專利名稱：一種纖維板復(fù)合阻燃劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種人造板復(fù)合阻燃劑的制備方法，具體的講，涉及到一種纖維板 復(fù)合阻燃劑的制備方法。
背景技術(shù)：
中/高密度纖維板的應(yīng)用范圍十分廣泛，但由于其主要成分為易燃的纖維素和半 纖維素，容易引發(fā)火災(zāi)及加速火災(zāi)的蔓延，每年因此造成巨大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。所 以，對中/高密度纖維板進行阻燃處理，可有效減少火災(zāi)風(fēng)險，擴大其使用領(lǐng)域。對中/高密度纖維板進行阻燃處理的方法，國內(nèi)外有很多報道，但是由于加入阻 燃劑后對板材的物理力學(xué)性能影響很大，強度嚴重降低，且易吸潮，板材表面出現(xiàn)嚴重缺 陷，如沉積物、水漬等。另外，許多阻燃劑中含有氯、溴等元素，生產(chǎn)使用時對人體和環(huán)境具 有潛在的危害，更嚴重的是，這些元素在火災(zāi)發(fā)生時能產(chǎn)生致命的有毒煙霧，這些煙霧對人 類生命的威脅甚至超過火災(zāi)本身。申請?zhí)枮?2812014. 0的中國專利公開了一種含有胺、硼酸鹽和磷酸鹽的水性阻 燃劑及其制備方法。對纖維板進行處理后具有良好的阻燃性，達到法國標準的最高級別要 求，同時不降低其機械強度性能。具體實施方法為將46% (重量)的水加入帶有攪拌器的 容器中，加熱到60°C，然后將4% (重量)的三丁胺、20% (重量)的硼砂和30% (重量) 的磷酸單銨依次加入，并在此溫度下攪拌0. 5h，得到pH = 8. 2的透明溶液。使用包括吹線 摻混技術(shù)在內(nèi)的干纖維板工藝生產(chǎn)MDF板，在18%的阻燃劑加入量(按干木材計)下，制得 阻燃中密度纖維板。該發(fā)明的創(chuàng)新點在于加入叔胺，如三丁胺，以提高硼酸鹽在水中的溶解 度。該發(fā)明在實施時需對阻燃劑溶液進行加熱，工藝較為復(fù)雜，且三丁胺易揮發(fā)，具有強烈 的刺激性氣味。申請?zhí)枮?2153877. 8的中國專利公開了一種中密度阻燃纖維板及其制造方法， 首先將70 80%份重氯化鈉和20 30%份重碳酸氫鈉混合均勻，制備阻燃成分。然后以 70 80%份重水、5 10%份重粘合劑、8 16%份重阻燃成分混合均勻，制得阻燃處理 液。將木纖維在該阻燃處理液中浸漬3 IOmin后脫水，將脫水后的纖維在100 150°C下 進行干燥，將干燥的纖維粉碎，然后在溫度為180 240°C，壓力為30 50kg/cm2下熱壓成 型，制得具有一定阻燃性能的中密度纖維板。將成型的阻燃中密度板切斷，將切斷的中密度 阻燃纖維板表面進行打磨，將打磨的中密度阻燃纖維板的兩表面涂布含有阻燃成分的阻燃 處理劑，由此在中密度纖維板內(nèi)部形成三級阻燃纖維層，阻止火災(zāi)發(fā)生時火焰的蔓延和擴 散。該方法制備阻燃中密度纖維板工藝復(fù)雜，對原有中密度纖維板的生產(chǎn)工藝參數(shù)需做較 大改變，生產(chǎn)效率降低。對中密度纖維板成品進行處理，一是在常壓下將中密度纖維板浸泡在阻燃劑的水 溶液中一定時間，二是采用真空高壓法對中密度纖維板進行阻燃處理，浸泡后的纖維板取 出烘干得到阻燃中密度纖維板。由于中密度纖維板在生產(chǎn)過程中加入了防水劑，具有很好 的耐水性，因此阻燃劑不能滲透到中密度纖維板內(nèi)部，阻燃效果較差，且經(jīng)過水溶液浸泡的纖維板物理力學(xué)性能損失很大，板材表面顏色加深，影響了產(chǎn)品的外觀效果。本發(fā)明的目的就是要解決阻燃劑及阻燃中密度板制備過程中工藝復(fù)雜、有刺激性 氣味、生產(chǎn)效率低、阻燃效果差、對板材表面和物理力學(xué)性能有不良影響的問題，提供安全 環(huán)保的一種纖維板的復(fù)合阻燃劑，。
