技术摘要：
本发明涉及一种阻燃纤维、阻燃纸及其制备方法，属于造纸技术领域。本发明将纤维素、磷源阻燃剂和有机溶剂混合后球磨，制成阻燃纤维，并可进一步制成阻燃纸。本发明通过机械化学法将纤维素解纤的同时并在纤维素纤维上修饰磷元素，既节约了成本又意外地提高了纤维素的阻 全部
背景技术：
近些年来，随着石油资源的日渐枯竭，人们逐渐将目光转向开发利用天然的高分 子材料。众所周知，纤维素是自然界中存在的自然资源最为丰富的天然高分子材料，而且其 具有很好的生物降解性与生物相容性。目前纤维素的应用主要有纸张、包装盒、膜材料、增 强材料等方面。纸张是纤维素最广泛的应用方式之一。现在的很多资料是以纸质的形式存 在，纸张又具有极易燃烧的性质，所以当发生火灾时会造成极大的经济损失、人身安全以及 资料的无法挽回，因此制备阻燃纸张具有重要的研究意义。 阻燃纸张的制备方法主要是通过对纤维素纤维表面修饰，或者直接添加阻燃剂实 现的。直接添加阻燃剂型的纸张随着时间的延长会造成阻燃剂的析出，对纤维素修饰的方 法一般是将先将纤维素解纤，解纤后的纤维素再修饰，该两种方法的操作过程较为繁琐，并 且造成额外的生产成本。 磷及其磷化物很早就被用作阻燃剂使用。磷系阻燃剂的阻燃作用主要体现在火灾 初期的高聚物分解阶段，因其能促进聚合物脱水炭化，从而减少聚合物因热分解而产生的 可燃气体的数量，并且所生成的炭层还能隔绝氧气和热量。
技术实现要素：
本发明目的在于针对阻燃纸张制备方法繁琐的缺陷，提出一种将纤维素的解纤与 改性相结合从而制备阻燃纸的方法。该方法简便，原料易得，纤维素的解纤与改性可一步完 成。 具体而言，本发明首先提供一种阻燃纤维的制备方法，将纤维素、磷源阻燃剂和有 机溶剂混合后球磨，制成阻燃纤维。 本发明通过机械化学法将纤维素解纤的同时并在纤维素纤维上修饰磷元素，既节 约了成本又意外地提高了纤维素的阻燃效果。 进一步地，所述纤维素可选自玉米芯纤维素、海藻纤维素、海鞘纤维素或细菌纤维 素。 本发明所述玉米芯是指玉米棒脱粒后的棒芯，即玉米穗轴。 进一步地，所述磷源阻燃剂可选自磷酰氯。 实验表明，本发明方法尤其适用于二苯基次膦酰氯(CAS#:1499-21-4)。 进一步地，所述有机溶剂可选自二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺等。 进一步地，以g/ml计，所述纤维素与所述有机溶剂的重量体积比为1∶20。 进一步地，研究发现，当所述磷源阻燃剂与纤维素的摩尔比为(0.5-6)∶1，尤其是1 ∶1时，所制得的阻燃纤维阻燃效果更佳。 在本发明一些实施例中，所述磷源阻燃剂与纤维素的摩尔比可为0.5∶1，1∶1，2∶1， 3 CN 111608001 A 说 明 书 2/4 页 3∶1，4∶1，5∶1或6∶1。 另外，上述制备方法中，球磨时间一般可为0.5-24h，以0.5-10h为佳。 在本发明一些实施例中，所述球磨时间可为0.5h，1h，2h，4h，6h，8h，10h，12h，16h， 20h或24h。 一般地，本发明球磨转速为100-300rpm，优选为300rpm。 在本发明较佳的实施例中，所述磷源阻燃剂与纤维素的摩尔比为1∶1，球磨时间为 10h。 本发明还提供上述方法制备的阻燃纤维，其阻燃效果好，可进一步制成阻燃纸或 用于制备其他阻燃材料。 因此，本发明还提供一种阻燃纸的制备方法，包括按上述方法制成阻燃纤维，再进 一步制成阻燃纸。关于阻燃纸的制备方法可参照现有技术常规方法。 一般地，可采用上述方法制成阻燃纤维后直接采用现有技术方法制成阻燃纸。例 如将上述方法制成阻燃纤维洗涤后，抽滤即可制成阻燃纸。 本发明还提供一种上述方法制备的阻燃纸，其具有良好的热稳定性、阻燃性、成炭 性等特点，阻燃效果优异。 本发明所用原料均可市售购得，或按本领域常规方法制备。 在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可以相互组合，即得本发明各较佳 实例。 有益效果： 1)本发明在纤维素解纤的同时在纤维素的分子链上修饰了磷元素，磷元素的存在 会诱导材料在燃烧的过程中快速成炭，形成的炭层相当于一层物理隔层，隔绝了氧气与热 量的进入，从而延缓燃烧的程度，使得纸张具有阻燃性能； 2)本发明采用一步法制备阻燃纤维/阻燃纸，既方法简便节约了成本，又意外地提 高了阻燃纤维/阻燃纸阻燃性能，所制备的阻燃纸具有良好的热稳定性，阻燃性好，成炭性 高等优点。本发明方法还具有原料易得，操作安全，污染低，易于推广应用等优点。 附图说明 图1为阻燃纸进行阻燃性能测试热释放曲线图。 图2为阻燃纸进行阻燃性能测试热重曲线图。
