CN115748297A - 一种具有阻燃性能的复写纸 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有阻燃性能的复写纸及其制备方法，涉及新材料技术领域。本发明以三聚氰胺‑甲醛树脂为壁材制备微胶囊，使用磷化壳聚糖作为阻燃剂，将阻燃剂与微胶囊混合后，制备上纸染色涂料与下纸显色涂料，将功能化硅藻土与镁铝水滑石一起加入原纸纸浆中搅拌，再抄造成纸页，压榨烘干得到原纸，将上纸染色涂料涂布于上纸背面，下纸显色涂料涂布于下纸正面，制得具有阻燃性能的复写纸。本发明制备的一种具有阻燃性能的复写纸具有优良的阻燃性能，且具有较好的字迹稳定性。

Description

一种具有阻燃性能的复写纸
技术领域
本发明涉及新材料技术领域，具体为一种具有阻燃性能的复写纸。
背景技术
现在常用的复写纸是一种隐色复写纸，具有直接复写，直接显色的功能。它的显色主要是：在外力作用下，使微胶囊中的力敏色素和油溶液溢出与显色剂接触后发生染色反应，从而起到复写的作用。主要用于多联表格、票据、连续财票、一般业务财票等。
众所周知，纸及纸制品一般是由植物纤维抄造而成的。植物纤维的易燃性决定了纸品的易燃性，因而纸的使用往往会引起火灾。随着人们对火灾安全的日益重视，对某些纸及纸板品种的阻燃要求也与日俱增。因此，制备阻燃纸也日益重要。
针对现有技术的缺陷，本发明制备了一种具有阻燃性能且字迹保存性较好的复写纸。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有阻燃性能的复写纸及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种具有阻燃性能的复写纸，按重量份数计，主要包括：600～800份纸浆，60～80份镁铝水滑石，60～80份功能化硅藻土，120～180份上纸染色涂料，120～180份下纸显色涂料；
所述上纸染色涂料是由微胶囊、间隔剂、阻燃剂、胶粘剂、增稠剂、耐水化剂和界面活性剂混合制得；
所述下纸显色涂料是由高岭土、碳酸钙、胶粘剂、显色剂、分散剂、羧甲基纤维素钠、抑泡剂、润滑剂和防腐剂混合制得。
作为优化，所述功能化硅藻土是由氯化镁、氢氧化钠和硅藻土混合制得的。
作为优化，所述微胶囊是由三聚氰胺、甲醛、无色染料和OP-10表面活性剂混合制得的；所述间隔剂是小麦淀粉；所述阻燃剂是由壳聚糖和五氧化二磷混合制得的磷化壳聚糖；所述胶粘剂是羧基丁苯胶乳，改性淀粉中的一种或两种的混合物；所述增稠剂是羧甲基纤维素，明胶，琼脂中的一种或几种的混合物；所述耐水化剂是聚酰胺聚尿素，碳酸锆钾，碳酸锆铵，聚胺聚环氧型树脂，脲醛树脂，乙二醛，三聚氰胺甲醛树脂中的一种或几种的混合物；所述界面活性剂是磺化琥珀酸盐，乙炔乙二醇中的一种或两种的混合物。
作为优化，所述胶粘剂是羧基丁苯胶乳，改性淀粉中的一种或两种的混合物；所述显色剂是酚醛树脂；所述分散剂是聚丙烯酸钠，聚丙烯酰胺，聚甲基丙烯酸中的一种或几种的混合物；所述抑泡剂是聚二甲基硅氧烷，聚醚改性硅，苯乙醇油酸酯中的一种或几种的混合物；所述润滑剂是硫酸化蓖麻油，硬脂酸钠，硬脂酸钙，硬脂酸锌，氧化聚乙烯中的一种或几种的混合物；所述防腐剂是苯甲酸，苯甲酸钠，山梨酸，山梨酸钾中的一种或几种的混合物。
作为优化，所述具有阻燃性能的复写纸，按重量份数计，主要包括：700份纸浆，70份镁铝水滑石，70份功能化硅藻土，180份上纸染色涂料，150份下纸显色涂料；
上纸染色涂料包括：80份微胶囊，60份间隔剂，20份阻燃剂，15份胶粘剂，2份增稠剂，2份耐水化剂，1份界面活性剂；
下纸显色涂料包括：70份高岭土，50份碳酸钙，12份胶粘剂，15份显色剂，0.2份分散剂，1份羧甲基纤维素钠，0.1份抑泡剂，1.5份润滑剂，0.2份防腐剂。
作为优化，一种具有阻燃性能的复写纸的制备方法主要包括以下制备步骤：
（1）以三聚氰胺-甲醛树脂为壁材，无色染料为囊心制备微胶囊；
（2）将五氧化二磷与壳聚糖混合制备阻燃剂，将阻燃剂与微胶囊混合；
（3）制备上纸染色涂料与下纸显色涂料；
（4）使用氯化镁改性硅藻土，得到功能化硅藻土与镁铝水滑石一起加入原纸纸浆中搅拌，再抄造成纸页，压榨烘干得到原纸；
（5）将上纸染色涂料涂布于上纸背面，下纸显色涂料涂布于下纸正面，制得复写纸。
作为优化，所述具有阻燃性能的复写纸的制备方法主要包括以下制备步骤：
