一种高效低烟无卤阻燃纸及其制备方法与流程

1.本发明属于涉及一种高效低烟无卤阻燃纸及其制备方法，属于阻燃材料领域。

背景技术：

2.纸张主要是由植物纤维经抄造后相互交织而形成的薄页，主要成分为纤维素、半纤维素、木素等。由于植物纤维本身性质的原因，传统的纸质材料具有极强易燃性，通常情况下，纸质材料的极限氧指数仅为18%左右。因此，在日常生活中纸质材料极易引发安全隐患。在某些特殊场合需要纸张具有一定的阻燃性，因此，阻燃纸成为一个关注的热点问题。
3.阻燃纸的制备大多采用卤系阻燃剂对纸质材料进行阻燃处理，这类阻燃剂具有良好的阻燃效果。但是卤素阻燃剂在燃烧过程中，会释放一些有毒气体，对人体健康和环境会产生严重危害。为减少卤系阻燃剂的使用，会采用一些无机填料作为阻燃剂，例如滑石粉、钛白粉、碳酸钙、碳酸镁等无机填料，但是无机填料存在很大的弊端，在添加量很大的情况下，阻燃效果也依旧不够理想。目前，阻燃纸通常采用添加无机阻燃剂达到纸张的阻燃效果，由于无机阻燃剂大都是分散在纸张纤维中的孔隙之间，不能够和纤维形成很好的化学结合，造成无机阻燃剂添加量大、留着率低和纸张强度低等缺点。

技术实现要素：

4.本发明的目的是提供针对上述问题，提供通过对无机阻燃剂进行改性，提高其在纸张中的留存率，从而提高纸张的阻燃性，同时通过添加助剂减缓纸张在燃烧过程燃烧反应链的进行和加速纸张成炭，并采用采用植物纤维与矿物纤维混合抄造方式的一种高效低烟无卤阻燃纸及其制备方法。
5.本发明采用的技术方案是：一种高效低烟无卤阻燃纸，该高效低烟无卤阻燃纸按重量份包括以下原料组分：混合纤维50～70份、复合改性蒙脱土1～10份、改性无机阻燃剂20～30份、高效抑烟剂0～5份、阻燃协效剂2～10份、无机填料5～15份以及助剂0.3～1份。
6.本发明还涉及制备所述高效低烟无卤阻燃纸的方法，所述方法为：采用湿法造纸技术，将其各种原料按照质量配比充分混合均匀后，加入无机填料和少量的造纸助剂，在抄纸机上抄制成形，压榨，干燥，制成高效低烟无卤阻燃纸。
7.所述混合纤维的制备方法是：将阳离子淀粉于90℃糊化15min后，用热水稀释至1%～5%浓度，冷却至室温后，得到阳离子淀粉溶液；在该阳离子淀粉溶液中加入矿物纤维，矿物纤维与淀粉的质量比为100:1～10，反应一段时间后，滤掉滤液，获得阳离子淀粉改性的矿物纤维；将植物纤维和改性矿物纤维按质量比为5∶1～3配比为混合纤维，备用。
8.所述复合改性蒙脱土的制备方法是：将蒙脱土在20%～30%浓度的酸溶液中进行酸化改性，固液比为1∶10～50，在40℃下搅拌12h，将产物用去离子水离心洗涤，置于80℃烘箱干燥，研磨，即得到酸改性蒙脱土；称取酸改性蒙脱土分散在去离子水中，加入相对于酸改性蒙脱土质量比为1%～5%的十六烷基三甲基溴化铵，在80℃搅拌2h，离心分离并用去离子水清洗，抽滤，干燥，研磨，即得到酸-有机改性蒙脱土。
9.所述酸溶液为盐酸、硫酸、磷酸、植酸、柠檬酸其中的一种。
10.所述改性无机阻燃剂的制备方法是：称取无机阻燃剂氢氧化铝、氢氧化镁、次磷酸铝和可膨胀石墨，质量分数为10∶10∶10～15∶5～10，加无水乙醇配制为20%～50%的阻燃剂分散液，超声分散20min后水浴加热至70℃，取相对于阻燃剂质量比为2.5%～10%的硅烷偶联剂，用无水乙醇1∶1比例稀释后，缓慢加入阻燃剂中，70℃下搅拌1.5h，洗涤，抽滤，烘干，分散后得到改性无机阻燃剂。
11.所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨乙基)-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n-β（氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种。
12.所述高效抑烟剂为三氧化钼和八钼酸铵中的一种。
13.所述阻燃协效剂由硼酸锌和三氧化二锑的一种或两种组成。
14.所述无机填料由高岭土、碳酸钙、水滑石、滑石粉中的一种或多种组成。
15.所述助剂为助留助滤剂、消泡剂和增强剂；助留助滤剂为阳离子聚丙烯酰胺和膨润土双助留助滤体系，质量比分别为相对于绝干混合纤维的0.05～0.2%和0.1～0.5%；消泡剂为有机硅消泡剂，质量比为相对于绝干混合纤维的0.01～0.1%；增强剂为pae，质量比为相对于绝干混合纤维的0.02～0.1%。
