CN117587661B - 一种防水阻燃的环保坑纸及其制备工艺 - Google Patents

一种防水阻燃的环保坑纸及其制备工艺 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种防水阻燃的环保坑纸及其制备工艺，其特征在于：包括纸基材和防水增韧涂层，所述纸基材包括平板层和波纹内芯层，所述防水增韧涂层通过将防水增韧涂料涂覆在平板层远离波纹内芯层的一面得到，所述纸基材包括以下质量份数的组分：再生废纸浆料50‑100份，改性增韧阻燃剂20‑30份，改性填料10‑20份，分散促进剂5‑7份。本申请具有提升坑纸阻燃性能、防水性能和抗压性能的效果。

Description

一种防水阻燃的环保坑纸及其制备工艺
技术领域
本申请涉及纸生产技术领域，尤其是涉及一种防水阻燃的环保坑纸。
背景技术
坑纸通过一张平顺的牛皮纸与波浪形的纸(又称波纹内芯)裱合而成，是纸包装的重要材料之一，具有成本低、加工易、质量轻、强度大、印刷适应性强等优点，得到了广泛的应用。采用坑纸加工成的纸箱可用于食品或电子产品等领域，能够提升储存和运输的便利性。
坑纸通常采用草浆、木浆、纤维素纤维和高分子粘合剂制作而成，其主要成分纤维素是一种容易燃烧的材料，往往是火灾的引火物质，每年因纸基材料燃烧造成的经济损失十分巨大，故有待改善。
发明内容
为了提升坑纸的阻燃性能，本申请提供一种防水阻燃的环保坑纸及其制备工艺。
本申请提供的一种防水阻燃的环保坑纸及其制备工艺采用如下的技术方案：
第一方面，本申请提供的一种防水阻燃的环保坑纸，采用如下的技术方案：
一种防水阻燃的环保坑纸，其特征在于：包括纸基材和防水增韧涂层，所述纸基材包括平板层和波纹内芯层，所述防水增韧涂层通过将防水增韧涂料涂覆在平板层远离波纹内芯层的一面得到，所述纸基材包括以下质量份数的组分：
再生废纸浆料50-100份
改性增韧阻燃剂20-30份
改性填料10-20份
分散促进剂5-7份。
再生废纸浆料通过对废纸进行改性处理，可以提升纤维素与坑纸中其他组分之间的反应性能；改性增韧阻燃剂可以提升坑纸的阻燃性能和机械强度；改性填料通过对填料进行改性处理，可以提升坑纸的抗压强度和阻燃性能；分散促进剂可以使得坑纸中各组分均匀分散，从而提升体系的稳定性，提升坑纸的阻燃性能。
优选的，所述再生废纸浆料包括废纸、马来酸酐和水。
通过对废纸进行回收利用，可以减少能源的消耗，提升资源的利用率；马来酸酐通过对废纸中的纤维素进行接枝改性，可以增加纤维素上的活性基团，提升再生废纸浆料的反应性，纤维素可以和坑纸中其他组分进行反应，提升坑纸的体系相容性和稳定性，从而提升坑纸的阻燃性能。
优选的，所述改性增韧阻燃剂包括六氨基环三磷腈、甲醛和(3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
六氨基环三磷腈是磷腈类化合物，具有无卤、阻燃性好的优点；甲醛通过和六氨基环三磷腈反应，将氨基转换为羟甲基，提升六氨基环三磷腈的反应性；(3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷通过和六氨基环三磷腈反应生成以磷腈为基体的改性增韧阻燃剂，改性增韧阻燃剂具有笼型倍半硅氧烷的笼状结构，可以提升隔热性能，氮、磷和硅三种元素能够协同作用提升阻燃性能，从而提升改性增韧阻燃剂的热稳定性和阻燃性能；改性增韧阻燃剂可以在坑纸表面构建微米级粗糙结构，提升坑纸的疏水性，从而提升坑纸的防水性能。
优选的，所述六氨基环三磷腈、甲醛和(3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的质量比为1：(0.28-0.42)：1.6。
按照上述质量比制备得到的改性增韧阻燃剂具有良好的阻燃性能和防水性能。
优选的，所述改性填料包括锌基金属有机骨架材料和二硫化钼纳米片。