（1）将三聚氰胺与37%质量分数的甲醛溶液按质量比3：5混合，搅拌直至三聚氰胺完全溶解，使用三乙醇胺调节体系pH值至8.0～9.0，在70℃、300～500r/min磁力搅拌条件下反应75分钟，制得三聚氰胺-甲醛预聚体水溶液；将苯乙烯-马来酸酐共聚物与去离子水按质量比1：19混合，在50℃、pH值为8.0～9.0条件下乳化2小时，之后用10%质量分数的柠檬酸调节pH值至4.0～5.0，得到苯乙烯-马来酸酐钠盐溶液；将无色染料和表面活性剂按质量比2：1混合均匀得到混合物后，将混合物和苯乙烯-马来酸酐钠盐溶液按质量比9：20混合，在2000r/min条件下搅拌乳化至均匀，得到芯材乳液；将芯材乳液以15ml/min的速度滴入三聚氰胺-甲醛预聚体水溶液，芯材乳液和三聚氰胺-甲醛预聚体水溶液的质量比为11：15，使用10%质量分数的柠檬酸调节pH值至3.0～4.0，在400r/min搅拌下，升温至80℃，保温反应2小时，反应完毕后，冷却至40℃，使用52%质量分数的氢氧化钠溶液调节体系pH值至8.5～9.0，继续冷却至30℃，制得微胶囊水溶液；
（2）将壳聚糖、五氧化二磷和66%质量分数甲磺酸溶液按质量比1：5：10混合，待壳聚糖完全溶解后，在氮气保护下，在零度冰水浴中反应3小时，随后加入乙醚直至无沉淀产生，过滤后得到的沉淀物依次用乙醚、丙酮、甲醇和乙醚洗涤，制得磷化壳聚糖；将磷化壳聚糖与2%体积分数的冰醋酸溶液按质量比3：2混合，得到磷化壳聚糖溶液；将微胶囊水溶液移入反应釜内，升温至180～200℃以40ml/min通气速率向反应釜内通入氮气，加入微胶囊水溶液5%质量的Cu/C催化剂，反应30分钟后降至室温，得到囊壁上带有醛基的微胶囊水溶液；将磷化壳聚糖溶液和囊壁上带有醛基的微胶囊水溶液按质量比1：4混合，40℃、300～500r/min转速条件下恒温搅拌反应1小时，反应完成后静置，完全分层后除去上层清液，下层物质依次用石油醚和去离子水洗涤3次，在50℃条件下真空干燥12小时，制得带有阻燃剂的微胶囊粉末；
（3）将胶粘剂、间隔剂和去离子水依次加入配料罐中，以1800rpm/min转速搅拌5分钟，将微胶囊、增稠剂、耐水化剂和界面活性剂依次加入配料罐中，以1800rpm/min转速搅拌20～25分钟得到染色混合浆料，其中，胶粘剂、间隔剂、微胶囊、增稠剂、耐水化剂、界面活性剂和去离子水的质量比为15：60：80：2：2：1：30，染色混合浆料用200目筛过滤形成上纸染色涂料；将抑泡剂、分散剂和去离子水依次加入分散罐中，以1200rpm/min转速搅拌5～8分钟，再将碳酸钙和高岭土加入分散罐中，以1800rpm/min转速搅拌70分钟，得到颜料分散液，其中，抑泡剂、分散剂、碳酸钙、高岭土和去离子水的质量比为1：2：500：800：300；将颜料分散液转移至涂料混合罐中，将胶粘剂、显色剂、羧甲基纤维素钠、润滑剂、防腐剂依次加入涂料混合罐中，以1800rpm/min转速搅拌10～15分钟后，使用10%质量分数的柠檬酸调节浆料pH值为4.0～5.0，得到显色混合浆料，其中，胶粘剂、显色剂、羧甲基纤维素钠、润滑剂、防腐剂和颜料分散液的质量比为120：150：10：15：2：1603，显色混合浆料用200目筛过滤形成下纸显色涂料；
（4）将硅藻土、氯化镁固体和氢氧化钠按质量比1：1：1.5混合加入研钵中，研磨直至研钵底部黄色固体完全消失，在空气中放置老化12～14小时，用蒸馏水洗涤抽滤3次，抽滤后得到的滤饼放入110℃烘箱中干燥8～10小时，得到功能化硅藻土；将功能化硅藻土与镁铝水滑石按质量比1：1加入纸浆中混合均匀得到原纸纸浆，将原纸纸浆抄造成纸页，在70～100℃条件下压榨烘干，制得克重为100～170g/m2的原纸；
（5）将上纸染色涂料涂布于原纸一面，将下纸显色涂料涂布于原纸的另一面，得到复写纸。
作为优化，步骤（1）所述无色染料为结晶紫内酯；表面活性剂为OP-10表面活性剂。
作为优化，步骤（3）所述胶粘剂为改性淀粉；增稠剂为羧甲基纤维素；间隔剂为小麦淀粉；耐水化剂为乙二醛；界面活性剂为磺化琥珀酸盐；抑泡剂为聚醚改性硅；分散剂为聚丙烯酸钠；显色剂为酚醛树脂；润滑剂为硬脂酸钙；防腐剂为山梨酸钾。
作为优化，步骤（5）所述上纸染色涂料厚度为10～15μm；下纸显色涂料厚度为10～15μm。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