16.采取本发明，在纤维基材中添加矿物纤维，随着矿物纤维含量的增加，纸张的阻燃性能提高；经过改性后的无机阻燃剂能够很好的留着在纤维基材中，阻燃效果提高明显，且纸张抗张强度降低较小；将蒙脱土和传统阻燃剂一起使用时，能在满足阻燃性能的同时降低阻燃剂的用量。
具体实施方式
17.下面将结合具体的本发明实施例，对本发明的技术方案进行完整地描述，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。
18.一、实施例一。
19.第1步，将阳离子淀粉于90℃糊化15min后，用热水稀释至1%浓度，冷却至室温后，得到阳离子淀粉溶液。在该阳离子淀粉溶液中加入玻璃纤维（玻璃纤维与淀粉的质量比为100:1），混合5min后，滤掉滤液，获得阳离子淀粉改性的玻璃纤维。将40
°
sr针叶木纤维和阳离子改性玻璃纤维按照质量比为5:1混合，在疏解机中疏解3000r充分分散均匀，制备纤维悬浮液。
20.第2步，在纤维悬浮液中，加入相对于混合纤维质量比为5%的碳酸钙，加入相对于混合纤维质量比为3%的三氧化钼，加入相对于混合纤维质量比为3%的硼酸锌，加入相对于混合纤维质量比为3%的三氧化二锑，在疏解机中疏解1000r充分混合均匀后，加入相对于混合纤维质量比为0.05%的pae，加入相对于混合纤维质量比为0.02%的有机硅消泡剂，加入相对于混合纤维质量比为0.1%的阳离子聚丙烯酰胺，在疏解机中疏解1000r充分混合均匀后，加入相对于混合纤维质量比为0.2%的膨润土，在抄纸机上抄制成形，压榨，干燥，制得阻燃纸。
21.二、实施例二。
22.第1步，将阳离子淀粉于90℃糊化15min后，用热水稀释至1%浓度，冷却至室温后，得到阳离子淀粉溶液。在该阳离子淀粉溶液中加入玻璃纤维（玻璃纤维与淀粉的质量比为100:1），混合5min后，滤掉滤液，获得阳离子淀粉改性的玻璃纤维。将40
°
sr针叶木纤维和阳离子改性玻璃纤维按照质量比为5:2混合，在疏解机中疏解3000r充分分散均匀，制备纤维悬浮液。
23.第2步，在纤维悬浮液中，加入相对于混合纤维质量比为5%的碳酸钙，加入相对于混合纤维质量比为3%的三氧化钼，加入相对于混合纤维质量比为3%的硼酸锌，加入相对于混合纤维质量比为3%的三氧化二锑，在疏解机中疏解1000r充分混合均匀后，加入相对于混合纤维质量比为0.05%的pae，加入相对于混合纤维质量比为0.02%的有机硅消泡剂，加入相对于混合纤维质量比为0.1的%阳离子聚丙烯酰胺，在疏解机中疏解1000r充分混合均匀后，加入相对于混合纤维质量比为0.2%的膨润土，在抄纸机上抄制成形，压榨，干燥，制得阻燃纸。
24.三、实施例三。
25.第1步，将阳离子淀粉于90℃糊化15min后，用热水稀释至1%浓度，冷却至室温后，得到阳离子淀粉溶液。在该阳离子淀粉溶液中加入玻璃纤维（玻璃纤维与淀粉的质量比为100:1），混合5min后，滤掉滤液，获得阳离子淀粉改性的玻璃纤维。将40
°
sr针叶木纤维和阳离子改性玻璃纤维按照质量比为5:3混合，在疏解机中疏解3000r充分分散均匀，制备纤维悬浮液。
26.第2步，在纤维悬浮液中，加入相对于混合纤维质量比为5%的碳酸钙，加入相对于混合纤维质量比为3%的三氧化钼，加入相对于混合纤维质量比为3%的硼酸锌，加入相对于混合纤维质量比为3%的三氧化二锑，在疏解机中疏解1000r充分混合均匀后，加入相对于混合纤维质量比为0.05%的pae，加入相对于混合纤维质量比为0.02%有机硅消泡剂，加入相对于混合纤维质量比为0.1%的阳离子聚丙烯酰胺，在疏解机中疏解1000r充分混合均匀后，加入相对于混合纤维质量比为0.2%的膨润土，在抄纸机上抄制成形，压榨，干燥，制得阻燃纸。
27.四、实施例四。
28.第1步，将阳离子淀粉于90℃糊化15min后，用热水稀释至1%浓度，冷却至室温后，得到阳离子淀粉溶液。在该阳离子淀粉溶液中加入陶瓷纤维（陶瓷纤维与淀粉的质量比为100:1），混合5min后，滤掉滤液，获得阳离子淀粉改性的陶瓷纤维。将40
°
sr针叶木纤维和阳离子改性陶瓷纤维按照质量比为5:2混合，在疏解机中疏解3000r充分分散均匀，制备纤维悬浮液。
29.第2步，在纤维悬浮液中，加入相对于混合纤维质量比为5%的碳酸钙，加入相对于混合纤维质量比为3%的三氧化钼，加入相对于混合纤维质量比为3%的硼酸锌，加入相对于混合纤维质量比为3%的三氧化二锑，在疏解机中疏解1000r充分混合均匀后，加入相对于混合纤维质量比为0.05%的pae，加入相对于混合纤维质量比为0.02%的有机硅消泡剂，加入相对于混合纤维质量比为0.1%的阳离子聚丙烯酰胺，在疏解机中疏解1000r充分混合均匀后，加入相对于混合纤维质量比为0.2%的膨润土，在抄纸机上抄制成形，压榨，干燥，制得阻燃纸。