二硫化钼纳米片可以提升改性填料的分散性能，通过锌基金属有机骨架材料和二硫化钼纳米片共掺杂生成的改性填料具有三维空腔，可以阻隔热量的传递，延缓外界热量的渗入，提升坑纸的阻燃性能；锌基金属有机骨架材料具有良好的疏水性能，与二硫化钼纳米片共掺杂得到的改性填料具有良好的疏水性能，改性填料和改性增韧阻燃剂协同作用，提升坑纸的防水性能；改性填料可以补强纤维结构，提升坑纸的抗压性能。
优选的，所述改性填料采用如下步骤制备：
在惰性气体保护下，将二硫化钼、正丁基锂和正己烷混合得到剥离分散液，将剥离分散液在油浴搅拌条件下反应，得到产物，将产物用正己烷洗涤后干燥得到固体，将固体研磨后得到粉末，将粉末透析后干燥得到二硫化钼纳米片；
将锌基金属有机骨架材料和二硫化钼纳米片分散至去离子水中得到混悬液，将混悬液加热反应，将反应后的混悬液冷却，将冷却的混悬液离心后干燥，得到改性填料。
按照上述步骤制备得到的坑纸具有良好的阻燃性能、防水性能和抗压性能。
优选的，所述锌基金属有机骨架材料和二硫化钼纳米片的质量比为1：(0.6-0.8)。
按照上述质量比获得的坑纸具有良好的阻燃性能、防水性能和抗压性能。
优选的，所述防水增韧涂料包括六甲基二硅氮烷、三氟丙基甲基环三硅氧烷和二苯基二甲氧基硅烷。
通过六甲基二硅氮烷、三氟丙基甲基环三硅氧烷和二苯基二甲氧基硅烷三种硅烷进行复配得到的防水增韧涂层具有良好的阻燃性能，可以裂解生成碳层，提升碳层的抗氧化性能；氟硅烷的掺杂可以引入氟原子，降低坑纸的表面能，提升坑纸的疏水性和自清洁性能，改性增韧阻燃剂、改性填料和防水增韧涂料可以协同提升坑纸的防水性能；苯基硅烷可以提升防水增韧涂料的刚性，防水增韧涂料、改性增韧阻燃剂和改性填料可以协同提升坑纸的抗压性能。
优选的，所述六甲基二硅氮烷、三氟丙基甲基环三硅氧烷和二苯基二甲氧基硅烷的质量比为1：(0.3-0.4)：0.9。
按照上述步骤制备的坑纸具有良好的阻燃性能、防水性能和抗压性能。
第二方面，本申请提供一种防水阻燃的环保坑纸的制备工艺，采用如下技术方案：一种防水阻燃的环保坑纸的制备工艺，其特征在于：所述防水阻燃的环保坑纸采用如下步骤制备：
将再生废纸浆料、改性增韧阻燃剂、改性填料和分散促进剂混合后在水浴条件下搅拌，得到改性废纸浆料；
对改性废纸浆料进行打浆处理，抄造后烘干，得到平板层；
对改性废纸浆料进行打浆处理，抄造后烘干，进行压纹处理，得到波纹内芯层；
在波纹内芯层的楞峰上涂抹粘合剂，将平板层粘合在波纹内芯层的一侧，烘干后得到纸基材；将防水增韧涂料涂覆在平板层远离波纹内芯层的一面，固化后得到防水阻燃的环保坑纸。
按照上述步骤制备的坑纸具有良好的阻燃性能、防水性能和抗压性能。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.再生废纸浆料通过对废纸进行改性处理，可以提升纤维素与坑纸中其他组分的反应性能；改性增韧阻燃剂可以提升坑纸的阻燃性能和机械强度；改性填料通过对填料进行改性处理，可以提升坑纸的抗压强度和阻燃性能；分散促进剂可以使得坑纸中各组分均匀分散，从而提升体系的稳定性，提升坑纸的阻燃性能。
2.改性填料具有三维疏水性空腔，可以和改性增韧阻燃剂协同作用，在坑纸表面构建微米级粗糙结构，提升坑纸的疏水性，从而提升坑纸的防水性能；防水增韧涂层通过引入氟原子，可以降低坑纸的表面能，进一步提升坑纸的疏水性能。
3.马来酸酐通过接枝改性纤维素，增加废纸纤维的反应活性，提升坑纸体系中各组分之间的相容性从而提升坑纸的抗压性能；改性填料可以补强纤维结构，与防水增韧涂层协同作用，提升坑纸的抗压性能。
具体实施方式
本申请实施例公开一种防水阻燃的环保坑纸及其制备工艺，以下结合实施例对本申请作进一步详细说明：
实施例
实施例1
制备再生废纸浆料
将废纸进行破碎、漂洗和冲洗的前处理，将前处理后的废纸在60℃的烘箱中烘干得到再生废纸，将120g再生废纸、10g马来酸酐和70g去离子水混合至打浆机中，打浆处理1h，得到再生废纸浆料。
制备改性增韧阻燃剂
