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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201611013834.1 (22)申请日 2016.11.15 (71)申请人 浙江大胜达包装有限公司 地址 311200 浙江省杭州市经济开发区北 塘路2号 (72)发明人 张治国孙俊军黄煜琪朱民强 索艳格钟沙洁王召霞 (74)专利代理机构 北京远大卓悦知识产权代理 事务所(普通合伙) 11369 代理人 郑越 (51)Int.Cl. C09D 103/02(2006.01) C09D 129/04(2006.01) C09D 103/06(2006.01) C09D 7/。
2、12(2006.01) C09D 5/18(2006.01) (54)发明名称 可膨胀石墨阻燃包装材料的制备方法及应 用 (57)摘要 本发明提供一种可膨胀石墨阻燃包装材料 的制备方法及应用， 包括： 按重量份计， 将水性树 脂胶黏剂600900份、 可膨胀石墨100200份、 氢氧化镁1020份、 氢氧化铝1020份、 硅酸钠 1020份、 多聚磷酸铵2040份、 三聚氰胺15 30份、 辛烯基琥珀酸淀粉酯510份、 硼砂510 份、 滑石粉1020份、 碳酸钙1020份和去离子 水100300份加入反应釜中， 强力搅拌下制备得 到基于可膨胀石墨的阻燃剂； 再将所述基于可膨 胀石墨的阻燃剂对。
3、包装材料进行表面施胶涂布 处理。 本发明制得的可膨胀石墨阻燃包装材料及 应用该包装材料制得的阻燃瓦楞纸板和阻燃蜂 窝纸板， 阻燃效果优良且不影响包装材料的加工 性能和物理性能。 权利要求书1页 说明书5页 CN 106566322 A 2017.04.19 CN 106566322 A 1.一种可膨胀石墨阻燃包装材料的制备方法， 其特征在于， 包括以下步骤： 步骤一： 按重量份计， 将水性树脂胶黏剂600900份、 可膨胀石墨100200份、 氢氧化 镁1020份、 氢氧化铝1020份、 硅酸钠1020份、 多聚磷酸铵2040份、 三聚氰胺1530 份、 辛烯基琥珀酸淀粉酯510份、 硼砂51。
4、0份、 滑石粉1020份、 碳酸钙1020份和去离 子水100300份加入反应釜中， 强力搅拌下制备得到基于可膨胀石墨的阻燃剂； 步骤二： 用所述基于可膨胀石墨的阻燃剂对包装材料进行表面施胶涂布处理。 2.根据权利要求1所述的可膨胀石墨阻燃包装材料的制备方法， 其特征在于： 所述反应 釜中的反应温度为4070， 反应时间为13小时。 3.根据权利要求1所述的可膨胀石墨阻燃包装材料的制备方法， 其特征在于： 所述水性 树脂为淀粉胶黏剂和聚乙烯醇胶黏剂中的一种或者两种的混合物， 其质量浓度为530。 4.根据权利要求1所述的可膨胀石墨阻燃包装材料的制备方法， 其特征在于： 所述可膨 胀石墨的粒度为。
5、32100目。 5.根据权利要求1所述的可膨胀石墨阻燃包装材料的制备方法， 其特征在于： 所述施胶 涂布处理中涂布定量为15300克/平方米。 6.根据权利要求1所述的可膨胀石墨阻燃包装材料的制备方法， 其特征在于： 所述表面 施胶涂布处理涂布在包装材料的单面或者双面。 7.根据权利要求1所述的可膨胀石墨阻燃包装材料的制备方法， 其特征在于， 所述包装 材料的表面粘结有基布层， 所述基布是由多层菱形状结构相互连接而成， 所述菱形结构的 边长介于12厘米， 且相邻二层菱形状结构通过比菱形结构本身更粗的连接段连接， 在所 述步骤二中， 用所述基于可膨胀石墨的阻燃剂对包装材料表面的基布层进行施胶涂布。