将镁铝水滑石与氢氧化镁改性的功能化硅藻土加入纸浆中搅拌，再抄造成纸页，压榨烘干得到原纸；使用三聚氰胺与甲醛聚合作为染色涂料中的微胶囊壁材，再将囊壁表面的羟甲基氧化为醛基；使用壳聚糖和五氧化二磷制备得到磷化壳聚糖，再通过与微胶囊的醛胺缩合结合在微胶囊表面；制备完成的微胶囊与其他填料混合得到染色涂料，涂布于原纸一面，显色涂料涂布于原纸的另一面，由此得到一种具有阻燃性能的无碳复写纸。
磷化壳聚糖中的亚氨基与微胶囊壁材中的羟甲基通过缩合反应形成席夫碱，使用复写纸时，酸性染料使席夫碱断裂，微胶囊受机械压力破裂，无色燃料溢出携带囊壁上的壳聚糖，在下纸正面形成字迹，壳聚糖易成膜，结成的膜能通过吸收和黏附方式固定在纸上，提高字迹的结合牢度，进而提高了复写纸字迹的稳定性；同时壳聚糖安全无毒，属于天然的防腐剂，对细菌有很强的抑制力，使复写纸在保存过程中不易被微生物腐蚀，进而增强了复写纸的防腐能力；硅藻土本身可以吸附染料，经氢氧化镁改性后吸附性更强，进而增强了复写纸字迹的稳定性。
复写纸受热时，磷化壳聚糖在升温降解的过程中生成了大量含磷致密的炭层，并覆盖在纸纤维表面；炭层不仅可以作为隔热绝氧层保护纸纤维，同时还能够阻碍可燃物质向表面燃烧相的迁移，抑制了气相和凝聚相这两者之间的热质交换，从而使得复写纸的热解与燃烧得到延缓，进而提高了复写纸的阻燃性能；磷化壳聚糖与受热分解释放出氮气的三聚氰胺甲醛树脂形成膨胀型阻燃体系，在燃烧时生成炭质泡沫层，起到隔热隔氧抑烟的作用，且硅藻土能促进形成强度更高、结构更致密的炭层；水滑石受热脱水，层间氢键消失，层板坍塌，坍塌的水滑石片层结构游离于膨胀型阻燃体系生成的炭质泡沫层，增强炭层强度，进一步增强了复写纸的阻燃性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明，在以下实施例中制作的具有阻燃性能的复写纸的各指标测试方法如下：
阻燃性能：根据标准GB/T14656-93，将各实施例和对比例制得的复写纸裁成21cm×7cm试样，用阻燃纸和纸板燃烧试验仪测定其续焰时间、续灼燃时间和炭化长度；续焰时间越短，续灼燃时间越短，炭化长度越短，复写纸的阻燃性能越好。
字迹稳定性：根据标准GB/T30789.5，将各实施例和对比例制得的复写纸使用同款签字笔复写，得到的字迹模拟样品平铺置于紫外线老化箱内，在55℃温度下老化72小时，使用色差仪测量同一样品的同一位置在老化前后的色差值，色差值越小，复写纸的字迹稳定性越好。
实施例1
一种具有阻燃性能的复写纸，按重量份数计，主要包括：700份纸浆，70份镁铝水滑石，70份功能化硅藻土，180份上纸染色涂料，150份下纸显色涂料；
上纸染色涂料包括：80份微胶囊，60份间隔剂，20份阻燃剂，15份胶粘剂，2份增稠剂，2份耐水化剂，1份界面活性剂；
下纸显色涂料包括：70份高岭土，50份碳酸钙，12份胶粘剂，15份显色剂，0.2份分散剂，1份羧甲基纤维素钠，0.1份抑泡剂，1.5份润滑剂，0.2份防腐剂。
所述具有阻燃性能的复写纸的制备方法，主要包括以下制备步骤：
（1）将三聚氰胺与37%质量分数的甲醛溶液按质量比3：5混合，搅拌直至三聚氰胺完全溶解，使用三乙醇胺调节体系pH值至8.0，在70℃、500r/min磁力搅拌条件下反应75分钟，制得三聚氰胺-甲醛预聚体水溶液；将苯乙烯-马来酸酐共聚物与去离子水按质量比1：19混合，在50℃、pH值为8.0条件下乳化2小时，之后用10%质量分数的柠檬酸调节pH值至4.0，得到苯乙烯-马来酸酐钠盐溶液；将无色染料和表面活性剂按质量比2：1混合均匀得到混合物后，将混合物和苯乙烯-马来酸酐钠盐溶液按质量比9：20混合，在2000r/min条件下搅拌乳化至均匀，得到芯材乳液；将芯材乳液以15ml/min的速度滴入三聚氰胺-甲醛预聚体水溶液，芯材乳液和三聚氰胺-甲醛预聚体水溶液的质量比为11：15，使用10%质量分数的柠檬酸调节pH值至4.0，在400r/min搅拌下，升温至80℃，保温反应2小时，反应完毕后，冷却至40℃，使用52%质量分数的氢氧化钠溶液调节体系pH值至8.5，继续冷却至30℃，制得微胶囊水溶液；