30.五、实施例五。
31.第1步，将阳离子淀粉于90℃糊化15min后，用热水稀释至1%浓度，冷却至室温后，得到阳离子淀粉溶液。在该阳离子淀粉溶液中加入海泡石纤维（海泡石纤维与淀粉的质量比为100:1），混合5min后，滤掉滤液，获得阳离子淀粉改性的海泡石纤维。将40
°
sr针叶木纤维和阳离子改性海泡石纤维按照质量比为5:2混合，在疏解机中疏解3000r充分分散均匀，制备纤维悬浮液。
32.第2步，在纤维悬浮液中，加入相对于混合纤维质量比为5%的碳酸钙，加入相对于混合纤维质量比为3%的三氧化钼，加入相对于混合纤维质量比为3%的硼酸锌，加入相对于混合纤维质量比为3%的三氧化二锑，在疏解机中疏解1000r充分混合均匀后，加入相对于混合纤维质量比为0.05%的pae，加入相对于混合纤维质量比为0.02%的有机硅消泡剂，加入相对于混合纤维质量比为0.1%的阳离子聚丙烯酰胺，在疏解机中疏解1000r充分混合均匀后，加入相对于混合纤维质量比为0.2%的膨润土，在抄纸机上抄制成形，压榨，干燥，制得阻燃纸。
33.六、结论一。
34.基于实施例一至实施例五可以得出，在纤维基材中添加矿物纤维，随着矿物纤维含量的增加，纸张的阻燃性能提高。
35.七、实施例六。
36.第1步，将阳离子淀粉于90℃糊化15min后，用热水稀释至1%浓度，冷却至室温后，得到阳离子淀粉溶液。在该阳离子淀粉溶液中加入玻璃纤维（玻璃纤维与淀粉的质量比为100:1），混合5min后，滤掉滤液，获得阳离子淀粉改性的玻璃纤维。将40
°
sr针叶木纤维和阳离子改性玻璃纤维按照质量比为5:2混合，在疏解机中疏解3000r充分分散均匀，制备纤维悬浮液。
37.第2步，改性无机阻燃剂为称取无机阻燃剂氢氧化铝、氢氧化镁、次磷酸铝和可膨胀石墨，质量分数为10:10:15:5，加无水乙醇配制成20%浓度的阻燃剂分散液，超声分散20min后水浴加热至70℃，取相对于阻燃剂质量比为2.5% γ-氨丙基三乙氧基硅烷，用无水乙醇1:1比例稀释后，缓慢加入阻燃剂中，70℃下搅拌1.5h，洗涤，抽滤，烘干，分散后得到改性无机阻燃剂。
38.第3步，在纤维悬浮液中，加入相对于混合纤维质量比为20%改性无机阻燃剂，加入相对于混合纤维质量比为5%的碳酸钙，加入相对于混合纤维质量比为3%的三氧化钼，加入相对于混合纤维质量比为3%的硼酸锌，加入相对于混合纤维质量比为3%的三氧化二锑，在疏解机中疏解1000r充分混合均匀后，加入相对于混合纤维质量比为0.05%的pae，加入相对于混合纤维质量比为0.02%的有机硅消泡剂，加入相对于混合纤维质量比为0.1%的阳离子聚丙烯酰胺，在疏解机中疏解1000r充分混合均匀后，加入相对于混合纤维质量比为0.2%的膨润土，在抄纸机上抄制成形、压榨干燥，制得阻燃纸。
39.八、实施例七。
40.第1步，将阳离子淀粉于90℃糊化15min后，用热水稀释至1%浓度，冷却至室温后，得到阳离子淀粉溶液。在该阳离子淀粉溶液中加入玻璃纤维（玻璃纤维与淀粉的质量比为100:1），混合5min后，滤掉滤液，获得阳离子淀粉改性的玻璃纤维。将40
°
sr针叶木纤维和阳离子改性玻璃纤维按照质量比为5:2混合，在疏解机中疏解3000r充分分散均匀，制备纤维悬浮液。
41.第2步，改性无机阻燃剂为称取无机阻燃剂氢氧化铝、氢氧化镁、次磷酸铝和可膨胀石墨，质量分数为10:10:15:5，加无水乙醇配制成20%浓度的阻燃剂分散液，超声分散20min后水浴加热至70℃，取相对于阻燃剂质量比为5% γ-氨丙基三乙氧基硅烷，用无水乙醇1:1比例稀释后，缓慢加入阻燃剂中，70℃下搅拌1.5h，洗涤，抽滤，烘干，分散后得到改性无机阻燃剂第3步，在纤维悬浮液中，加入相对于混合纤维质量比为20%改性无机阻燃剂，加入相对于混合纤维质量比为5%的碳酸钙，加入相对于混合纤维质量比为3%的三氧化钼，加入相对于混合纤维质量比为3%的硼酸锌，加入相对于混合纤维质量比为3%的三氧化二锑，在疏解机中疏解1000r充分混合均匀后，加入相对于混合纤维质量比为0.05%的pae，加入相对于混合纤维质量比为0.02%的有机硅消泡剂，加入相对于混合纤维质量比为0.1%的阳离子聚丙烯酰胺，在疏解机中疏解1000r充分混合均匀后，加入相对于混合纤维质量比为0.2%的膨润土，在抄纸机上抄制成形、压榨干燥，制得阻燃纸。
42.九、实施例八。