6、处 理， 且所述基于可膨胀石墨的阻燃剂的涂覆厚度与所述连接段的粗度大致相当。 8.根据权利要求17所述任一可膨胀石墨阻燃包装材料的制备方法所获得的可膨胀 石墨阻燃包装材料的应用， 其特征在于： 将所述可膨胀石墨阻燃包装材料用做瓦楞纸板的 面层、 芯层、 夹层或者里层。 9.根据权利要求17所述任一可膨胀石墨阻燃包装材料的制备方法所获得的可膨胀 石墨阻燃包装材料的应用， 其特征在于： 将所述可膨胀石墨阻燃包装材料用做蜂窝纸板的 面层、 芯层、 夹层或者里层。 权利要求书 1/1 页 2 CN 106566322 A 2 可膨胀石墨阻燃包装材料的制备方法及应用 技术领域 0001 本发明涉及一种包。
7、装材料的制备工艺， 具体地说， 是一种可膨胀石墨阻燃包装材 料的制备方法及应用。 背景技术 0002 纸包装行业是包装业中发展最为迅速的领域之一， 有着较大的发展空间， 被认定 为最有前途的绿色包装材料之一。 用于产品包装的材料， 从消防安全角度考虑都需要进行 阻燃处理， 特别是纸质的包装材料。 一些特殊产品的包装要求包装材料必须具有良好的阻 燃性能， 例如易燃、 易爆危险产品的包装， 以及家居、 建材等产品的包装。 添加阻燃剂是降低 纸制包装材料燃烧性的主要途径。 0003 CN 102619139 B公开了一种水基无卤阻燃纸及其制备方法， 其特征在于， 在原纸 表面涂覆有阻燃层， 所述阻燃。
8、层由阻燃液烘干得到， 所述阻燃液由阻燃剂、 胶液、 消泡剂组 成， 所述阻燃剂为氢氧化镁或氢氧化铝与三氧化二锑复配成复合阻燃剂， 或者三氧化二锑 与微米级或纳米级水滑石复配成复合阻燃剂， 或者采用三氧化二锑作为阻燃剂。 0004 上述金属氢氧化物、 金属氧化物类阻燃剂及其复配物虽然有一定的阻燃效果和抑 烟能力， 但阻燃效率低， 要获得良好的阻燃效果， 添加量一般在50以上， 导致包装材料的 加工性能和物理性能显著下降。 发明内容 0005 作为各种广泛且细致的研究和实验的结果， 本发明的发明人已经发现， 采用了可 膨胀石墨作为无机阻燃剂主体， 复配使用了可膨胀石墨、 氢氧化镁、 氢氧化铝的无机。
9、阻燃体 系， 并在此基础上将磷系阻燃剂与无机阻燃剂有机耦合在一起， 可有效解决现有技术中存 在的阻燃效率低的技术问题， 且能确保包装材料的加工性能和物理性能。 基于这种发现， 完 成了本发明。 0006 本发明的一个目的是解决至少上述问题和缺陷， 并提供至少后面将说明的优点。 0007 为了实现根据本发明的这些目的和其它优点， 提供了一种可膨胀石墨阻燃包装材 料的制备方法步骤如下： 0008 步骤一： 按重量份计， 将水性树脂胶黏剂600900份、 可膨胀石墨100200份、 氢 氧化镁1020份、 氢氧化铝1020份、 硅酸钠1020份、 多聚磷酸铵2040份、 三聚氰胺15 30份、 辛烯。
10、基琥珀酸淀粉酯510份、 硼砂510份、 滑石粉1020份、 碳酸钙1020份和 去离子水100300份加入反应釜中， 强力搅拌下制备得到基于可膨胀石墨的阻燃剂； 0009 步骤二： 用所述基于可膨胀石墨的阻燃剂对包装材料进行表面施胶涂布处理。 0010 优选的是， 其中所述反应釜中的反应温度为4070， 反应时间为13小时。 在此 反应温度和反应时间下可以获得更加均匀的基于可膨胀石墨的阻燃剂， 从而确保材料表面 涂布后不影响其加工性能和物理性能。 0011 优选的是， 其中所述水性树脂为淀粉胶黏剂和聚乙烯醇胶黏剂中的一种或者两种 说明书 1/5 页 3 CN 106566322 A 3 的混。
11、合物， 其质量浓度为530。 采用淀粉胶黏剂和聚乙烯醇胶黏剂作为胶黏剂可以显著 降低生产成本， 而且更为环保绿色。 0012 优选的是， 其中所述可膨胀石墨的粒度为32100目。 可膨胀石墨在受到高温时， 层间的插层物质与石墨发生氧化还原反应放出气体， 使石墨体积膨胀增大数百倍， 膨胀后 的石墨由鳞片状变成密度很低的蠕虫状， 形成良好的绝热层， 膨胀后的主要成分是炭， 能够 耐700的高温， 而且产生的烟气少， 其膨胀后形成的 “蠕虫” 状炭穿插于膨胀的涂层中， 起 到纤维增强涂层的作用， 防止涂层开裂和脱落， 延长隔热时间， 具有良好的阻燃效果。 不同 粒度的可膨胀石墨对材料的阻燃性能影响显。