（2）将壳聚糖、五氧化二磷和66%质量分数甲磺酸溶液按质量比1：5：10混合，待壳聚糖完全溶解后，在氮气保护下，在零度冰水浴中反应3小时，随后加入乙醚直至无沉淀产生，过滤后得到的沉淀物依次用乙醚、丙酮、甲醇和乙醚洗涤，制得磷化壳聚糖；将磷化壳聚糖与2%体积分数的冰醋酸溶液按质量比3：2混合，得到磷化壳聚糖溶液；将微胶囊水溶液移入反应釜内，升温至200℃以40ml/min通气速率向反应釜内通入氮气，加入微胶囊水溶液5%质量的Cu/C催化剂，反应30分钟后降至室温，得到囊壁上带有醛基的微胶囊水溶液；将磷化壳聚糖溶液和囊壁上带有醛基的微胶囊水溶液按质量比1：4混合，40℃、500r/min转速条件下恒温搅拌反应1小时，反应完成后静置，完全分层后除去上层清液，下层物质依次用石油醚和去离子水洗涤3次，在50℃条件下真空干燥12小时，制得带有阻燃剂的微胶囊粉末；
（3）将胶粘剂、间隔剂和去离子水依次加入配料罐中，以1800rpm/min转速搅拌5分钟，将微胶囊、增稠剂、耐水化剂和界面活性剂依次加入配料罐中，以1800rpm/min转速搅拌25分钟得到染色混合浆料，其中，胶粘剂、间隔剂、微胶囊、增稠剂、耐水化剂、界面活性剂和去离子水的质量比为15：60：80：2：2：1：30，染色混合浆料用200目筛过滤形成上纸染色涂料；将抑泡剂、分散剂和去离子水依次加入分散罐中，以1200rpm/min转速搅拌8分钟，再将碳酸钙和高岭土加入分散罐中，以1800rpm/min转速搅拌70分钟，得到颜料分散液，其中，抑泡剂、分散剂、碳酸钙、高岭土和去离子水的质量比为1：2：500：800：300；将颜料分散液转移至涂料混合罐中，将胶粘剂、显色剂、羧甲基纤维素钠、润滑剂、防腐剂依次加入涂料混合罐中，以1800rpm/min转速搅拌15分钟后，使用10%质量分数的柠檬酸调节浆料pH值为4.5，得到显色混合浆料，其中，胶粘剂、显色剂、羧甲基纤维素钠、润滑剂、防腐剂和颜料分散液的质量比为120：150：10：15：2：1603，显色混合浆料用200目筛过滤形成下纸显色涂料；
（4）将硅藻土、氯化镁固体和氢氧化钠按质量比1：1：1.5混合加入研钵中，研磨直至研钵底部黄色固体完全消失，在空气中放置老化12小时，用蒸馏水洗涤抽滤3次，抽滤后得到的滤饼放入110℃烘箱中干燥9小时，得到功能化硅藻土；将功能化硅藻土与镁铝水滑石按质量比1：1加入纸浆中混合均匀得到原纸纸浆，将原纸纸浆抄造成纸页，在80℃条件下压榨烘干，制得克重为120g/m2的原纸；
（5）将上纸染色涂料涂布于原纸一面，将下纸显色涂料涂布于原纸的另一面，得到复写纸。
作为优化，步骤（1）所述无色染料为结晶紫内酯；表面活性剂为OP-10表面活性剂。
作为优化，步骤（3）所述胶粘剂为改性淀粉；增稠剂为羧甲基纤维素；间隔剂为小麦淀粉；耐水化剂为乙二醛；界面活性剂为磺化琥珀酸盐；抑泡剂为聚醚改性硅；分散剂为聚丙烯酸钠；显色剂为酚醛树脂；润滑剂为硬脂酸钙；防腐剂为山梨酸钾。
作为优化，步骤（5）所述上纸染色涂料厚度为15μm；下纸显色涂料厚度为15μm。
实施例2
一种具有阻燃性能的复写纸，按重量份数计，主要包括：700份纸浆，70份镁铝水滑石，180份上纸染色涂料，150份下纸显色涂料；
上纸染色涂料包括：80份微胶囊，60份间隔剂，20份阻燃剂，15份胶粘剂，2份增稠剂，2份耐水化剂，1份界面活性剂；
下纸显色涂料包括：70份高岭土，50份碳酸钙，12份胶粘剂，15份显色剂，0.2份分散剂，1份羧甲基纤维素钠，0.1份抑泡剂，1.5份润滑剂，0.2份防腐剂。
所述具有阻燃性能的复写纸的制备方法，主要包括以下制备步骤：
（1）将三聚氰胺与37%质量分数的甲醛溶液按质量比3：5混合，搅拌直至三聚氰胺完全溶解，使用三乙醇胺调节体系pH值至8.0，在70℃、500r/min磁力搅拌条件下反应75分钟，制得三聚氰胺-甲醛预聚体水溶液；将苯乙烯-马来酸酐共聚物与去离子水按质量比1：19混合，在50℃、pH值为8.0条件下乳化2小时，之后用10%质量分数的柠檬酸调节pH值至4.0，得到苯乙烯-马来酸酐钠盐溶液；将无色染料和表面活性剂按质量比2：1混合均匀得到混合物后，将混合物和苯乙烯-马来酸酐钠盐溶液按质量比9：20混合，在2000r/min条件下搅拌乳化至均匀，得到芯材乳液；将芯材乳液以15ml/min的速度滴入三聚氰胺-甲醛预聚体水溶液，芯材乳液和三聚氰胺-甲醛预聚体水溶液的质量比为11：15，使用10%质量分数的柠檬酸调节pH值至4.0，在400r/min搅拌下，升温至80℃，保温反应2小时，反应完毕后，冷却至40℃，使用52%质量分数的氢氧化钠溶液调节体系pH值至8.5，继续冷却至30℃，制得微胶囊水溶液；