發(fā)明內(nèi)容
實現(xiàn)本發(fā)明的一種纖維板的復(fù)合阻燃劑的具體方法是首先，進行阻燃劑原材料選用，選用有機磷酸酯、硼酸或硼酸鹽和磷酸鹽按下列重 量(％ )進行配制有機磷酸酯 15 30;硼酸或硼酸鹽 5 10;磷酸鹽10 25;/K40 50。配料中的有機磷酸酯為磷酸酯及其衍生物，包括季戊四醇磷酸酯或多聚磷酸酯， 或季戊四醇磷酸酯和多聚磷酸酯的混合物。配料中的硼酸鹽選自硼砂或硼酸鋅，或硼砂和硼酸鋅的混合物。配料中的磷酸鹽選自三聚氰胺多聚磷酸銨或聚合度為1000的聚磷酸銨，或三聚 氰胺多聚磷酸銨或聚合度為1000的聚磷酸銨的混合物。原料選配后按下列工藝進行配制首先將有機磷酸酯和磷酸鹽與水混合均勻，然后將此混合物用砂磨機研磨至細度 小于30 μ m,在研磨后的混合物中加入硼酸或硼砂或硼酸鋅或它們的混合物，充分攪拌使之 混合均勻，制備具有良好流動性和穩(wěn)定性的一種纖維板的復(fù)合阻燃劑。有機磷酸酯如季戊四醇磷酸酯、多聚磷酸酯等物質(zhì)分子量高，在水中溶解度極低， 加入木纖維中制備的阻燃纖維板不易吸濕、析出，具有良好的耐久性；另外，有機磷酸酯在 高溫下熔融而不分解，在中/高密度纖維板生產(chǎn)線中，熱壓工序溫度可達170 230°C，在此 溫度下有機磷酸酯熔融為半流體，當(dāng)熱壓結(jié)束后又能固化，有助于纖維板力學(xué)性能和機械 性能的提高，同時防止吸潮；有機磷酸酯中磷含量高，阻燃性能優(yōu)異。磷酸鹽如聚磷酸銨、三聚氰銨多聚磷酸銨或其混合物，不含有鹵素等有毒物質(zhì)，價 格低廉，同時含有磷、氮元素，作為阻燃劑時能夠發(fā)揮協(xié)同作用，提高阻燃效率。含硼元素的化合物如硼酸、硼砂和硼酸鋅，與含磷、氮元素化合物同時作為阻燃劑 使用時，能發(fā)揮協(xié)同作用，阻燃效率比其中任一阻燃單獨使用時有明顯提高；含硼化合物具 有消煙作用，能夠有效降低阻燃中/高密度纖維板燃燒時的發(fā)煙量；另外，硼酸鹽具有防 蟲、防霉作用。本發(fā)明涉及的阻燃劑水分散體的阻燃機理是，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，隨著溫度的升高，木 纖維逐漸分解生成低分子量的有機可燃碎片，并釋放可燃性氣體，而有機磷酸酯和聚磷酸 鹽則分解成含有磷元素的酸或酸酐，能夠覆蓋在物體表面，隔絕空氣，同時能促進脫水成碳 反應(yīng)，阻止火焰繼續(xù)燃燒；聚磷酸胺和硼酸鹽還能分解釋放氨氣和水蒸汽等不燃氣體，降低 纖維板熱量，延緩火焰的產(chǎn)生的擴散，同時稀釋可燃氣體及氧氣濃度，干擾燃燒連鎖反應(yīng)； 硼酸鹽在高溫下能夠形成玻璃態(tài)無機膨脹涂層，阻隔火焰?zhèn)鞑ィ柚箵]發(fā)性可燃物的逸出，還能促進成炭，另外，硼酸鹽還能抑煙、防蟲。這三種阻燃成分分別含有氮、磷、硼元素，可發(fā) 揮協(xié)同作用，大大提高阻燃效率，且無毒、無刺激性。本發(fā)明的一種纖維板的復(fù)合阻燃劑是均一穩(wěn)定的水分散體，具有良好的流動性和 霧化效果，使用時能夠充分與木纖維混合均勻，無刺激性氣味，生產(chǎn)和使用工藝簡單，對板 材外觀及物理力學(xué)性能無不良影響，不含鹵族元素，生產(chǎn)和使用過程中，由于有機磷酸酯不 溶于水，不能形成穩(wěn)定的阻燃劑水分散體系，使用時不能有效與木纖維混合均勻，加入硼酸 或硼酸鹽后使之在水中具有良好的分散性和懸浮穩(wěn)定性是本發(fā)明的一個創(chuàng)新點。最佳實施方式