43.第1步，将阳离子淀粉于90℃糊化15min后，用热水稀释至1%浓度，冷却至室温后，得到阳离子淀粉溶液。在该阳离子淀粉溶液中加入玻璃纤维（玻璃纤维与淀粉的质量比为100:1），混合5min后，滤掉滤液，获得阳离子淀粉改性的玻璃纤维。将40
°
sr针叶木纤维和阳离子改性玻璃纤维按照质量比为5:2混合，在疏解机中疏解3000r充分分散均匀，制备纤维悬浮液。
44.第2步，改性无机阻燃剂为称取无机阻燃剂氢氧化铝、氢氧化镁、次磷酸铝和可膨胀石墨，质量分数为10:10:15:5，加无水乙醇配制成20%的阻燃剂分散液，超声分散20min后水浴加热至70℃，取相对于阻燃剂质量比为7.5% γ-氨丙基三乙氧基硅烷，用无水乙醇1:1比例稀释后，缓慢加入阻燃剂中，70℃下搅拌1.5h，洗涤，抽滤，烘干，分散后得到改性无机阻燃剂第3步，在纤维悬浮液中，加入相对于混合纤维质量比为20%改性无机阻燃剂，加入相对于混合纤维质量比为5%的碳酸钙，加入相对于混合纤维质量比为3%的三氧化钼，加入相对于混合纤维质量比为3%的硼酸锌，加入相对于混合纤维质量比为3%的三氧化二锑，在疏解机中疏解1000r充分混合均匀后，加入相对于混合纤维质量比为0.05%的pae，加入相对于混合纤维质量比为0.02%的有机硅消泡剂，加入相对于混合纤维质量比为0.1%的阳离子聚丙烯酰胺，在疏解机中疏解1000r充分混合均匀后，加入相对于混合纤维质量比为0.2%的膨润土，在抄纸机上抄制成形、压榨干燥，制得阻燃纸。
45.十、结论二。
46.基于实施例六至至实施例八可以得出，经过改性后的无机阻燃剂能够很好的留着在纤维基材中，阻燃效果提高明显，且纸张抗张强度降低较小。
47.十一、实施例九。
48.第1步，将阳离子淀粉于90℃糊化15min后，用热水稀释至1%浓度，冷却至室温后，得到阳离子淀粉溶液。在该阳离子淀粉溶液中加入玻璃纤维（玻璃纤维与淀粉的质量比为100:1），混合5min后，滤掉滤液，获得阳离子淀粉改性的玻璃纤维。将40
°
sr针叶木纤维和阳离子改性玻璃纤维按照质量比为5:2混合，在疏解机中疏解3000r充分分散均匀，制备纤维悬浮液。
49.第2步，将蒙脱土在浓度为25%的磷酸溶液中进行酸化改性，固液比为1:10，在40℃下搅拌12h，将产物用去离子水离心洗涤，置于80℃烘箱干燥，研磨，即得到酸改性蒙脱土；称取10g酸改性蒙脱土分散在去离子水中，加入相对于酸改性蒙脱土质量比为3%的十六烷基三甲基溴化铵，在70℃下，搅拌2h，离心分离并用去离子水清洗，抽滤，干燥，研磨，即得到磷酸-有机改性蒙脱土。
50.第3步，改性无机阻燃剂为称取无机阻燃剂氢氧化铝、氢氧化镁、次磷酸铝和可膨胀石墨，质量分数为10:10:15:5，加无水乙醇配制成20%的阻燃剂分散液，超声分散20min后水浴加热至70℃，取5% γ-氨丙基三乙氧基硅烷（相对于阻燃剂），用无水乙醇1:1比例稀释后，缓慢加入阻燃剂中，70℃下搅拌1.5h，洗涤，抽滤，烘干，分散后得到改性无机阻燃剂第4步，在纤维悬浮液中，加入相对于混合纤维质量比为5%复合改性蒙脱土，加入相对于混合纤维质量比为20%改性无机阻燃剂，加入相对于混合纤维质量比为5%的碳酸钙，加入相对于混合纤维质量比为3%的三氧化钼，加入相对于混合纤维质量比为3%的硼酸锌，加入相对于混合纤维质量比为3%的三氧化二锑，在疏解机中疏解1000r充分混合均匀后，加入相对于混合纤维质量比为0.05%p的ae，加入相对于混合纤维质量比为0.02%的有机硅消泡剂，加入相对于混合纤维质量比为0.1%的阳离子聚丙烯酰胺，在疏解机中疏解1000r充分混合均匀后，加入相对于混合纤维质量比为0.2%的膨润土，在抄纸机上抄制成形、压榨干燥，制得阻燃纸。
51.十二、实施例十。
52.第1步，将阳离子淀粉于90℃糊化15min后，用热水稀释至1%浓度，冷却至室温后，得到阳离子淀粉溶液。在该阳离子淀粉溶液中加入玻璃纤维（玻璃纤维与淀粉的质量比为100:1），混合5min后，滤掉滤液，获得阳离子淀粉改性的玻璃纤维。将40
°
sr针叶木纤维和阳离子改性玻璃纤维按照质量比为5:2混合，在疏解机中疏解3000r充分分散均匀，制备纤维悬浮液。
53.第2步，将蒙脱土在浓度为25%的磷酸溶液中进行酸化改性，固液比为1:30，在40℃下搅拌12h，将产物用去离子水离心洗涤，置于80℃烘箱干燥，研磨，即得到酸改性蒙脱土；称取10g酸改性蒙脱土分散在去离子水中，加入相对于酸改性蒙脱土质量比为3%的十六烷基三甲基溴化铵，在70℃下，搅拌2h，离心分离并用去离子水清洗，抽滤，干燥，研磨，即得到磷酸-有机改性蒙脱土。