将20g六氯环三磷睛(CAS号：940-71-6)和700mL甲苯混合分散至三口烧瓶中，用冰盐水浴冷却至0℃，在200r/min的搅拌条件下向三口烧瓶中通入氨气反应24h，过滤得到滤饼，将滤饼晾干得到六氨基环三磷腈；将17.36g六氨基环三磷腈和50g去离子水分散至三口烧瓶中，用三乙醇胺调节pH至9后，向三口烧瓶中以30滴/min的速度滴加4.86g甲醛，滴加完成后水浴升温至70℃反应4h得到粗产物，将粗产物旋蒸后，在80℃烘箱烘干得到中间产物；将27.78g的(3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(CAS号：2530-83-8)分散至四氢呋喃中得到硅烷分散液，将中间产物和四氢呋喃分散至三口烧瓶中，将硅烷分散液以30滴/min的速度滴加至三口烧瓶中，充分搅拌使其混合均匀，在60℃下反应6h得到粗产品，将粗产品用丙酮洗涤3次，抽滤后在80℃烘干3h，得到改性增韧阻燃剂。
制备改性填料
在氮气保护下，将20g二硫化钼、100g正丁基锂和80g正己烷混合得到剥离分散液，将剥离分散液在40℃油浴搅拌条件下反应，得到产物，将产物用正己烷洗涤三次后，在60℃烘箱中干燥得到固体，将固体研磨后得到粉末，将粉末放入透析袋中透析24h，将透析后的粉末干燥得到二硫化钼纳米片；
将18.75g锌基金属有机骨架材料(CAS：59061-53-9)和11.25g二硫化钼纳米片分散至去离子水中得到混悬液，将混悬液在35℃水浴搅拌1h后放入反应釜中，将反应釜放入80℃烘箱中加热反应12h，将反应后的混悬液冷却至30℃，将冷却的混悬液离心后在60℃烘箱干燥4h，得到改性填料。
制备防水增韧涂料
将22.73g六甲基二硅氮烷(CAS号：999-97-3)、6.82g三氟丙基甲基环三硅氧烷(CAS号：2374-14-3)、20.45g二苯基二甲氧基硅烷(CAS号：6843-66-9)和100mL的无水乙醇混合至装有搅拌器、滴液漏斗和回流冷凝管的三口烧瓶中得到混合物，向混合物中加入10mL质量分数为1％的盐酸和5mL的去离子水，在80℃油浴条件下以200r/min搅拌反应6h，将反应后的混合物使用旋转蒸发仪旋蒸2h，得到防水增韧涂层。
制备防水阻燃的环保坑纸
将50g再生废纸浆料、20g改性增韧阻燃剂、10g改性填料和5g分散促进剂混合后在50℃水浴条件下搅拌，得到改性废纸浆料；上述分散促进剂为硅烷偶联剂KH-550；对改性废纸浆料进行打浆处理，抄造后烘干，得到平板层；对改性废纸浆料进行打浆处理，抄造后烘干，进行压纹处理，得到波纹内芯层；在波纹内芯层的楞峰上涂抹粘合剂，将平板层粘合在波纹内芯层的一侧，烘干后得到纸基材；将防水增韧涂料涂覆在平板层远离波纹内芯层的一面，固化后得到防水阻燃的环保坑纸。
实施例2
制备再生废纸浆料
将废纸进行破碎、漂洗和冲洗的前处理，将前处理后的废纸在60℃的烘箱中烘干得到再生废纸，将120g再生废纸、10g马来酸酐和70g去离子水混合至打浆机中，打浆处理1h，得到再生废纸浆料。
制备改性增韧阻燃剂
将20g六氯环三磷睛(CAS号：940-71-6)和700mL甲苯混合分散至三口烧瓶中，用冰盐水浴冷却至0℃，在200r/min的搅拌条件下向三口烧瓶中通入氨气反应24h，过滤得到滤饼，将滤饼晾干得到六氨基环三磷腈；将16.56g六氨基环三磷腈和50g去离子水分散至三口烧瓶中，用三乙醇胺调节pH至9后，向三口烧瓶中以30滴/min的速度滴加6.95g甲醛，滴加完成后水浴升温至70℃反应4h得到粗产物，将粗产物旋蒸后，在80℃烘箱烘干得到中间产物；将26.49g的(3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(CAS号：2530-83-8)分散至四氢呋喃中得到硅烷分散液，将中间产物和四氢呋喃分散至三口烧瓶中，将硅烷分散液以30滴/min的速度滴加至三口烧瓶中，充分搅拌使其混合均匀，在60℃下反应6h得到粗产品，将粗产品用丙酮洗涤3次，抽滤后在80℃烘干3h，得到改性增韧阻燃剂。
制备改性填料
在氮气保护下，将20g二硫化钼、100g正丁基锂和80g正己烷混合得到剥离分散液，将剥离分散液在40℃油浴搅拌条件下反应，得到产物，将产物用正己烷洗涤三次后，在60℃烘箱中干燥得到固体，将固体研磨后得到粉末，将粉末放入透析袋中透析24h，将透析后的粉末干燥得到二硫化钼纳米片；
