搅拌、过滤后得到亚稳态初始乳液，再经高速搅拌、超声波震荡形成100-700纳米稳态乳液，升温，滴加单体混合物，同时将过氧化物溶入水中，逐滴加入，反应2h，冷却，过滤。本发明没有使用溶剂，可生产出零VOC、阻燃防水水性核壳型树脂；生产线无需再投入；实现了阻燃性能和防水性能统一。这种涂料组分复杂，并且主要应用于纸板中。
如何开发一种防水等级、阻燃性能更好，并且对重量影响较小的防水阻燃纸盆对于其应用具有重要的意义和价值。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种防水阻燃纸盆、扬声器及纸盆的制备方法，以解决现有的纸盆存在的阻燃性、防水性较差，影响声学性能和音色的问题，并且尽可能减小对纸盆重量的影响。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，一种防水阻燃纸盆，其特征在于，所述防水阻燃纸盆由浆料组成，所述防水阻燃纸盆的正面包含防水剂，所述防水阻燃纸盆的背面包含阻燃剂。
本发明提供的防水阻燃纸盆，选用适宜的浆种，保证了纸盆的声学性能和音色，同时对纸盆进行防水处理和阻燃处理，在纸盆的正面涂有防水剂，背面涂有阻燃剂，减少阻燃剂和防水剂的用量，可以有效地控制纸盆重量增加在5％以内，不会对纸盆的纸浆组成产生影响，同时避免了阻燃剂和防水剂混合使用存在相互反应影响效果的问题，阻燃等级可以达到V-0级，防水等级可以达到IPX-7，阻燃和防水效果均优良。
优选地，所述浆料包括以下组分：针叶木浆30～50份，麻浆30～40份，树皮浆10～20份，羊毛浆10～20份，矿物纤维1～5份。
本发明所述针叶木浆属于木浆中的一种，以针叶为原料得到的化学纸浆，重量份可以是30份、32份、35份、38份、40份、42份、45份、46份、48份或50份等。
麻浆是麻类纤维制成纸浆的总称，适合于抄造各类高级纸及工业技术用纸。本发明中麻浆在浆料中的重量份可以是30份、31份、32份、33份、34份、35份、36份、37份、38份、39份或40份等。
上述的树皮浆为“构树皮浆”，是以构树皮为原料，经过碱法制浆得到的纸浆。构树皮的纤维形态相对较好，其较长的纤维使成纸具有高的撕裂强度，为提高纸盆的强度创造了有利的条件。
羊毛浆在浆料中的重量份可以是10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或20份等。
羊毛浆是指羊毛脱脂处理、洗净后，再和针叶浆混合进行打浆。羊毛掺入硫酸盐浆内制作纸盆可改善低频特性。掺入适当的羊毛后的纸盆增加了纸盆的内阻尼，改善了扬声器的音质，也降低了谐振频率。
矿物纤维是从纤维状结构的矿物岩石中获得的纤维，主要组成物质为各种氧化物，在浆料中的重量份为1份、2份、3份、4份或5份等。
优选地，所述浆料中还包括棉浆0.001～10份，例如可以是0.001份、1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份或10份等。棉浆是纸浆的一种，利用棉花或棉短绒为原料，用碱法制得。
优选地，所述防水剂为阳离子苯丙乳液和/或石蜡乳液或。
阳离子苯丙乳液合成工艺简单，聚合物抗水性良好且成膜性优良。而且聚合物乳胶粒子表面带有正电荷，可以有效地与带负电荷的纤维吸附。因此阳离子苯丙乳液可以赋予纸张良好的防水性。石蜡乳液可以吸附在纤维表面，部分堵塞纤维之间的孔隙，截断水分传递渠道，减小了水与纤维之间的接触面积。同时，石蜡乳液可以遮盖和封闭纤维表面-OH等亲水基团，使甲基、亚甲基等憎水基团增多，降低了纤维表面的表面自由能。
优选地，防水剂的用量为2～5份，例如可以是2份、3份、4份或5份等。
优选地，所述阻燃剂为氮磷系阻燃剂。一般使用聚磷酸胺溶液。
优选地，阻燃剂的用量为2～5份，例如可以是2份、3份、4份或5份等。
本发明所述使用的防水剂和阻燃剂均为环保型的试剂，避免了十溴二苯乙烷、三氧化二锑等有害物质的使用，并且阻燃剂和防水剂不必与浆料直接混合，不会改变浆种的配比。
在本发明中，阻燃剂和防水剂不可混合使用，会因为相互反应而影响性能，因此正反喷涂在表面。
第二方面，本发明提供了一种如第一方面所述的防水阻燃纸盆的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
将浆料和任选地水混合，经过疏解、捞浆、热压和冲切后形成纸盆，然后在纸盆背面涂刷阻燃剂，纸盆正面涂刷防水剂得到防水阻燃纸盆。
在本发明中，制备的过程是特定的过程，不能将阻燃剂和防水剂直接与浆料混合，否则会造成阻燃性能和防水性能的大幅下降。阻燃剂和防水剂的涂刷没有先后顺序之分，只需保证二者分开进行即可。