54.第3步，改性无机阻燃剂为称取无机阻燃剂氢氧化铝、氢氧化镁、次磷酸铝和可膨胀石墨，质量分数为10:10:15:5，加无水乙醇配制成20%的阻燃剂分散液，超声分散20min后水浴加热至70℃，取5% γ-氨丙基三乙氧基硅烷（相对于阻燃剂），用无水乙醇1:1比例稀释后，缓慢加入阻燃剂中，70℃下搅拌1.5h，洗涤，抽滤，烘干，分散后得到改性无机阻燃剂第4步，在纤维悬浮液中，加入相对于混合纤维质量比为5%复合改性蒙脱土，加入相对于混合纤维质量比为20%改性无机阻燃剂，加入相对于混合纤维质量比为5%的碳酸钙，加入相对于混合纤维质量比为3%的三氧化钼，加入相对于混合纤维质量比为3%的硼酸锌，加入相对于混合纤维质量比为3%的三氧化二锑，在疏解机中疏解1000r充分混合均匀后，加入相对于混合纤维质量比为0.05%的pae，加入相对于混合纤维质量比为0.02%的有机硅消泡剂，加入相对于混合纤维质量比为0.1%的阳离子聚丙烯酰胺，在疏解机中疏解1000r充分混合均匀后，加入相对于混合纤维质量比为0.2%的膨润土，在抄纸机上抄制成形、压榨干
燥，制得阻燃纸。
55.十三、实施例十一。
56.第1步，将阳离子淀粉于90℃糊化15min后，用热水稀释至1%浓度，冷却至室温后，得到阳离子淀粉溶液。在该阳离子淀粉溶液中加入玻璃纤维（玻璃纤维与淀粉的质量比为100:1），混合5min后，滤掉滤液，获得阳离子淀粉改性的玻璃纤维。将40
°
sr针叶木纤维和阳离子改性玻璃纤维按照质量比为5:2混合，在疏解机中疏解3000r充分分散均匀，制备纤维悬浮液。
57.第2步，将蒙脱土在浓度为25%的磷酸溶液中进行酸化改性，固液比为1:50，在40℃下搅拌12h，将产物用去离子水离心洗涤，置于80℃烘箱干燥，研磨，即得到酸改性蒙脱土；称取10g酸改性蒙脱土分散在去离子水中，加入相对于酸改性蒙脱土质量比为3%的十六烷基三甲基溴化铵，在70℃下，搅拌2h，离心分离并用去离子水清洗，抽滤，干燥，研磨，即得到磷酸-有机改性蒙脱土。
58.第3步，改性无机阻燃剂为称取无机阻燃剂氢氧化铝、氢氧化镁、次磷酸铝和可膨胀石墨，质量分数为10:10:15:5，加无水乙醇配制成20%的阻燃剂分散液，超声分散20min后水浴加热至70℃，取5% γ-氨丙基三乙氧基硅烷（相对于阻燃剂），用无水乙醇1:1比例稀释后，缓慢加入阻燃剂中，70℃下搅拌1.5h，洗涤，抽滤，烘干，分散后得到改性无机阻燃剂第4步，在纤维悬浮液中，加入相对于混合纤维质量比为5%复合改性蒙脱土，加入相对于混合纤维质量比为20%改性无机阻燃剂，加入相对于混合纤维质量比为5%的碳酸钙，加入相对于混合纤维质量比为3%的三氧化钼，加入相对于混合纤维质量比为3%的硼酸锌，加入相对于混合纤维质量比为3%的三氧化二锑，在疏解机中疏解1000r充分混合均匀后，加入相对于混合纤维质量比为0.05%的pae，加入相对于混合纤维质量比为0.02%的有机硅消泡剂，加入相对于混合纤维质量比为0.1%的阳离子聚丙烯酰胺，在疏解机中疏解1000r充分混合均匀后，加入相对于混合纤维质量比为0.2%的膨润土，在抄纸机上抄制成形、压榨干燥，制得阻燃纸。
59.十四、实施例十二。
60.第1步，将阳离子淀粉于90℃糊化15min后，用热水稀释至1%浓度，冷却至室温后，得到阳离子淀粉溶液。在该阳离子淀粉溶液中加入玻璃纤维（玻璃纤维与淀粉的质量比为100:1），混合5min后，滤掉滤液，获得阳离子淀粉改性的玻璃纤维。将40
°
sr针叶木纤维和阳离子改性玻璃纤维按照质量比为5:2混合，在疏解机中疏解3000r充分分散均匀，制备纤维悬浮液。
61.第2步，将蒙脱土在浓度为25%的硫酸溶液中进行酸化改性，固液比为1:30，在40℃下搅拌12h，将产物用去离子水离心洗涤，置于80℃烘箱干燥，研磨，即得到酸改性蒙脱土；称取10g酸改性蒙脱土分散在去离子水中，加入相对于酸改性蒙脱土质量比为3%的十六烷基三甲基溴化铵，在70℃下，搅拌2h，离心分离并用去离子水清洗，抽滤，干燥，研磨，即得到磷酸-有机改性蒙脱土。
62.第3步，改性无机阻燃剂为称取无机阻燃剂氢氧化铝、氢氧化镁、次磷酸铝和可膨胀石墨，质量分数为10:10:15:5，加无水乙醇配制成20%的阻燃剂分散液，超声分散20min后水浴加热至70℃，取5% γ-氨丙基三乙氧基硅烷（相对于阻燃剂），用无水乙醇1:1比例稀释后，缓慢加入阻燃剂中，70℃下搅拌1.5h，洗涤，抽滤，烘干，分散后得到改性无机阻燃剂