将16.67g锌基金属有机骨架材料(CAS：59061-53-9)和13.33g二硫化钼纳米片分散至去离子水中得到混悬液，将混悬液在35℃水浴搅拌1h后放入反应釜中，将反应釜放入80℃烘箱中加热反应12h，将反应后的混悬液冷却至30℃，将冷却的混悬液离心后在60℃烘箱干燥4h，得到改性填料。
制备防水增韧涂料
将21.74g六甲基二硅氮烷(CAS号：999-97-3)、8.69g三氟丙基甲基环三硅氧烷(CAS号：2374-14-3)、19.57g二苯基二甲氧基硅烷(CAS号：6843-66-9)和100mL的无水乙醇混合至装有搅拌器、滴液漏斗和回流冷凝管的三口烧瓶中得到混合物，向混合物中加入10mL质量分数为1％的盐酸和5mL的去离子水，在80℃油浴条件下以200r/min搅拌反应6h，将反应后的混合物使用旋转蒸发仪旋蒸2h，得到防水增韧涂层。
制备防水阻燃的环保坑纸
将100g再生废纸浆料、30g改性增韧阻燃剂、20g改性填料和7g分散促进剂混合后在50℃水浴条件下搅拌，得到改性废纸浆料；上述分散促进剂为硅烷偶联剂KH-550；对改性废纸浆料进行打浆处理，抄造后烘干，得到平板层；对改性废纸浆料进行打浆处理，抄造后烘干，进行压纹处理，得到波纹内芯层；在波纹内芯层的楞峰上涂抹粘合剂，将平板层粘合在波纹内芯层的一侧，烘干后得到纸基材；将防水增韧涂料涂覆在平板层远离波纹内芯层的一面，固化后得到防水阻燃的环保坑纸。
实施例3
制备再生废纸浆料
将废纸进行破碎、漂洗和冲洗的前处理，将前处理后的废纸在60℃的烘箱中烘干得到再生废纸，将120g再生废纸、10g马来酸酐和70g去离子水混合至打浆机中，打浆处理1h，得到再生废纸浆料。
制备改性增韧阻燃剂
将20g六氯环三磷睛(CAS号：940-71-6)和700mL甲苯混合分散至三口烧瓶中，用冰盐水浴冷却至0℃，在200r/min的搅拌条件下向三口烧瓶中通入氨气反应24h，过滤得到滤饼，将滤饼晾干得到六氨基环三磷腈；将16.95g六氨基环三磷腈和50g去离子水分散至三口烧瓶中，用三乙醇胺调节pH至9后，向三口烧瓶中以30滴/min的速度滴加5.93g甲醛，滴加完成后水浴升温至70℃反应4h得到粗产物，将粗产物旋蒸后，在80℃烘箱烘干得到中间产物；将27.12g的(3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(CAS号：2530-83-8)分散至四氢呋喃中得到硅烷分散液，将中间产物和四氢呋喃分散至三口烧瓶中，将硅烷分散液以30滴/min的速度滴加至三口烧瓶中，充分搅拌使其混合均匀，在60℃下反应6h得到粗产品，将粗产品用丙酮洗涤3次，抽滤后在80℃烘干3h，得到改性增韧阻燃剂。
制备改性填料
在氮气保护下，将20g二硫化钼、100g正丁基锂和80g正己烷混合得到剥离分散液，将剥离分散液在40℃油浴搅拌条件下反应，得到产物，将产物用正己烷洗涤三次后，在60℃烘箱中干燥得到固体，将固体研磨后得到粉末，将粉末放入透析袋中透析24h，将透析后的粉末干燥得到二硫化钼纳米片；
将17.65g锌基金属有机骨架材料(CAS：59061-53-9)和12.35g二硫化钼纳米片分散至去离子水中得到混悬液，将混悬液在35℃水浴搅拌1h后放入反应釜中，将反应釜放入80℃烘箱中加热反应12h，将反应后的混悬液冷却至30℃，将冷却的混悬液离心后在60℃烘箱干燥4h，得到改性填料。
制备防水增韧涂料
将22.22g六甲基二硅氮烷(CAS号：999-97-3)、7.78g三氟丙基甲基环三硅氧烷(CAS号：2374-14-3)、20g二苯基二甲氧基硅烷(CAS号：6843-66-9)和100mL的无水乙醇混合至装有搅拌器、滴液漏斗和回流冷凝管的三口烧瓶中得到混合物，向混合物中加入10mL质量分数为1％的盐酸和5mL的去离子水，在80℃油浴条件下以200r/min搅拌反应6h，将反应后的混合物使用旋转蒸发仪旋蒸2h，得到防水增韧涂层。
制备防水阻燃的环保坑纸