（2）将壳聚糖、五氧化二磷和66%质量分数甲磺酸溶液按质量比1：5：10混合，待壳聚糖完全溶解后，在氮气保护下，在零度冰水浴中反应3小时，随后加入乙醚直至无沉淀产生，过滤后得到的沉淀物依次用乙醚、丙酮、甲醇和乙醚洗涤，制得磷化壳聚糖；将磷化壳聚糖与2%体积分数的冰醋酸溶液按质量比3：2混合，得到磷化壳聚糖溶液；将微胶囊水溶液移入反应釜内，升温至200℃以40ml/min通气速率向反应釜内通入氮气，加入微胶囊水溶液5%质量的Cu/C催化剂，反应30分钟后降至室温，得到囊壁上带有醛基的微胶囊水溶液；将磷化壳聚糖溶液和囊壁上带有醛基的微胶囊水溶液按质量比1：4混合，40℃、500r/min转速条件下恒温搅拌反应1小时，反应完成后静置，完全分层后除去上层清液，下层物质依次用石油醚和去离子水洗涤3次，在50℃条件下真空干燥12小时，制得带有阻燃剂的微胶囊粉末；
（3）将胶粘剂、间隔剂和去离子水依次加入配料罐中，以1800rpm/min转速搅拌5分钟，将微胶囊、增稠剂、耐水化剂和界面活性剂依次加入配料罐中，以1800rpm/min转速搅拌25分钟得到染色混合浆料，其中，胶粘剂、间隔剂、微胶囊、增稠剂、耐水化剂、界面活性剂和去离子水的质量比为15：60：80：2：2：1：30，染色混合浆料用200目筛过滤形成上纸染色涂料；将抑泡剂、分散剂和去离子水依次加入分散罐中，以1200rpm/min转速搅拌8分钟，再将碳酸钙和高岭土加入分散罐中，以1800rpm/min转速搅拌70分钟，得到颜料分散液，其中，抑泡剂、分散剂、碳酸钙、高岭土和去离子水的质量比为1：2：500：800：300；将颜料分散液转移至涂料混合罐中，将胶粘剂、显色剂、羧甲基纤维素钠、润滑剂、防腐剂依次加入涂料混合罐中，以1800rpm/min转速搅拌15分钟后，使用10%质量分数的柠檬酸调节浆料pH值为4.5，得到显色混合浆料，其中，胶粘剂、显色剂、羧甲基纤维素钠、润滑剂、防腐剂和颜料分散液的质量比为120：150：10：15：2：1603，显色混合浆料用200目筛过滤形成下纸显色涂料；
（4）将镁铝水滑石加入纸浆中混合均匀得到原纸纸浆，将原纸纸浆抄造成纸页，在80℃条件下压榨烘干，制得克重为120g/m2的原纸；
（5）将上纸染色涂料涂布于原纸一面，将下纸显色涂料涂布于原纸的另一面，得到复写纸。
作为优化，步骤（1）所述无色染料为结晶紫内酯；表面活性剂为OP-10表面活性剂。
作为优化，步骤（3）所述胶粘剂为改性淀粉；增稠剂为羧甲基纤维素；间隔剂为小麦淀粉；耐水化剂为乙二醛；界面活性剂为磺化琥珀酸盐；抑泡剂为聚醚改性硅；分散剂为聚丙烯酸钠；显色剂为酚醛树脂；润滑剂为硬脂酸钙；防腐剂为山梨酸钾。
作为优化，步骤（5）所述上纸染色涂料厚度为15μm；下纸显色涂料厚度为15μm。
实施例3
一种具有阻燃性能的复写纸，按重量份数计，主要包括：700份纸浆，70份镁铝水滑石，70份功能化硅藻土，180份上纸染色涂料，150份下纸显色涂料；
上纸染色涂料包括：80份微胶囊，60份间隔剂，20份阻燃剂，15份胶粘剂，2份增稠剂，2份耐水化剂，1份界面活性剂；
下纸显色涂料包括：70份高岭土，50份碳酸钙，12份胶粘剂，15份显色剂，0.2份分散剂，1份羧甲基纤维素钠，0.1份抑泡剂，1.5份润滑剂，0.2份防腐剂。
所述具有阻燃性能的复写纸的制备方法，主要包括以下制备步骤：
（1）将三聚氰胺与37%质量分数的甲醛溶液按质量比3：5混合，搅拌直至三聚氰胺完全溶解，使用三乙醇胺调节体系pH值至8.0，在70℃、500r/min磁力搅拌条件下反应75分钟，制得三聚氰胺-甲醛预聚体水溶液；将苯乙烯-马来酸酐共聚物与去离子水按质量比1：19混合，在50℃、pH值为8.0条件下乳化2小时，之后用10%质量分数的柠檬酸调节pH值至4.0，得到苯乙烯-马来酸酐钠盐溶液；将无色染料和表面活性剂按质量比2：1混合均匀得到混合物后，将混合物和苯乙烯-马来酸酐钠盐溶液按质量比9：20混合，在2000r/min条件下搅拌乳化至均匀，得到芯材乳液；将芯材乳液以15ml/min的速度滴入三聚氰胺-甲醛预聚体水溶液，芯材乳液和三聚氰胺-甲醛预聚体水溶液的质量比为11：15，使用10%质量分数的柠檬酸调节pH值至4.0，在400r/min搅拌下，升温至80℃，保温反应2小时，反应完毕后，冷却至40℃，使用52%质量分数的氢氧化钠溶液调节体系pH值至8.5，继续冷却至30℃，制得微胶囊水溶液；