第4步，在纤维悬浮液中，加入相对于混合纤维质量比为1%复合改性蒙脱土，加入相对于混合纤维质量比为20%改性无机阻燃剂，加入相对于混合纤维质量比为5%的碳酸钙，加入相对于混合纤维质量比为3%的三氧化钼，加入相对于混合纤维质量比为3%的硼酸锌，加入相对于混合纤维质量比为3%的三氧化二锑，在疏解机中疏解1000r充分混合均匀后，加入相对于混合纤维质量比为0.05%的pae，加入相对于混合纤维质量比为0.02%的有机硅消泡剂，加入相对于混合纤维质量比为0.1%的阳离子聚丙烯酰胺，在疏解机中疏解1000r充分混合均匀后，加入相对于混合纤维质量比为0.2%的膨润土，在抄纸机上抄制成形、压榨干燥，制得阻燃纸。
63.十五、实施例十三。
64.第1步，将阳离子淀粉于90℃糊化15min后，用热水稀释至1%浓度，冷却至室温后，得到阳离子淀粉溶液。在该阳离子淀粉溶液中加入玻璃纤维（玻璃纤维与淀粉的质量比为100:1），混合5min后，滤掉滤液，获得阳离子淀粉改性的玻璃纤维。将40
°
sr针叶木纤维和阳离子改性玻璃纤维按照质量比为5:2混合，在疏解机中疏解3000r充分分散均匀，制备纤维悬浮液。
65.第2步，将蒙脱土在浓度为25%的植酸酸溶液中进行酸化改性，固液比为1:30，在40℃下搅拌12h，将产物用去离子水离心洗涤，置于80℃烘箱干燥，研磨，即得到酸改性蒙脱土；称取10g酸改性蒙脱土分散在去离子水中，加入相对于酸改性蒙脱土质量比为3%的十六烷基三甲基溴化铵，在70℃下，搅拌2h，离心分离并用去离子水清洗，抽滤，干燥，研磨，即得到磷酸-有机改性蒙脱土。
66.第3步，改性无机阻燃剂为称取无机阻燃剂氢氧化铝、氢氧化镁、次磷酸铝和可膨胀石墨，质量分数为10:10:15:5，加无水乙醇配制成20%的阻燃剂分散液，超声分散20min后水浴加热至70℃，取5% γ-氨丙基三乙氧基硅烷（相对于阻燃剂），用无水乙醇1:1比例稀释后，缓慢加入阻燃剂中，70℃下搅拌1.5h，洗涤，抽滤，烘干，分散后得到改性无机阻燃剂第4步，在纤维悬浮液中，加入相对于混合纤维质量比为1%复合改性蒙脱土，加入相对于混合纤维质量比为20%改性无机阻燃剂，加入相对于混合纤维质量比为5%的碳酸钙，加入相对于混合纤维质量比为3%的三氧化钼，加入相对于混合纤维质量比为3%的硼酸锌，加入相对于混合纤维质量比为3%的三氧化二锑，在疏解机中疏解1000r充分混合均匀后，加入相对于混合纤维质量比为0.05%的pae，加入相对于混合纤维质量比为0.02%的有机硅消泡剂，加入相对于混合纤维质量比为0.1%的阳离子聚丙烯酰胺，在疏解机中疏解1000r充分混合均匀后，加入相对于混合纤维质量比为0.2%的膨润土，在抄纸机上抄制成形、压榨干燥，制得阻燃纸。
67.十六、实施例十四。
68.第1步，将阳离子淀粉于90℃糊化15min后，用热水稀释至1%浓度，冷却至室温后，得到阳离子淀粉溶液。在该阳离子淀粉溶液中加入玻璃纤维（玻璃纤维与淀粉的质量比为100:1），混合5min后，滤掉滤液，获得阳离子淀粉改性的玻璃纤维。将40
°
sr针叶木纤维和阳离子改性玻璃纤维按照质量比为5:2混合，在疏解机中疏解3000r充分分散均匀，制备纤维悬浮液。
69.第2步，将蒙脱土在浓度为25%的盐酸溶液中进行酸化改性，固液比为1:30，在40℃下搅拌12h，将产物用去离子水离心洗涤，置于80℃烘箱干燥，研磨，即得到酸改性蒙脱土；
称取10g酸改性蒙脱土分散在去离子水中，加入相对于酸改性蒙脱土质量比为3%的十六烷基三甲基溴化铵，在70℃下，搅拌2h，离心分离并用去离子水清洗，抽滤，干燥，研磨，即得到磷酸-有机改性蒙脱土。
70.第3步，改性无机阻燃剂为称取无机阻燃剂氢氧化铝、氢氧化镁、次磷酸铝和可膨胀石墨，质量分数为10:10:15:5，加无水乙醇配制成20%的阻燃剂分散液，超声分散20min后水浴加热至70℃，取5% γ-氨丙基三乙氧基硅烷（相对于阻燃剂），用无水乙醇1:1比例稀释后，缓慢加入阻燃剂中，70℃下搅拌1.5h，洗涤，抽滤，烘干，分散后得到改性无机阻燃剂第4步，在纤维悬浮液中，加入相对于混合纤维质量比为1%复合改性蒙脱土，加入相对于混合纤维质量比为20%改性无机阻燃剂，加入相对于混合纤维质量比为5%的碳酸钙，加入相对于混合纤维质量比为3%的三氧化钼，加入相对于混合纤维质量比为3%的硼酸锌，加入相对于混合纤维质量比为3%的三氧化二锑，在疏解机中疏解1000r充分混合均匀后，加入相对于混合纤维质量比为0.05%的pae，加入相对于混合纤维质量比为0.02%的有机硅消泡剂，加入相对于混合纤维质量比为0.1%的阳离子聚丙烯酰胺，在疏解机中疏解1000r充分混合均匀后，加入相对于混合纤维质量比为0.2%的膨润土，在抄纸机上抄制成形、压榨干燥，制得阻燃纸。