将75g再生废纸浆料、25g改性增韧阻燃剂、15g改性填料和6g分散促进剂混合后在50℃水浴条件下搅拌，得到改性废纸浆料；上述分散促进剂为硅烷偶联剂KH-550；对改性废纸浆料进行打浆处理，抄造后烘干，得到平板层；对改性废纸浆料进行打浆处理，抄造后烘干，进行压纹处理，得到波纹内芯层；在波纹内芯层的楞峰上涂抹粘合剂，将平板层粘合在波纹内芯层的一侧，烘干后得到纸基材；将防水增韧涂料涂覆在平板层远离波纹内芯层的一面，固化后得到防水阻燃的环保坑纸。
实施例4
实施例4以实施例3为基础，实施例4和实施例3的区别仅在于实施例4中六氨基环三磷腈的用量为17.86g，甲醛的用量为3.57g，(3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的用量为28.57g。
实施例5
实施例5以实施例3为基础，实施例5和实施例3的区别仅在于实施例5中六氨基环三磷腈的用量为16.13g，甲醛的用量为8.06g，(3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的用量为25.81g。
实施例6
实施例6以实施例3为基础，实施例6和实施例3的区别仅在于实施例6中锌基金属有机骨架材料的用量为20.00g，二硫化钼纳米片的用量为10.00g。
实施例7
实施例7以实施例3为基础，实施例7和实施例3的区别仅在于实施例7中锌基金属有机骨架材料的用量为15.79g，二硫化钼纳米片的用量为14.21g。
实施例8
实施例8以实施例3为基础，实施例8和实施例3的区别仅在于实施例8中六甲基二硅氮烷的用量为23.81g，三氟丙基甲基环三硅氧烷的用量为4.76g，二苯基二甲氧基硅烷的用量为21.43g。
实施例9
实施例9以实施例3为基础，实施例9和实施例3的区别仅在于实施例9中六甲基二硅氮烷的用量为20.83g，三氟丙基甲基环三硅氧烷的用量为10.42g，二苯基二甲氧基硅烷的用量为18.75g。
实施例10
实施例10以实施例3为基础，实施例10和实施例3的区别仅在于实施例10中将马来酸酐替换为氢氧化钠。
实施例11
实施例11以实施例3为基础，实施例11和实施例3的区别仅在于实施例11中将六氨基环三磷腈替换为六氯环三磷腈。
实施例12
实施例12以实施例3为基础，实施例12和实施例3的区别仅在于实施例12中将(3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷替换为四烷氧基硅烷。
实施例13
实施例13以实施例3为基础，实施例13和实施例3的区别仅在于实施例13中将锌基金属有机骨架材料替换为铜基金属有机骨架材料HKUST-1。
实施例14
实施例14以实施例3为基础，实施例14和实施例3的区别仅在于实施例14中将二硫化钼纳米片替换为二硫化钼。
实施例15
实施例15以实施例3为基础，实施例15和实施例3的区别仅在于实施例15中将六甲基二硅氮烷替换为甲基三乙氧基硅烷。
实施例16
实施例16以实施例3为基础，实施例16和实施例3的区别仅在于实施例16中将三氟丙基甲基环三硅氧烷替换为甲基三乙氧基硅烷。
实施例17
实施例17以实施例3为基础，实施例17和实施例3的区别仅在于实施例17中将二苯基二甲氧基硅烷替换为甲基三乙氧基硅烷。
对比例1
对比例1以实施例3为基础，对比例1和实施例3的区别仅在于对比例1将再生废纸浆料替换为废纸浆料。
对比例2
对比例2以实施例3为基础，对比例2和实施例3的区别仅在于对比例2将改性增韧阻燃剂替换为六氨基环三磷腈。
对比例3
对比例3以实施例3为基础，对比例3和实施例3的区别仅在于对比例3将改性填料替换为锌基金属有机骨架材料。
对比例4
对比例4以实施例3为基础，对比例4和实施例3的区别仅在于对比例4将防水增韧涂层替换为三氟丙基甲基环三硅氧烷。
性能检测试验
(1)选取《GB/T6545-1998瓦楞纸板耐破强度的测定方法》为标准，裁剪面积大于耐破度测定仪夹盘的试样，测试试样的边压强度和耐破强度，每个试样测试三次，测量后取平均值，结果记录在表1中。
(2)选取《GB/T1540-2002纸和纸板吸水性的测定可勃法》为标准，将样品切成125mm见方的尺寸，准备10个样品，测试试样的接触角和可勃值，测量结果取平均值，结果记录在表1中。