12、著。 若粒度小于32目， 则石墨的颗粒过粗， 影响 包装材料的加工性能和物理性能， 若粒度大于100目， 则石墨受热后的膨胀效果不明显， 导 致阻燃效果不理想。 0013 优选的是， 其中所述施胶涂布处理中涂布定量为15300克/平方米。 若涂布定量 小于15克/平方米， 则阻燃效果不明显， 若涂布定量大于300克/平方米， 阻燃剂涂层过厚， 则 影响到材料的加工性能和物理性能。 0014 优选的是， 其中所述表面施胶涂布处理涂布在包装材料的单面或者双面。 在材料 的表面有选择的进行单面或者双面涂布处理， 可以获得不同阻燃效果的包装材料， 以适应 不同产品的阻燃包装需求。 0015 优选的是，。
13、 其中所述包装材料的表面粘结有基布层， 所述基布是由多层菱形状结 构相互连接而成， 所述菱形结构的边长介于12厘米， 且相邻二层菱形状结构通过比菱形 结构本身更粗的连接段连接， 在所述步骤二中， 用所述基于可膨胀石墨的阻燃剂对包装材 料表面的基布层进行施胶涂布处理， 且所述基于可膨胀石墨的阻燃剂的涂覆厚度与所述连 接段的粗度大致相当。 在包装材料表面粘结基布层后， 将基布织物的结构与阻燃剂的涂布 层有机结合， 可以进一步提升产品的阻燃性能。 0016 本发明至少包括以下有益效果： 0017 本发明采用了可膨胀石墨作为无机阻燃剂主体， 复配使用了可膨胀石墨、 氢氧化 镁、 氢氧化铝的无机阻燃体系。
14、， 具有价格低廉， 阻燃效果优良的特点。 同时还复配使用了聚 磷酸铵、 三聚氰胺的磷系阻燃剂， 并将传统磷系阻燃剂中的成炭剂季戊四醇替换成了本体 系中的淀粉或者聚乙烯醇， 从而大大降低了生产成本， 获得更为优良的阻燃性能、 更为优良 的隔热性能和更长的耐火时间。 0018 本发明中采用了水性阻燃体系， 通过辛烯基琥珀酸淀粉酯、 硼砂、 滑石粉、 碳酸钙 等的复配体系加入， 使得阻燃剂水性体系不仅稳定性好， 而且降低了生产成本， 更为环保绿 色。 0019 本发明在材料表面粘结有基布层， 进一步提升了产品的阻燃性能。 0020 本发明还有一个目的是提供一种阻燃瓦楞纸板的制备方法， 制备步骤如下：。
15、 步骤 一： 根据上述任一的可膨胀石墨阻燃包装材料的制备方法制备得到可膨胀石墨阻燃包装材 料； 步骤二： 将所述可膨胀石墨阻燃包装材料作为所述阻燃瓦楞纸板的面层、 芯层、 夹层或 者里层。 0021 按照本发明方法制备的阻燃瓦楞纸板制备工艺简单， 成本低， 对环境污染小， 而且 附着牢固， 不易脱落， 阻燃效果良好， 加工性能和物理性能符合产品标准。 将阻燃包装材料 作为阻燃瓦楞纸板的面层、 芯层、 夹层或者里层， 从而使得产品外观不受影响， 也不影响包 说明书 2/5 页 4 CN 106566322 A 4 装的印刷和装饰功能。 0022 本发明还有一个目的是提供一种阻燃蜂窝纸板的制备方法。
16、， 制备步骤如下： 步骤 一： 根据上述任一的可膨胀石墨阻燃包装材料的制备方法制备得到可膨胀石墨阻燃包装材 料； 步骤二： 将所述可膨胀石墨阻燃包装材料作为所述阻燃蜂窝纸板的面层、 芯层、 夹层或 者里层。 0023 按照本发明方法制备的阻燃蜂窝纸板制备工艺简单， 成本低， 对环境污染小， 而且 附着牢固， 不易脱落， 阻燃效果良好， 加工性能和物理性能符合产品标准。 将阻燃包装材料 作为阻燃蜂窝纸板的面层、 芯层、 夹层或者里层， 从而使得产品外观不受影响， 也不影响包 装的印刷和装饰功能。 0024 本发明的其它优点、 目标和特征将部分通过下面的说明体现， 部分还将通过对本 发明的研究和实。