71.十七、实施例十五。
72.第1步，将阳离子淀粉于90℃糊化15min后，用热水稀释至1%浓度，冷却至室温后，得到阳离子淀粉溶液。在该阳离子淀粉溶液中加入玻璃纤维（玻璃纤维与淀粉的质量比为100:1），混合5min后，滤掉滤液，获得阳离子淀粉改性的玻璃纤维。将40
°
sr针叶木纤维和阳离子改性玻璃纤维按照质量比为5:2混合，在疏解机中疏解3000r充分分散均匀，制备纤维悬浮液。
73.第2步，将蒙脱土在浓度为25%的磷酸溶液中进行酸化改性，固液比为1:30，在40℃下搅拌12h，将产物用去离子水离心洗涤，置于80℃烘箱干燥，研磨，即得到酸改性蒙脱土；称取10g酸改性蒙脱土分散在去离子水中，加入相对于酸改性蒙脱土质量比为7%的十六烷基三甲基溴化铵，在70℃下，搅拌2h，离心分离并用去离子水清洗，抽滤，干燥，研磨，即得到磷酸-有机改性蒙脱土。
74.第3步，改性无机阻燃剂为称取无机阻燃剂氢氧化铝、氢氧化镁、次磷酸铝和可膨胀石墨，质量分数为10:10:15:5，加无水乙醇配制成20%的阻燃剂分散液，超声分散20min后水浴加热至70℃，取5% γ-氨丙基三乙氧基硅烷（相对于阻燃剂），用无水乙醇1:1比例稀释后，缓慢加入阻燃剂中，70℃下搅拌1.5h，洗涤，抽滤，烘干，分散后得到改性无机阻燃剂第4步，在纤维悬浮液中，加入相对于混合纤维质量比为5%复合改性蒙脱土，加入相对于混合纤维质量比为20%改性无机阻燃剂，加入相对于混合纤维质量比为5%的碳酸钙，加入相对于混合纤维质量比为3%的三氧化钼，加入相对于混合纤维质量比为3%的硼酸锌，加入相对于混合纤维质量比为3%的三氧化二锑，在疏解机中疏解1000r充分混合均匀后，加入相对于混合纤维质量比为0.05%的pae，加入相对于混合纤维质量比为0.02%的有机硅消泡剂，加入相对于混合纤维质量比为0.1%的阳离子聚丙烯酰胺，在疏解机中疏解1000r充分混合均匀后，加入相对于混合纤维质量比为0.2%的膨润土，在抄纸机上抄制成形、压榨干燥，制得阻燃纸。
75.十八、实施例十六。
76.第1步，将阳离子淀粉于90℃糊化15min后，用热水稀释至1%浓度，冷却至室温后，得到阳离子淀粉溶液。在该阳离子淀粉溶液中加入玻璃纤维（玻璃纤维与淀粉的质量比为100:1），混合5min后，滤掉滤液，获得阳离子淀粉改性的玻璃纤维。将40
°
sr针叶木纤维和阳离子改性玻璃纤维按照质量比为5:2混合，在疏解机中疏解3000r充分分散均匀，制备纤维悬浮液。
77.第2步，将蒙脱土在浓度为25%的磷酸溶液中进行酸化改性，固液比为1:30，在40℃下搅拌12h，将产物用去离子水离心洗涤，置于80℃烘箱干燥，研磨，即得到酸改性蒙脱土；称取10g酸改性蒙脱土分散在去离子水中，加入相对于酸改性蒙脱土质量比为10%的十六烷基三甲基溴化铵，在70℃下，搅拌2h，离心分离并用去离子水清洗，抽滤，干燥，研磨，即得到磷酸-有机改性蒙脱土。
78.第3步，改性无机阻燃剂为称取无机阻燃剂氢氧化铝、氢氧化镁、次磷酸铝和可膨胀石墨，质量分数为10:10:15:5，加无水乙醇配制成20%的阻燃剂分散液，超声分散20min后水浴加热至70℃，取5% γ-氨丙基三乙氧基硅烷（相对于阻燃剂），用无水乙醇1:1比例稀释后，缓慢加入阻燃剂中，70℃下搅拌1.5h，洗涤，抽滤，烘干，分散后得到改性无机阻燃剂第4步，在纤维悬浮液中，加入相对于混合纤维质量比为5%复合改性蒙脱土，加入相对于混合纤维质量比为20%改性无机阻燃剂，加入相对于混合纤维质量比为5%的碳酸钙，加入相对于混合纤维质量比为3%的三氧化钼，加入相对于混合纤维质量比为3%的硼酸锌，加入相对于混合纤维质量比为3%的三氧化二锑，在疏解机中疏解1000r充分混合均匀后，加入相对于混合纤维质量比为0.05%的pae，加入相对于混合纤维质量比为0.02%的有机硅消泡剂，加入相对于混合纤维质量比为0.1%的阳离子聚丙烯酰胺，在疏解机中疏解1000r充分混合均匀后，加入相对于混合纤维质量比为0.2%的膨润土，在抄纸机上抄制成形、压榨干燥，制得阻燃纸。
79.十九、结论三。
80.基于实施例九至实施例十六可以得出，蒙脱土是优异的成炭剂，虽然对纸张的loi和ul94阻燃性贡献不大，但是和传统阻燃剂一起使用时，能在满足阻燃性能的同时降低阻燃剂的用量。