(3)选取《GB/T2406.2-2009塑料用氧指数法测定燃烧行为》为标准，将试样切割成Ⅰ型样条形状，测试计算氧指数，每个试样测试三次，测量后取平均值，测量结果记录在表1中。
表1坑纸的阻燃性能、防水性能和抗压性能检测结果
由表1可知，实施例1-3的边压强度大于9.89kN/m，耐破强度大于1732kPa，接触角大于129.3°，可勃值小于0.77g/m2，氧指数大于33.3％，从而看出本申请所制备的防水阻燃的环保坑纸具有良好的阻燃性能、防水性能和抗压性能。
由表1可知，实施例4、5与实施例3的区别仅在于：实施例4中六氨基环三磷腈、甲醛和(3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的质量比为1：0.2：1.6，实施例5中六氨基环三磷腈、甲醛和(3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的质量比为1：0.5：1.6，实施例3中六氨基环三磷腈、甲醛和(3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的质量比为1：0.35：1.6，实施例4、5中的边压强度9.38小于kN/m，耐破强度小于1672kPa，接触角小于128.5°，可勃值大于0.94g/m2，氧指数小于32.9％，实施例3中的边压强度为10.07kN/m，耐破强度为1799kPa，接触角为131.8°，可勃值为0.36g/m2，氧指数为34.5％，实施例4、5和实施例3相比，阻燃性能、防水性能和抗压性能均有所下降；这是因为甲醛的用量有所变化，甲醛的用量会影响到六氨基环三磷腈中羟甲基的数量，从而影响到改性增韧阻燃剂和坑纸中其他组分之间的反应性能，改性增韧阻燃剂中各组分的配比不在最优范围之内，坑纸的体系相容性和稳定性有所下降，从而阻燃性能、防水性能和抗压性能均有所下降。
由表1可知，实施例6、7与实施例3的区别仅在于：实施例6中锌基金属有机骨架材料和二硫化钼纳米片的质量比为1：0.5，实施例7中的锌基金属有机骨架材料和二硫化钼纳米片的质量比为1：0.9，实施例3中的锌基金属有机骨架材料和二硫化钼纳米片的质量比为1：0.7，实施例6、7中的边压强度小于9.18kN/m，耐破强度小于1627kPa，接触角小于127.4°，可勃值大于1.08g/m2，氧指数小于32.1％，实施例6、7和实施例3相比，阻燃性能、防水性能和抗压性能均有所下降；这是因为二硫化钼纳米片的用量有所变化，二硫化钼纳米片的用量会影响到改性填料的分散性能，锌基金属有机骨架材料和二硫化钼纳米片的质量比不在限定范围之内时，改性填料的分散性能有所下降，会发生团聚，坑纸的体系相容性和稳定性有所下降，从而阻燃性能、防水性能和抗压性能均有所下降。
由表1可知，实施例8、9与实施例3的区别仅在于：实施例8中六甲基二硅氮烷、三氟丙基甲基环三硅氧烷和二苯基二甲氧基硅烷的质量比为1：0.2：0.9，实施例9中六甲基二硅氮烷、三氟丙基甲基环三硅氧烷和二苯基二甲氧基硅烷的质量比为1：0.5：0.9，实施例3中六甲基二硅氮烷、三氟丙基甲基环三硅氧烷和二苯基二甲氧基硅烷的质量比为1：0.35：0.9，实施例8、9中的边压强度小于9.27kN/m，耐破强度小于1655kPa，接触角小于128.3°，可勃值大于1.01g/m2，氧指数小于32.5％，实施例8、9和实施例3相比，阻燃性能、防水性能和抗压性能均有所下降；这是因为三氟丙基甲基环三硅氧烷的用量有所增加或减少，氟硅烷的用量会影响到防水增韧涂层的疏水性能和粘附性能，过少的氟硅烷会使得坑纸的表面能增加，过多的氟硅烷会使得防水增韧涂料的粘附性能下降，均导致坑纸的稳定性降低，从而阻燃性能、防水性能和抗压性能均有所下降。