本发明所述疏解、捞浆、热压和冲切的含义如下。疏解：将浆板撕碎后放入打浆机中，再加入适量清水打浆，得到浆料；捞浆：将浆料用大量清水稀释成纤维悬浮液，悬浮液经滤网过滤得到的滤层即为纸盆胚件；热压：纸盆胚件放入高温模具中，经压榨和干燥后形成纸盆；冲切：用冲切模具去除纸盆的中孔和边料。
优选地，所述浆料由针叶木浆、麻浆、树皮浆、羊毛浆、矿物纤维和任选地棉浆按比例混合而成。
优选地，涂刷阻燃剂后，将纸盆进行干燥。
优选地，所述干燥的温度为110～130℃，例如可以是110℃、115℃、120℃、125℃或130℃等。
优选地，所述干燥的时间为25～35min，例如可以是25min、26min、27min、28min、29min、30min、31min、32min、33min、34min或35min等。
优选地，涂刷防水剂后，将纸盆进行干燥。
优选地，所述干燥的温度为100～108℃，例如可以是100℃、101℃、102℃、103℃、104℃、105℃、106℃、107℃或108℃等。
优选地，所述干燥的时间为15～25min，例如可以是15min、16min、17min、18min、19min、20min、21min、22min、23min、24min或25min等。
第三方面，本发明提供了一种扬声器，所述扬声器包括如第一方面所述的防水阻燃纸盆。
本发明提供的扬声器，使用了防水阻燃纸盆，使得扬声器音色优美的同时具有良好的防水阻燃效果，适用于实际的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的防水阻燃纸盆，选用适宜的浆种，保证了纸盆的声学性能和音色，同时对纸盆进行防水处理和阻燃处理，在纸盆的正面涂有防水剂，背面涂有阻燃剂，减少阻燃剂和防水剂的用量，可以有效地控制纸盆重量增加在5％以内，不会对纸盆的纸浆组成产生影响，同时避免了阻燃剂和防水剂混合使用存在相互反应影响效果的问题，阻燃等级可以达到V-0级，防水等级可以达到IPX-7，阻燃和防水效果均优良，应用于扬声器时，效果良好，市场前景广阔。
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。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种防水阻燃纸盆，具体包括：
针叶木浆40份，麻浆35份，树皮浆15份，羊毛浆15份，棉浆6份，矿物纤维3份，阳离子苯丙乳液4份，氮磷系阻燃剂5份，水13000份。
制备方法：将针叶木浆、麻浆、树皮浆、羊毛浆、棉浆、矿物纤维和水混合，经过疏解、捞浆、热压和冲切后形成纸盆，然后在纸盆背面涂刷氮磷系阻燃剂，放在120℃烘箱中干燥30min，再向纸盆正面涂刷阳离子苯丙乳液，放在105℃烘箱中干燥20min后，得到防水阻燃纸盆。
实施例2
本实施例提供一种防水阻燃纸盆，具体包括：
针叶木浆35份，麻浆32份，树皮浆16份，羊毛浆17份，棉浆8份，矿物纤维2份，石蜡乳液4份，氮磷系阻燃剂3份，水14000份。
制备方法：将针叶木浆、麻浆、树皮浆、羊毛浆、棉浆、矿物纤维和水混合，经过疏解、捞浆、热压和冲切后形成纸盆，然后在纸盆背面涂刷氮磷系阻燃剂，放在130℃烘箱中干燥25min，再向纸盆正面涂刷石蜡乳液，放在100℃烘箱中干燥25min后，得到防水阻燃纸盆。
实施例3
本实施例提供一种防水阻燃纸盆，具体包括：
针叶木浆30份，麻浆30份，树皮浆10份，羊毛浆10份，棉浆10份，矿物纤维1份，氟系丙烯酸树脂2份，氮磷系阻燃剂2份，水12000份。
制备方法：将针叶木浆、麻浆、树皮浆、羊毛浆、棉浆、矿物纤维和水混合，经过疏解、捞浆、热压和冲切后形成纸盆，然后在纸盆背面涂刷氮磷系阻燃剂，放在110℃烘箱中干燥35min，再向纸盆正面涂刷石蜡乳液，放在108℃烘箱中干燥15min后，得到防水阻燃纸盆。
实施例4
本实施例提供一种防水阻燃纸盆，具体包括：
针叶木浆50份，麻浆40份，树皮浆20份，羊毛浆20份，矿物纤维5份，阳离子苯丙乳液5份，氮磷系阻燃剂5份，水13000份。
制备方法：将针叶木浆、麻浆、树皮浆、羊毛浆、矿物纤维和水混合，经过疏解、捞浆、热压和冲切后形成纸盆，然后在纸盆背面涂刷氮磷系阻燃剂，放在120℃烘箱中干燥34min，再向纸盆正面涂刷阳离子苯丙乳液，放在107℃烘箱中干燥22min后，得到防水阻燃纸盆。
实施例5
本实施例提供一种防水阻燃纸盆，具体包括：
针叶木浆45份，麻浆33份，树皮浆12份，羊毛浆15份，棉浆10份，矿物纤维5份，阳离子苯丙乳液3份，氮磷系阻燃剂4份，水13500份。
制备方法：将针叶木浆、麻浆、树皮浆、羊毛浆、棉浆、矿物纤维和水混合，经过疏解、捞浆、热压和冲切后形成纸盆，然后在纸盆背面涂刷阻燃剂，放在116℃烘箱中干燥28min，再向纸盆正面涂刷防水剂，放在103℃烘箱中干燥17min后，得到防水阻燃纸盆。