（2）将五氧化二磷和微胶囊水溶液按质量比1：4混合，40℃、500r/min转速条件下恒温搅拌反应1小时，反应完成后静置，完全分层后除去上层清液，下层物质依次用石油醚和去离子水洗涤3次，在50℃条件下真空干燥12小时，制得带有阻燃剂的微胶囊粉末；
（3）将胶粘剂、间隔剂和去离子水依次加入配料罐中，以1800rpm/min转速搅拌5分钟，将微胶囊、增稠剂、耐水化剂和界面活性剂依次加入配料罐中，以1800rpm/min转速搅拌25分钟得到染色混合浆料，其中，胶粘剂、间隔剂、微胶囊、增稠剂、耐水化剂、界面活性剂和去离子水的质量比为15：60：80：2：2：1：30，染色混合浆料用200目筛过滤形成上纸染色涂料；将抑泡剂、分散剂和去离子水依次加入分散罐中，以1200rpm/min转速搅拌8分钟，再将碳酸钙和高岭土加入分散罐中，以1800rpm/min转速搅拌70分钟，得到颜料分散液，其中，抑泡剂、分散剂、碳酸钙、高岭土和去离子水的质量比为1：2：500：800：300；将颜料分散液转移至涂料混合罐中，将胶粘剂、显色剂、羧甲基纤维素钠、润滑剂、防腐剂依次加入涂料混合罐中，以1800rpm/min转速搅拌15分钟后，使用10%质量分数的柠檬酸调节浆料pH值为4.5，得到显色混合浆料，其中，胶粘剂、显色剂、羧甲基纤维素钠、润滑剂、防腐剂和颜料分散液的质量比为120：150：10：15：2：1603，显色混合浆料用200目筛过滤形成下纸显色涂料；
（4）将硅藻土、氯化镁固体和氢氧化钠按质量比1：1：1.5混合加入研钵中，研磨直至研钵底部黄色固体完全消失，在空气中放置老化12小时，用蒸馏水洗涤抽滤3次，抽滤后得到的滤饼放入110℃烘箱中干燥9小时，得到功能化硅藻土；将功能化硅藻土与镁铝水滑石按质量比1：1加入纸浆中混合均匀得到原纸纸浆，将原纸纸浆抄造成纸页，在80℃条件下压榨烘干，制得克重为120g/m2的原纸；
（5）将上纸染色涂料涂布于原纸一面，将下纸显色涂料涂布于原纸的另一面，得到复写纸。
作为优化，步骤（1）所述无色染料为结晶紫内酯；表面活性剂为OP-10表面活性剂。
作为优化，步骤（3）所述胶粘剂为改性淀粉；增稠剂为羧甲基纤维素；间隔剂为小麦淀粉；耐水化剂为乙二醛；界面活性剂为磺化琥珀酸盐；抑泡剂为聚醚改性硅；分散剂为聚丙烯酸钠；显色剂为酚醛树脂；润滑剂为硬脂酸钙；防腐剂为山梨酸钾。
作为优化，步骤（5）所述上纸染色涂料厚度为15μm；下纸显色涂料厚度为15μm。
对比例
一种具有阻燃性能的复写纸，按重量份数计，主要包括：700份纸浆，70份镁铝水滑石，180份上纸染色涂料，150份下纸显色涂料；
上纸染色涂料包括：80份微胶囊，60份间隔剂，20份阻燃剂，15份胶粘剂，2份增稠剂，2份耐水化剂，1份界面活性剂；
下纸显色涂料包括：70份高岭土，50份碳酸钙，12份胶粘剂，15份显色剂，0.2份分散剂，1份羧甲基纤维素钠，0.1份抑泡剂，1.5份润滑剂，0.2份防腐剂。
所述具有阻燃性能的复写纸的制备方法，主要包括以下制备步骤：
（1）将三聚氰胺与37%质量分数的甲醛溶液按质量比3：5混合，搅拌直至三聚氰胺完全溶解，使用三乙醇胺调节体系pH值至8.0，在70℃、500r/min磁力搅拌条件下反应75分钟，制得三聚氰胺-甲醛预聚体水溶液；将苯乙烯-马来酸酐共聚物与去离子水按质量比1：19混合，在50℃、pH值为8.0条件下乳化2小时，之后用10%质量分数的柠檬酸调节pH值至4.0，得到苯乙烯-马来酸酐钠盐溶液；将无色染料和表面活性剂按质量比2：1混合均匀得到混合物后，将混合物和苯乙烯-马来酸酐钠盐溶液按质量比9：20混合，在2000r/min条件下搅拌乳化至均匀，得到芯材乳液；将芯材乳液以15ml/min的速度滴入三聚氰胺-甲醛预聚体水溶液，芯材乳液和三聚氰胺-甲醛预聚体水溶液的质量比为11：15，使用10%质量分数的柠檬酸调节pH值至4.0，在400r/min搅拌下，升温至80℃，保温反应2小时，反应完毕后，冷却至40℃，使用52%质量分数的氢氧化钠溶液调节体系pH值至8.5，继续冷却至30℃，制得微胶囊水溶液；