由表1可知，实施例10与实施例3的区别仅在于：实施例10中将马来酸酐替换为氢氧化钠，实施例10中的边压强度为8.88kN/m，耐破强度为1565kPa，接触角为124.7°，可勃值为1.12g/m2，氧指数为30.8％，实施例10和实施例3相比，阻燃性能、防水性能和抗压性能均有所下降；这是因为将马来酸酐替换为氢氧化钠，氢氧化钠虽然可以将纤维素醛基化，但是较之马来酸酐改性的纤维素的反应活性仍旧有所下降，再生废纸浆料和其他组分之间的反应位点有所减少，从而阻燃性能、防水性能和抗压性能均有所下降。
由表1可知，实施例11、12与实施例3的区别仅在于：实施例11中将六氨基环三磷腈替换为六氯环三磷腈，实施例12中将(3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷替换为四烷氧基硅烷，实施例11、12中的边压强度小于8.56kN/m，耐破强度小于1551kPa，接触角小于123.6°，可勃值大于1.17g/m2，氧指数小于29.7％，实施例11、12和实施例3相比，阻燃性能、防水性能和抗压性能均有所下降；这是因为将改性增韧阻燃剂中的组分进行了替换，将六氨基环三磷腈替换为六氯环三磷腈会影响到与(3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的反应性能，将(3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷替换为四烷氧基硅烷则会影响到笼型硅氧烷结构的形成，二者均会降低改性增韧阻燃剂的隔热性能和阻燃性能，使得体系的相容性和稳定性有所下降，从而阻燃性能、防水性能和抗压性能均有所下降。
由表1可知，实施例13、14与实施例3的区别仅在于：实施例13中将锌基金属有机骨架材料替换为铜基金属有机骨架材料HKUST-1，实施例14中将二硫化钼纳米片替换为二硫化钼，实施例13、14中的边压强度小于8.53kN/m，耐破强度小于1557kPa，接触角小于122.7°，可勃值大于1.26g/m2，氧指数小于29.3％，实施例13、14和实施例3相比，阻燃性能、防水性能和抗压性能均有所下降；这是因为将锌基金属有机骨架材料替换为HKUST-1，HKUST-1更加亲水，改性填料的疏水性有所下降，将二硫化钼纳米片替换为二硫化钼，二硫化钼不能和锌基金属有机骨架材料形成共掺杂的疏水性空腔结构，替换锌基金属有机骨架材料或是二硫化钼纳米片中任一组分均会导致填料的分散性和稳定性有所下降，从而阻燃性能、防水性能和抗压性能均有所下降。
由表1可知，实施例15、16、17与实施例3的区别仅在于：实施例15中将六甲基二硅氮烷替换为甲基三乙氧基硅烷，实施例16中将三氟丙基甲基环三硅氧烷替换为甲基三乙氧基硅烷，实施例17中将二苯基二甲氧基硅烷替换为甲基三乙氧基硅烷，实施例15、16、17中的边压强度小于8.18kN/m，耐破强度小于1516kPa，接触角小于121.5°，可勃值大于1.34g/m2，氧指数小于29.6％，实施例15、16、17和实施例3相比，阻燃性能、防水性能和抗压性能均有所下降；这是因为六甲基二硅氧烷、三氟丙基甲基环三硅氧烷和二苯基二甲氧基硅烷三者之间通过硅氮烷、氟硅烷和苯基之间的调配，使得防水增韧涂层具有良好的防水性能、阻燃性能和抗压性能，替换三者中的任一组分都会破坏复配的协同作用，进而影响坑纸中各组分之间的协同作用，从而阻燃性能、防水性能和抗压性能均有所下降。
由表1可知，对比例1与实施例3的区别仅在于：对比例1中将再生废纸浆料替换为废纸浆料，对比例1中的边压强度为6.67kN/m，耐破强度为1355kPa，接触角为116.7°，可勃值为2.59g/m2，氧指数为28.3％，对比例1和实施例3相比，阻燃性能、防水性能和抗压性能均有明显下降；这是因为将再生废纸浆料替换为废纸浆料，缺乏对废纸的改性处理，废纸纤维素上可与坑纸中其他组分反应的活性位点减少，坑纸的体系相容性和稳定性有所下降，从而阻燃性能、防水性能和抗压性能均有明显下降。