技术特征：

1.一种高效低烟无卤阻燃纸，其特征在于所述高效低烟无卤阻燃纸按重量份包括以下原料组分：混合纤维50～70份、复合改性蒙脱土1～10份、改性无机阻燃剂20～30份、高效抑烟剂0～5份、阻燃协效剂2～10份、无机填料5～15份以及助剂0.3～1份。2.制备权利要求1所述高效低烟无卤阻燃纸的方法，其特征在于，所述方法为：采用湿法造纸技术，将其各种原料按照质量配比充分混合均匀后，加入无机填料和少量的造纸助剂，在抄纸机上抄制成形，压榨，干燥，制成高效低烟无卤阻燃纸。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于混合纤维的制备方法是：将阳离子淀粉于90℃糊化15min后，用热水稀释至1%～5%浓度，冷却至室温后，得到阳离子淀粉溶液；在该阳离子淀粉溶液中加入矿物纤维，矿物纤维与淀粉的质量比为100:1～10，反应一段时间后，滤掉滤液，获得阳离子淀粉改性的矿物纤维；将植物纤维和改性矿物纤维按质量比为5∶1～3配比为混合纤维，备用。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于复合改性蒙脱土的制备方法是：将蒙脱土在20%～30%浓度的酸溶液中进行酸化改性，固液比为1∶10～50，在40℃下搅拌12h，将产物用去离子水离心洗涤，置于80℃烘箱干燥，研磨，即得到酸改性蒙脱土；称取酸改性蒙脱土分散在去离子水中，加入相对于酸改性蒙脱土质量比为1%～5%的十六烷基三甲基溴化铵，在80℃搅拌2h，离心分离并用去离子水清洗，抽滤，干燥，研磨，即得到酸-有机改性蒙脱土；所述酸溶液为盐酸、硫酸、磷酸、植酸、柠檬酸其中的一种。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于改性无机阻燃剂的制备方法是：称取无机阻燃剂氢氧化铝、氢氧化镁、次磷酸铝和可膨胀石墨，质量分数为10∶10∶10～15∶5～10，加无水乙醇配制为20%～50%的阻燃剂分散液，超声分散20min后水浴加热至70℃，取相对于阻燃剂质量比为2.5%～10%的硅烷偶联剂，用无水乙醇1∶1比例稀释后，缓慢加入阻燃剂中，70℃下搅拌1.5h，洗涤，抽滤，烘干，分散后得到改性无机阻燃剂。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨乙基)-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n-β（氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种。7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于高效抑烟剂为三氧化钼和八钼酸铵中的一种。8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于阻燃协效剂由硼酸锌和三氧化二锑的一种或两种组成。9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于无机填料由高岭土、碳酸钙、水滑石、滑石粉中的一种或多种组成。10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于助剂为助留助滤剂、消泡剂和增强剂；助留助滤剂为阳离子聚丙烯酰胺和膨润土双助留助滤体系，质量比分别为相对于绝干混合纤维的0.05～0.2%和0.1～0.5%；消泡剂为有机硅消泡剂，质量比为相对于绝干混合纤维的0.01～0.1%；增强剂为pae，质量比为相对于绝干混合纤维的0.02～0.1%。

技术总结

本发明涉及一种高效低烟无卤阻燃纸及其制备方法，该高效低烟无卤阻燃纸按重量份包括：混合纤维50～70份、复合改性蒙脱土1～10份、改性无机阻燃剂20～30份、高效抑烟剂0～5份、阻燃协效剂2～10份、无机填料5～15份以及助剂0.3～1份；将各原料按照质量百分比充分混合均匀后，在抄纸机上抄制成形，压榨，干燥，制成高效低烟无卤阻燃纸。采取本发明，在纤维基材中添加矿物纤维，随着矿物纤维含量增加，纸张阻燃性能提高；经过改性后的无机阻燃剂能够很好的留着在纤维基材中，阻燃效果提高明显，且纸张抗张强度降低较小；将蒙脱土和传统阻燃剂一起使用时，能在满足阻燃性能的同时降低阻燃剂的用量。燃剂的用量。