（2）将五氧化二磷和微胶囊水溶液按质量比1：4混合，40℃、500r/min转速条件下恒温搅拌反应1小时，反应完成后静置，完全分层后除去上层清液，下层物质依次用石油醚和去离子水洗涤3次，在50℃条件下真空干燥12小时，制得带有阻燃剂的微胶囊粉末；
（3）将胶粘剂、间隔剂和去离子水依次加入配料罐中，以1800rpm/min转速搅拌5分钟，将微胶囊、增稠剂、耐水化剂和界面活性剂依次加入配料罐中，以1800rpm/min转速搅拌25分钟得到染色混合浆料，其中，胶粘剂、间隔剂、微胶囊、增稠剂、耐水化剂、界面活性剂和去离子水的质量比为15：60：80：2：2：1：30，染色混合浆料用200目筛过滤形成上纸染色涂料；将抑泡剂、分散剂和去离子水依次加入分散罐中，以1200rpm/min转速搅拌8分钟，再将碳酸钙和高岭土加入分散罐中，以1800rpm/min转速搅拌70分钟，得到颜料分散液，其中，抑泡剂、分散剂、碳酸钙、高岭土和去离子水的质量比为1：2：500：800：300；将颜料分散液转移至涂料混合罐中，将胶粘剂、显色剂、羧甲基纤维素钠、润滑剂、防腐剂依次加入涂料混合罐中，以1800rpm/min转速搅拌15分钟后，使用10%质量分数的柠檬酸调节浆料pH值为4.5，得到显色混合浆料，其中，胶粘剂、显色剂、羧甲基纤维素钠、润滑剂、防腐剂和颜料分散液的质量比为120：150：10：15：2：1603，显色混合浆料用200目筛过滤形成下纸显色涂料；
（4）将镁铝水滑石加入纸浆中混合均匀得到原纸纸浆，将原纸纸浆抄造成纸页，在80℃条件下压榨烘干，制得克重为120g/m2的原纸；
（5）将上纸染色涂料涂布于原纸一面，将下纸显色涂料涂布于原纸的另一面，得到复写纸。
作为优化，步骤（1）所述无色染料为结晶紫内酯；表面活性剂为OP-10表面活性剂。
作为优化，步骤（3）所述胶粘剂为改性淀粉；增稠剂为羧甲基纤维素；间隔剂为小麦淀粉；耐水化剂为乙二醛；界面活性剂为磺化琥珀酸盐；抑泡剂为聚醚改性硅；分散剂为聚丙烯酸钠；显色剂为酚醛树脂；润滑剂为硬脂酸钙；防腐剂为山梨酸钾。
作为优化，步骤（5）所述上纸染色涂料厚度为15μm；下纸显色涂料厚度为15μm。
效果例
下表1给出了采用本发明实施例1至3与对比例的具有阻燃性能的复写纸的性能分析结果。
表1
实施例1 实施例2 实施例3 对比例
续焰时间（s） 0.7 1.5 2.7 3.9
续灼燃时间（s） 0.9 1.8 3.3 4.5
炭化长度（mm） 13.7 43.0 76.0 95.0
色差值 0.15 0.7 22.85 23.75
从实施例1与对比例的实验数据比较可发现，复写纸受热时分解释放出氮气，三聚氰胺甲醛树脂，磷化壳聚糖在升温降解的过程中生成了大量含磷致密的炭层，覆盖在纸纤维表面，隔热绝氧，与三聚氰胺甲醛树脂形成膨胀型阻燃体系，从而使得复写纸的热解与燃烧得到延缓，进而提高了复写纸的阻燃性能；水滑石受热脱水，层间氢键消失，层板坍塌，坍塌的水滑石片层结构游离于膨胀型阻燃体系生成的炭质泡沫层，增强炭层强度，且硅藻土能促进形成强度更高、结构更致密的炭层，进一步增强了复写纸的阻燃性能；使用复写纸时，酸性染料使壳聚糖与微胶囊之间的席夫碱断裂，壳聚糖结成的膜通过吸收和黏附方式固定在纸上，提高字迹的结合牢度，进而提高了复写纸字迹的稳定性；从实施例1与实施例2的实验数据比较可发现，硅藻土能促进形成强度更高、结构更致密的炭层，进一步增强了复写纸的阻燃性能，且氢氧化镁促进了硅藻土对染料的吸附能力，进而增强了复写纸字迹的稳定性；从实施例1与实施例3的实验数据比较可发现，壳聚糖在酸性条件下脱水炭化，形成炭层覆盖在纸纤维表面，进而增强了复写纸的阻燃性能，此外壳聚糖结成的膜通过吸收和黏附方式固定在纸上，提高字迹的结合牢度，进而提高了复写纸字迹的稳定性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (1)

1.一种具有阻燃性能的复写纸，其特征在于：按重量份数计，主要包括：700份纸浆，70份镁铝水滑石，70份功能化硅藻土，180份上纸染色涂料，150份下纸显色涂料；
上纸染色涂料包括：80份微胶囊，60份间隔剂，20份阻燃剂，15份胶粘剂，2份增稠剂，2份耐水化剂，1份界面活性剂；
下纸显色涂料包括：70份高岭土，50份碳酸钙，12份胶粘剂，15份显色剂，0.2份分散剂，1份羧甲基纤维素钠，0.1份抑泡剂，1.5份润滑剂，0.2份防腐剂；