實施例本發(fā)明的一種纖維板的復(fù)合阻燃劑按下列重量(％ )進行配制季戊四醇磷酸酯(PEPA) 20 ；三聚氰胺聚磷酸銨(MPP) 8 ；硼酸鋅·3· 5H2022 ；水50。首先將季戊四醇磷酸酯(PEPA)和三聚氰胺聚磷酸銨(MPP)與水混合均勻，然后將 此混合物用砂磨機研磨至細度小于30 μ m,在研磨后的混合物中加入硼酸鋅· 3. 5H20,充分 攪拌使之混合均勻，制備具有良好流動性和穩(wěn)定性的纖維板的復(fù)合阻燃劑。通過采用本發(fā)明的纖維板的復(fù)合阻燃劑制備的中密度纖維板，根據(jù)GB8624-1997 《建筑材料燃燒性能分級方法》進行檢測，結(jié)果如下表一阻燃中密度纖維板阻燃性能檢測
權(quán)利要求
一種纖維板復(fù)合阻燃劑的制備方法，其特征在于首先，進行阻燃劑原材料選用，選用有機磷酸酯、硼酸或硼酸鹽和磷酸鹽按下列重量(％)進行配制有機磷酸酯15～30；硼酸或硼酸鹽5～10；磷酸鹽10～25；水40～50，原料選配后按下列工藝進行配制首先將有機磷酸酯和磷酸鹽與水混合均勻，然后將此混合物用砂磨機研磨至細度小于30μm，在研磨后的混合物中加入硼酸或硼砂或硼酸鋅或它們的混合物，充分攪拌使之混合均勻，制備具有良好流動性和穩(wěn)定性的一種纖維板的復(fù)合阻燃劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種纖維板復(fù)合阻燃劑的制備方法，其特征在于配料中的 有機磷酸酯為磷酸酯及其衍生物，包括季戊四醇磷酸酯或多聚磷酸酯，或季戊四醇磷酸酯 和多聚磷酸酯的混合物；配料中的硼酸鹽選自硼砂或硼酸鋅，或硼砂和硼酸鋅的混合物； 配料中的磷酸鹽選自三聚氰胺多聚磷酸銨或聚合度為1000的聚磷酸銨，或三聚氰胺多聚 磷酸銨或聚合度為1000的聚磷酸銨的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種纖維板復(fù)合阻燃劑的制備方法，其特征在于纖維板 的復(fù)合阻燃劑按下列重量(％ )進行配制季戊四醇磷酸酯(PEPA) 20 ；三聚氰胺聚磷酸銨 (MPP)S ；硼酸鋅· 3. 5H20 22冰50，其工藝是先將季戊四醇磷酸酯(PEPA)和三聚氰胺聚磷 酸銨(MPP)與水混合均勻，然后將此混合物用砂磨機研磨至細度小于30μπι，在研磨后的混 合物中加入硼酸鋅· 3. 5Η20，充分攪拌使之混合均勻，制備具有良好流動性和穩(wěn)定性的纖維 板的復(fù)合阻燃劑。
全文摘要
本發(fā)明方法制備的一種纖維板復(fù)合阻燃劑是均一穩(wěn)定的水分散體，具有良好的流動性和霧化效果，使用時能夠充分與木纖維混合均勻，無刺激性氣味，生產(chǎn)和使用工藝簡單，對板材外觀及物理力學(xué)性能無不良影響，不含鹵族元素，生產(chǎn)和使用過程中，由于有機磷酸酯不溶于水，不能形成穩(wěn)定的阻燃劑水分散體系，使用時不能有效與木纖維混合均勻，加入硼酸或硼酸鹽后使之在水中具有良好的分散性和懸浮穩(wěn)定性。
文檔編號C09K21/12GK101961879SQ20091008905
公開日2011年2月2日 申請日期2009年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月24日
發(fā)明者李延軍 申請人:北京建筑材料科學(xué)研究總院有限公司