由表1可知，对比例2与实施例3的区别仅在于：对比例2中将改性增韧阻燃剂替换为六氨基环三磷腈，对比例2中的边压强度为6.35kN/m，耐破强度为1321kPa，接触角为115.7°，可勃值为2.68g/m2，氧指数为28.1％，对比例2和实施例3相比，阻燃性能、防水性能和抗压性能均有明显下降；这是因为将改性增韧阻燃剂替换为六氨基环三磷腈，六氨基环三磷腈虽然是一种常用的阻燃剂，但是缺乏氮、磷元素和硅元素的协同阻燃作用，且不具有笼型空腔结构，隔热性能较之改性增韧阻燃剂有所下降，反应活性也有所降低，坑纸的体系相容性和稳定性均有所降低，从而阻燃性能、防水性能和抗压性能均有明显下降。
由表1可知，对比例3与实施例3的区别仅在于：对比例3中将改性填料替换为锌基金属有机骨架材料，对比例3中的边压强度为6.22kN/m，耐破强度为1316kPa，接触角为114.9°，可勃值为2.71g/m2，氧指数为28.3％，对比例3和实施例3相比，阻燃性能、防水性能和抗压性能均有明显下降；这是因为将改性填料替换为锌基金属有机骨架材料，锌基金属有机骨架材料在坑纸体系中的分散性有所下降，容易发生团聚现象，坑纸体系的相容性和稳定性有所下降，从而坑纸的阻燃性能、防水性能和抗压性能均有明显下降。
由表1可知，对比例4与实施例3的区别仅在于：对比例4中将防水增韧涂层替换为三氟丙基甲基环三硅氧烷，对比例4中的边压强度为6.77kN/m，耐破强度为1389kPa，接触角为117.2°，可勃值为2.34g/m2，氧指数为28.7％，对比例4和实施例3相比，阻燃性能、防水性能和抗压性能均有明显下降；这是因为将防水增韧涂层替换为三氟丙基甲基环三硅氧烷，单独的三氟丙基甲基环三硅氧烷虽然也能够降低坑纸的表面能，但是对于坑纸表面的粘附力较之防水增韧涂层有所下降，且氟硅烷缺乏硅氮烷和苯基的复配作用，阻燃性有所下降，增韧效果减弱，从而坑纸的阻燃性能、防水性能和抗压性能均有明显下降。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (2)

1.一种防水阻燃的环保坑纸，其特征在于：包括纸基材和防水增韧涂层，所述纸基材包括平板层和波纹内芯层，所述防水增韧涂层通过将防水增韧涂料涂覆在平板层远离波纹内芯层的一面得到，所述纸基材包括以下质量份数的组分：
再生废纸浆料50-100份
改性增韧阻燃剂20-30份
改性填料10-20份
分散促进剂5-7份；
所述再生废纸浆料包括废纸、马来酸酐和水；
所述改性增韧阻燃剂包括六氨基环三磷腈、甲醛和（3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷；
所述六氨基环三磷腈、甲醛和（3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷的质量比为1：（0.28-0.42）：1.6；
所述改性填料包括锌基金属有机骨架材料和二硫化钼纳米片；
所述改性填料采用如下步骤制备：
在惰性气体保护下，将二硫化钼、正丁基锂和正己烷混合得到剥离分散液，将剥离分散液在油浴搅拌条件下反应，得到产物，将产物用正己烷洗涤后干燥得到固体，将固体研磨后得到粉末，将粉末透析后干燥得到二硫化钼纳米片；
将锌基金属有机骨架材料和二硫化钼纳米片分散至去离子水中得到混悬液，将混悬液加热反应，将反应后的混悬液冷却，将冷却的混悬液离心后干燥，得到改性填料；
所述锌基金属有机骨架材料和二硫化钼纳米片的质量比为1：（0.6-0.8）；
所述防水增韧涂料包括六甲基二硅氮烷、三氟丙基甲基环三硅氧烷和二苯基二甲氧基硅烷；
所述六甲基二硅氮烷、三氟丙基甲基环三硅氧烷和二苯基二甲氧基硅烷的质量比为1：（0.3-0.4）：0.9。
2.一种应用于如权利要求1所述的防水阻燃的环保坑纸的制备工艺，其特征在于：采用如下步骤制备：
将再生废纸浆料、改性增韧阻燃剂、改性填料和分散促进剂混合后在水浴条件下搅拌，得到改性废纸浆料；
对改性废纸浆料进行打浆处理，抄造后烘干，得到平板层；
对改性废纸浆料进行打浆处理，抄造后烘干，进行压纹处理，得到波纹内芯层；
在波纹内芯层的楞峰上涂抹粘合剂，将平板层粘合在波纹内芯层的一侧，烘干后得到纸基材；将防水增韧涂料涂覆在平板层远离波纹内芯层的一面，固化后得到防水阻燃的环保坑纸。
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