所述具有阻燃性能的复写纸的制备方法，主要包括以下制备步骤：
将三聚氰胺与37%质量分数的甲醛溶液按质量比3：5混合，搅拌直至三聚氰胺完全溶解，使用三乙醇胺调节体系pH值至8.0，在70℃、500r/min磁力搅拌条件下反应75分钟，制得三聚氰胺-甲醛预聚体水溶液；将苯乙烯-马来酸酐共聚物与去离子水按质量比1：19混合，在50℃、pH值为8.0条件下乳化2小时，之后用10%质量分数的柠檬酸调节pH值至4.0，得到苯乙烯-马来酸酐钠盐溶液；将无色染料和表面活性剂按质量比2：1混合均匀得到混合物后，将混合物和苯乙烯-马来酸酐钠盐溶液按质量比9：20混合，在2000r/min条件下搅拌乳化至均匀，得到芯材乳液；将芯材乳液以15ml/min的速度滴入三聚氰胺-甲醛预聚体水溶液，芯材乳液和三聚氰胺-甲醛预聚体水溶液的质量比为11：15，使用10%质量分数的柠檬酸调节pH值至4.0，在400r/min搅拌下，升温至80℃，保温反应2小时，反应完毕后，冷却至40℃，使用52%质量分数的氢氧化钠溶液调节体系pH值至8.5，继续冷却至30℃，制得微胶囊水溶液；
将壳聚糖、五氧化二磷和66%质量分数甲磺酸溶液按质量比1：5：10混合，待壳聚糖完全溶解后，在氮气保护下，在零度冰水浴中反应3小时，随后加入乙醚直至无沉淀产生，过滤后得到的沉淀物依次用乙醚、丙酮、甲醇和乙醚洗涤，制得磷化壳聚糖；将磷化壳聚糖与2%体积分数的冰醋酸溶液按质量比3：2混合，得到磷化壳聚糖溶液；将微胶囊水溶液移入反应釜内，升温至200℃以40ml/min通气速率向反应釜内通入氮气，加入微胶囊水溶液5%质量的Cu/C催化剂，反应30分钟后降至室温，得到囊壁上带有醛基的微胶囊水溶液；将磷化壳聚糖溶液和囊壁上带有醛基的微胶囊水溶液按质量比1：4混合，40℃、500r/min转速条件下恒温搅拌反应1小时，反应完成后静置，完全分层后除去上层清液，下层物质依次用石油醚和去离子水洗涤3次，在50℃条件下真空干燥12小时，制得带有阻燃剂的微胶囊粉末；
将胶粘剂、间隔剂和去离子水依次加入配料罐中，以1800rpm/min转速搅拌5分钟，将微胶囊、增稠剂、耐水化剂和界面活性剂依次加入配料罐中，以1800rpm/min转速搅拌25分钟得到染色混合浆料，其中，胶粘剂、间隔剂、微胶囊、增稠剂、耐水化剂、界面活性剂和去离子水的质量比为15：60：80：2：2：1：30，染色混合浆料用200目筛过滤形成上纸染色涂料；将抑泡剂、分散剂和去离子水依次加入分散罐中，以1200rpm/min转速搅拌8分钟，再将碳酸钙和高岭土加入分散罐中，以1800rpm/min转速搅拌70分钟，得到颜料分散液，其中，抑泡剂、分散剂、碳酸钙、高岭土和去离子水的质量比为1：2：500：800：300；将颜料分散液转移至涂料混合罐中，将胶粘剂、显色剂、羧甲基纤维素钠、润滑剂、防腐剂依次加入涂料混合罐中，以1800rpm/min转速搅拌15分钟后，使用10%质量分数的柠檬酸调节浆料pH值为4.5，得到显色混合浆料，其中，胶粘剂、显色剂、羧甲基纤维素钠、润滑剂、防腐剂和颜料分散液的质量比为120：150：10：15：2：1603，显色混合浆料用200目筛过滤形成下纸显色涂料；
将硅藻土、氯化镁固体和氢氧化钠按质量比1：1：1.5混合加入研钵中，研磨直至研钵底部黄色固体完全消失，在空气中放置老化12小时，用蒸馏水洗涤抽滤3次，抽滤后得到的滤饼放入110℃烘箱中干燥9小时，得到功能化硅藻土；将功能化硅藻土与镁铝水滑石按质量比1：1加入纸浆中混合均匀得到原纸纸浆，将原纸纸浆抄造成纸页，在80℃条件下压榨烘干，制得克重为120g/m2的原纸；
将上纸染色涂料涂布于原纸一面，将下纸显色涂料涂布于原纸的另一面，得到复写纸；
步骤（1）所述无色染料为结晶紫内酯；表面活性剂为OP-10表面活性剂；
步骤（3）所述胶粘剂为改性淀粉；增稠剂为羧甲基纤维素；间隔剂为小麦淀粉；耐水化剂为乙二醛；界面活性剂为磺化琥珀酸盐；抑泡剂为聚醚改性硅；分散剂为聚丙烯酸钠；显色剂为酚醛树脂；润滑剂为硬脂酸钙；防腐剂为山梨酸钾；
步骤（5）所述上纸染色涂料厚度为15μm；下纸显色涂料厚度为15μm。
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