本发明涉及一种阻燃纤维、阻燃纸及其制备方法，属于造纸技术领域。本发明将纤维素、磷源阻燃剂和有机溶剂混合后球磨，制成阻燃纤维，并可进一步制成阻燃纸。本发明通过机械化学法将纤维素解纤的同时并在纤维素纤维上修饰磷元素，既节约了成本又意外地提高了纤维素的阻 全部
背景技术：
近些年来，随着石油资源的日渐枯竭，人们逐渐将目光转向开发利用天然的高分 子材料。众所周知，纤维素是自然界中存在的自然资源最为丰富的天然高分子材料，而且其 具有很好的生物降解性与生物相容性。目前纤维素的应用主要有纸张、包装盒、膜材料、增 强材料等方面。纸张是纤维素最广泛的应用方式之一。现在的很多资料是以纸质的形式存 在，纸张又具有极易燃烧的性质，所以当发生火灾时会造成极大的经济损失、人身安全以及 资料的无法挽回，因此制备阻燃纸张具有重要的研究意义。 阻燃纸张的制备方法主要是通过对纤维素纤维表面修饰，或者直接添加阻燃剂实 现的。直接添加阻燃剂型的纸张随着时间的延长会造成阻燃剂的析出，对纤维素修饰的方 法一般是将先将纤维素解纤，解纤后的纤维素再修饰，该两种方法的操作过程较为繁琐，并 且造成额外的生产成本。 磷及其磷化物很早就被用作阻燃剂使用。磷系阻燃剂的阻燃作用主要体现在火灾 初期的高聚物分解阶段，因其能促进聚合物脱水炭化，从而减少聚合物因热分解而产生的 可燃气体的数量，并且所生成的炭层还能隔绝氧气和热量。
技术实现要素：
本发明目的在于针对阻燃纸张制备方法繁琐的缺陷，提出一种将纤维素的解纤与 改性相结合从而制备阻燃纸的方法。该方法简便，原料易得，纤维素的解纤与改性可一步完 成。 具体而言，本发明首先提供一种阻燃纤维的制备方法，将纤维素、磷源阻燃剂和有 机溶剂混合后球磨，制成阻燃纤维。 本发明通过机械化学法将纤维素解纤的同时并在纤维素纤维上修饰磷元素，既节 约了成本又意外地提高了纤维素的阻燃效果。 进一步地，所述纤维素可选自玉米芯纤维素、海藻纤维素、海鞘纤维素或细菌纤维 素。 本发明所述玉米芯是指玉米棒脱粒后的棒芯，即玉米穗轴。 进一步地，所述磷源阻燃剂可选自磷酰氯。 实验表明，本发明方法尤其适用于二苯基次膦酰氯(CAS#:1499-21-4)。 进一步地，所述有机溶剂可选自二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺等。 进一步地，以g/ml计，所述纤维素与所述有机溶剂的重量体积比为1∶20。 进一步地，研究发现，当所述磷源阻燃剂与纤维素的摩尔比为(0.5-6)∶1，尤其是1 ∶1时，所制得的阻燃纤维阻燃效果更佳。 在本发明一些实施例中，所述磷源阻燃剂与纤维素的摩尔比可为0.5∶1，1∶1，2∶1， 3 CN 111608001 A 说 明 书 2/4 页 3∶1，4∶1，5∶1或6∶1。 另外，上述制备方法中，球磨时间一般可为0.5-24h，以0.5-10h为佳。 在本发明一些实施例中，所述球磨时间可为0.5h，1h，2h，4h，6h，8h，10h，12h，16h， 20h或24h。 一般地，本发明球磨转速为100-300rpm，优选为300rpm。 在本发明较佳的实施例中，所述磷源阻燃剂与纤维素的摩尔比为1∶1，球磨时间为 10h。 本发明还提供上述方法制备的阻燃纤维，其阻燃效果好，可进一步制成阻燃纸或 用于制备其他阻燃材料。 因此，本发明还提供一种阻燃纸的制备方法，包括按上述方法制成阻燃纤维，再进 一步制成阻燃纸。关于阻燃纸的制备方法可参照现有技术常规方法。 一般地，可采用上述方法制成阻燃纤维后直接采用现有技术方法制成阻燃纸。例 如将上述方法制成阻燃纤维洗涤后，抽滤即可制成阻燃纸。 本发明还提供一种上述方法制备的阻燃纸，其具有良好的热稳定性、阻燃性、成炭 性等特点，阻燃效果优异。 本发明所用原料均可市售购得，或按本领域常规方法制备。 在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可以相互组合，即得本发明各较佳 实例。 有益效果： 1)本发明在纤维素解纤的同时在纤维素的分子链上修饰了磷元素，磷元素的存在 会诱导材料在燃烧的过程中快速成炭，形成的炭层相当于一层物理隔层，隔绝了氧气与热 量的进入，从而延缓燃烧的程度，使得纸张具有阻燃性能； 2)本发明采用一步法制备阻燃纤维/阻燃纸，既方法简便节约了成本，又意外地提 高了阻燃纤维/阻燃纸阻燃性能，所制备的阻燃纸具有良好的热稳定性，阻燃性好，成炭性 高等优点。本发明方法还具有原料易得，操作安全，污染低，易于推广应用等优点。 附图说明 图1为阻燃纸进行阻燃性能测试热释放曲线图。 图2为阻燃纸进行阻燃性能测试热重曲线图。