实施例6
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中不包括矿物纤维，其余与实施例1相同得到防水阻燃纸盆。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于，将阳离子苯丙乳液、浆料与水混合后制备纸盆，然后再涂刷氮磷系阻燃剂，得到防水阻燃纸盆。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于，将氮磷系阻燃剂、浆料与水混合后制备纸盆，然后再涂刷阳离子苯丙乳液，得到防水阻燃纸盆。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于，将阳离子苯丙乳液、氮磷系阻燃剂、浆料与水混合后制备得到防水阻燃纸盆。
将上述实施例1-6与对比例1-3得到防水阻燃纸盆进行防水效果和阻燃效果(UL94标准)测试，结果如表1所示：
防水效果测试参照《国际标准防水防尘等级》，包括：IPx 5防水：
方法名称：喷水试验；试验设备：喷嘴的喷水口内径为6.3mm
试验条件：使试验样品至喷水口相距为2.5m～3m，水流量为12.5L/min(750L/h)；试验时间：按被检样品外壳表面积计算，每平方米为1min(不包括安装面积)最少3min。
IPx 7防水：
方法名称：短时浸水试验
试验设备和试验条件：浸水箱。其尺寸应使试样放进浸水箱后，样品底部到水面的距离至少为1m。试样顶部到水面距离至少为0.15m。
试验时间：30min。
表1
阻燃效果 防水效果
实施例1 V-0 IPX-7
实施例2 V-0 IPX-7
实施例3 V-0 IPX-7
实施例4 V-0 IPX-7
实施例5 V-0 IPX-7
实施例6 V-0 IPX-7
对比例1 V-0 IPX-5
对比例2 无阻燃效果 IPX-7
对比例3 无阻燃效果 IPX-5
通过以上实施例和对比例的结果可知，本发明提供的防水阻燃纸盆阻燃等级可达到V-0级，防水等级可达到IPX-7。而如果制备过程中阻燃剂或防水剂直接与浆料等混合，会严重影响纸盆的阻燃性或防水性。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的防水阻燃纸盆、扬声器及纸盆的制备方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (11)

1.一种防水阻燃纸盆，其特征在于，所述防水阻燃纸盆由浆料组成，所述防水阻燃纸盆的正面为防水剂，所述防水阻燃纸盆的背面为阻燃剂；
所述浆料由以下组分组成：针叶木浆30～50份，麻浆30～40份，树皮浆10～20份，羊毛浆10～20份，矿物纤维1～5份，棉浆0.001～10份；
防水剂的用量为2～5份；
阻燃剂的用量为2～5份；
所述防水阻燃纸盆由以下步骤的方法制备得到：将浆料和任选地水混合，经过疏解、捞浆、热压和冲切后形成纸盆，然后在纸盆背面涂刷阻燃剂，纸盆正面涂刷防水剂得到防水阻燃纸盆。
2.根据权利要求1所述的防水阻燃纸盆，其特征在于，所述防水剂为阳离子苯丙乳液和/或石蜡乳液。
3.根据权利要求1所述的防水阻燃纸盆，其特征在于，所述阻燃剂为氮磷系阻燃剂。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的防水阻燃纸盆的制备方法，其特征在于，所述制备方法为以下步骤：
将浆料和任选地水混合，经过疏解、捞浆、热压和冲切后形成纸盆，然后在纸盆背面涂刷阻燃剂，纸盆正面涂刷防水剂得到防水阻燃纸盆。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，涂刷阻燃剂后，将纸盆进行干燥。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的温度为110～130℃。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的时间为25～35min。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，涂刷防水剂后，将纸盆进行干燥。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的温度为100～108℃。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的时间为15～25min。
11.一种扬声器，其特征在于，所述扬声器包括权利要求1-3中任一项所述的防水阻燃纸盆。
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