17、践而为本领域的技术人员所理解。 具体实施方式 0025 下面对本发明做进一步的详细说明， 以令本领域技术人员参照说明书文字能够据 以实施。 0026 应当理解， 本文所使用的诸如 “具有” 、“包含” 以及 “包括” 术语并不配出一个或多 个其它元件或其组合的存在或添加。 0027 0028 步骤一： 在装有机械搅拌装置和温度计的反应釜中， 按重量份计， 首先加入30重 量浓度的淀粉胶黏剂600份， 开启搅拌。 搅拌下， 慢慢加入32目可膨胀石墨100份、 氢氧化镁 10份、 氢氧化铝10份、 硅酸钠10份、 多聚磷酸铵20份、 三聚氰胺15份、 辛烯基琥珀酸淀粉酯5 份、 硼砂5份、 滑石粉。
18、10份、 碳酸钙10份和去离子水100份加入反应釜中， 强力搅拌下在温度 40下反应3小时， 降温后得到基于可膨胀石墨的阻燃剂。 0029 步骤二： 在定量为215克/平方米的美卡纸板的单面或双面粘结基布层， 所述基布 是由多层菱形状结构相互连接而成， 所述菱形结构的边长介于12厘米， 且相邻二层菱形 状结构通过比菱形结构本身更粗的连接段连接。 将本实施例步骤一制得的基于可膨胀石墨 的阻燃剂采用施胶机对美卡纸板表面的基布层进行施胶涂布， 基于可膨胀石墨的阻燃剂的 涂覆厚度与所述连接段的粗度大致相当， 并于150干燥2分钟后即可制备得到阻燃美卡纸 板， 基于可膨胀石墨的阻燃剂涂布定量为15克/平。
19、方米。 0030 进一步的， 将本实施例中步骤二获得的阻燃美卡纸板用于制作瓦楞纸板的面层、 芯层、 夹层或者里层， 还可以获得一种阻燃瓦楞纸板。 将本实施例中步骤二获得的阻燃美卡 纸板用于制作蜂窝纸板的面层、 芯层、 夹层或者里层， 还可以获得一种阻燃蜂窝纸板。 经测 试， 纸板的氧指数为30.4， 纸板的加工性能和物理性能均符合产品标准。 0031 0032 步骤一： 在装有机械搅拌装置和温度计的反应釜中， 按重量份计， 首先加入5重 量浓度的聚乙烯醇胶黏剂900份， 开启搅拌。 搅拌下， 慢慢加入100目可膨胀石墨200份、 氢氧 化镁20份、 氢氧化铝20份、 硅酸钠20份、 多聚磷酸铵。
20、40份、 三聚氰胺30份、 辛烯基琥珀酸淀粉 酯10份、 硼砂10份、 滑石粉20份、 碳酸钙20份和去离子水300份加入反应釜中， 强力搅拌下在 温度70下反应1小时， 降温后得到基于可膨胀石墨的阻燃剂。 说明书 3/5 页 5 CN 106566322 A 5 0033 步骤二： 在定量为300克/平方米的纸板的单面或双面粘结基布层， 所述基布是由 多层菱形状结构相互连接而成， 所述菱形结构的边长介于12厘米， 且相邻二层菱形状结 构通过比菱形结构本身更粗的连接段连接。 将本实施例步骤一制得的基于可膨胀石墨的阻 燃剂采用施胶机对纸板表面的基布层进行施胶涂布， 基于可膨胀石墨的阻燃剂的涂覆厚。
21、度 与所述连接段的粗度大致相当， 并于150干燥2分钟后即可制备得到阻燃纸板， 基于可膨 胀石墨的阻燃剂涂布定量为300克/平方米。 0034 进一步的， 将本实施例中步骤二获得的阻燃纸板用于制作瓦楞纸板的面层、 芯层、 夹层或者里层， 还可以获得一种阻燃瓦楞纸板。 将本实施例中步骤二获得的阻燃纸板用于 制作蜂窝纸板的面层、 芯层、 夹层或者里层， 还可以获得一种阻燃蜂窝纸板。 经测试， 纸板的 氧指数为45.9， 纸板的加工性能和物理性能均符合产品标准。 0035 0036 步骤一： 在装有机械搅拌装置和温度计的反应釜中， 按重量份计， 首先加入15重 量浓度的淀粉胶黏剂750份， 开启搅拌。
22、。 搅拌下， 慢慢加入80目可膨胀石墨150份、 氢氧化镁 15份、 氢氧化铝15份、 硅酸钠15份、 多聚磷酸铵30份、 三聚氰胺23份、 辛烯基琥珀酸淀粉酯 7.5份、 硼砂7.5份、 滑石粉15份、 碳酸钙15份和去离子水200份加入反应釜中， 强力搅拌下在 温度55下反应2小时， 降温后得到基于可膨胀石墨的阻燃剂。 0037 步骤二： 在定量为200克/平方米的纸板的单面或双面粘结基布层， 所述基布是由 多层菱形状结构相互连接而成， 所述菱形结构的边长介于12厘米， 且相邻二层菱形状结 构通过比菱形结构本身更粗的连接段连接。 将本实施例步骤一制得的基于可膨胀石墨的阻 燃剂采用施胶机对纸。
