紙的原料主要成分之一為植物纖維素〔通式為(C6H10O5)n]，紙品包裝以紙或紙板為原材料。紙或紙板的燃點在130℃左右，氧指數(shù)僅為15%左右，屬于易燃物。紙及紙制品的阻燃旨在阻斷燃燒循環(huán)的三個核心要素（熱、氧、可燃物），通過隔離熱、氧或抑制可燃物的生成可達到阻燃目的。

紙張的阻燃機理可分為氣相阻燃和凝聚相阻燃，氣相阻燃機理主要是減緩燃燒中的鏈式氧化反應，而凝聚相阻燃機理主要是有助于紙張的炭化。

紙張阻燃方法

漿內(nèi)添加或機內(nèi)施膠阻燃法

紙張阻燃可以在抄紙工藝過程通過漿內(nèi)添加或機內(nèi)表面施加阻燃化學品的方式，實現(xiàn)紙機內(nèi)施膠阻燃。漿內(nèi)添加法是在打漿或供漿系統(tǒng)中，向紙漿中添加阻燃劑而獲得阻燃紙的方法。此法操作簡單，添加部位靈活，阻燃劑在紙張中的分布均勻，但流失較嚴重。

機外表面涂布法

紙張阻燃也可以在成品紙或紙制品表面通過表面涂布或浸漬的方式，將阻燃劑涂覆于紙張表面形成具有阻燃薄膜的加工紙制品。表面涂布法是將配制的阻燃劑涂料均勻涂布于紙張表面使紙張具有阻燃性。該法對紙張表面涂層的阻燃效果明顯，但由于紙張內(nèi)部阻燃性差，阻燃效果不理想。

紙張阻燃化學品

單元素阻燃化學品

單元素紙張阻燃化學品主要是指含有具有阻燃功能的鹵素、磷系、氮系、硼系等元素的阻燃化學品。

磷系阻燃化學品主要為單質(zhì)磷、磷酸鹽、磷酸酯、亞膦酸鹽、膦氧化合物等，近年來,對造紙用環(huán)保型無機磷系阻燃劑的研究越來越多。

氮系阻燃劑主要為三聚氰胺、磷酸銨、氯化銨、硫酸狐等。氮系阻燃劑在火焰燃燒過程中受熱分解時會釋放出N,、NH,等難燃氣體，從而隔絕氧氣，達到阻燃效果。

硼系阻燃劑主要有硼酸鋅、硼酸和硼砂等，具有阻燃、碳化、抑煙和防止生成熔滴等多種功能。

銻系阻燃劑主要是三氧化二銻( Sb203)。Sb203本身并不具有阻燃性能，僅在與其他鹵化阻燃劑協(xié)同作用時才發(fā)揮阻燃作用。

多元素阻燃化學品

研究表明，鹵素(X)、磷(P)、硼(B)、氮(N)、硅(Si)等元素在有機材料燃燒過程中具有優(yōu)異的阻燃效果，含鹵阻燃劑因在燃燒過程中生成高毒性氣體而限用，P、 B、N、Si等元素阻燃劑具有無鹵低煙、環(huán)保高效的阻燃功能。

硼-磷-氮協(xié)同阻燃機理圖

截圖來源：中國知網(wǎng)

通過分子設計與合成或材料設計與制備,將多種阻燃元素(X、P、B、N、Si等)構(gòu)建于紙張材料體系，制備具有協(xié)效阻燃作用的紙張化學品稱為多元素阻燃紙張化學品。常見的組合方式有P-N協(xié)效阻燃體系、P-B協(xié)效阻燃體系、P-Si協(xié)效阻燃體系、P-B-N協(xié)效阻燃體系、P-B-N-Si協(xié)效阻燃體系等。

紙張阻燃的技術(shù)難題

阻燃劑品種

無機物阻燃劑如硼砂、硼酸、硼酸鋅、氧化銻、磷酸銨等，由于價格低廉，品種較多等優(yōu)點，廣泛應用于紙或紙板阻燃，其缺點在于密度大、用量多、耐水性差、遷移性大，漿內(nèi)施膠對紙或紙板抄造工藝造成不良影響，導致紙或紙板強度下降、松厚度變差、可塑性變差、印刷適性變劣，瓦楞紙箱耐水性下降，使用安全性不高等。

氯化石蠟、四溴雙酚A等有機阻燃劑已成功應用于在實際應用。有機阻燃劑具有阻燃效率高、密度小、耐水性好等優(yōu)點，不足之處在于品種少、價格較高、毒性大、含鹵高煙、不耐有機質(zhì)，因遷移造成包裝物品和周圍環(huán)境的污染，發(fā)生火災時因含鹵高煙會造成更大的環(huán)境污染。

阻燃劑形態(tài)

添加型阻燃劑是將具有阻燃功能的低分子化合物阻燃劑，直接加入到紙漿內(nèi)，形成纖維懸浮混合漿料，或與施膠劑混合制備阻燃施膠劑用于表面施膠。具有品種多、使用方便的優(yōu)點，其缺點在于穩(wěn)定性差。

本征型阻燃劑是通過分子設計和合成，將具有阻燃功能的元素鍵接到纖維素分子結(jié)構(gòu)中，能夠提高阻燃元素的存在穩(wěn)定性，達到瓦楞紙箱環(huán)保長效的阻燃效果，其不足之處在于品種少、價格較高、技術(shù)難度大。

阻燃劑施用方式

最常見施膠方式是機外表面施膠，漿內(nèi)添加或機內(nèi)表面施膠較少。紙或紙板機外表面施膠通常在瓦楞紙箱制造前，對紙或紙板進行表面施膠，其優(yōu)點在于靈活性較大，缺點是阻燃劑的附著量不足，瓦楞紙箱的阻燃效果不佳。

漿內(nèi)添加或機內(nèi)表面施膠,采取在紙漿階段添加阻燃劑，或在濕部壓榨后進行機內(nèi)施加阻燃劑，其優(yōu)點在于阻燃劑用量大、阻燃效果好,便于瓦楞紙箱制造企業(yè)直接選用，易于質(zhì)量控制,降低制造成本，其不足之處在于漿內(nèi)施膠對紙或紙板抄造工藝產(chǎn)生影響，優(yōu)質(zhì)阻燃施膠機的品種缺少。

 塑道學苑通過不斷創(chuàng)新，努力成為火安全材料領域一站式服務品牌領導者。速測100材料測試平臺是塑道學苑踐行為所有材料人群提供優(yōu)質(zhì)服務宗旨邁出的重要一步。咨詢熱線：0512-69153465。更多測試資訊請訪問速測100材料測試官方網(wǎng)站：www.suce100.com