23、板表面的基布层进行施胶涂布， 基于可膨胀石墨的阻燃剂的涂覆厚度 与所述连接段的粗度大致相当， 并于150干燥2分钟后即可制备得到阻燃纸板， 基于可膨 胀石墨的阻燃剂涂布定量为100克/平方米。 0038 进一步的， 将本实施例中步骤二获得的阻燃纸板用于制作瓦楞纸板的面层、 芯层、 夹层或者里层， 还可以获得一种阻燃瓦楞纸板。 将本实施例中步骤二获得的阻燃纸板用于 制作蜂窝纸板的面层、 芯层、 夹层或者里层， 还可以获得一种阻燃蜂窝纸板。 经测试， 纸板的 氧指数为47.1， 纸板的加工性能和物理性能均符合产品标准。 0039 为了说明本发明的效果， 发明人提供比较实验如下： 0040 0041。
24、 将实例2中的， 按重量份计， 100目可膨胀石墨200份替换为同样重量份的三氧化二 锑， 其余参数与实例2中的完全相同， 工艺过程也完全相同。 所获得的产品经测试， 纸板的氧 指数为25.2。 0042 0043 将实例3中的， 按重量份计， 80目可膨胀石墨150份替换为同样重量份的三氧化二 锑， 其余参数与实例3中的完全相同， 工艺过程也完全相同。 所获得的产品经测试， 纸板的氧 指数为28.7。 0044 对上述实例和比较例得到的产物按照GB/T54541997 纺织批品燃烧性能测定氧 指数测定法 测定产品的氧指数， 一般认为， 氧指数27的属易燃材料， 27氧指数32的属 可燃材料，。
25、 氧指数32的属难燃材料。 0045 表1 说明书 4/5 页 6 CN 106566322 A 6 0046 材料的氧指数阻燃性能 实例130.4可燃 实例245.9难燃 实例347.1难燃 比较例125.2易燃 比较例228.7可燃 0047 从上表1能够看出， 比较例1与实例2相比， 实例2中由于采用了100目可膨胀石墨 200重量份， 其阻燃性能由易燃提升为难燃， 阻燃效果显著高于比较例1中采用同样重量份 的三氧化二锑的情况。 0048 比较例2与实例3相比， 实例3由于采用了80目可膨胀石墨150重量份， 其阻燃性能 由可燃提升为难燃， 阻燃效果显著高于比较例2中采用硫同样重量份的三。
26、氧化二锑的情况。 0049 可见， 本发明采用了可膨胀石墨作为无机阻燃剂主体， 复配使用了可膨胀石墨、 氢 氧化镁、 氢氧化铝的无机阻燃体系， 具有价格低廉， 阻燃效果优良的特点。 同时还复配使用 了聚磷酸铵、 三聚氰胺的磷系阻燃剂， 并将传统磷系阻燃剂中的成炭剂季戊四醇替换成了 本体系中的淀粉或者聚乙烯醇， 从而大大降低了生产成本， 获得更为优良的阻燃性能、 更为 优良的隔热性能和更长的耐火时间。 0050 本发明中采用了水性阻燃体系， 通过辛烯基琥珀酸淀粉酯、 硼砂、 滑石粉、 碳酸钙 等的复配体系加入， 使得阻燃剂水性体系不仅稳定性好， 而且降低了生产成本， 更为环保绿 色。 0051 本发明在材料表面粘结有基布层， 进一步提升了产品的阻燃性能。 0052 尽管本发明的实施方案已公开如上， 但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列 运用。 它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。 对于熟悉本领域的人员而言， 可容易地 实现另外的修改。 因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下， 本发明并不限 于特定的细节和这里示出与描述的实施例。 说明书 5/5 页 7 CN 106566322 A 7 。