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(cái)產(chǎn)損失。所 以，對(duì)中/高密度纖維板進(jìn)行阻燃處理，可有效減少火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，擴(kuò)大其使用領(lǐng)域。對(duì)中/高密度纖維板進(jìn)行阻燃處理的方法，國(guó)內(nèi)外有很多報(bào)道，但是由于加入阻 燃劑后對(duì)板材的物理力學(xué)性能影響很大，強(qiáng)度嚴(yán)重降低，且易吸潮，板材表面出現(xiàn)嚴(yán)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(shí)對(duì)人體和環(huán)境具 有潛在的危害，更嚴(yán)重的是，這些元素在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能產(chǎn)生致命的有毒煙霧，這些煙霧對(duì)人 類生命的威脅甚至超過火災(zāi)本身。申請(qǐng)?zhí)枮?2812014. 0的中國(guó)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(duì)纖維板進(jìn)行處理后具有良好的阻燃性，達(dá)到法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的最高級(jí)別要 求，同時(shí)不降低其機(jī)械強(qiáng)度性能。具體實(shí)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(jì))下，制得 阻燃中密度纖維板。該發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)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(shí)施時(shí)需對(duì)阻燃劑溶液進(jìn)行加熱，工藝較為復(fù)雜，且三丁胺易揮發(fā)，具有強(qiáng)烈 的刺激性氣味。申請(qǐng)?zhí)枮?2153877. 8的中國(guó)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(jìn)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(jìn)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(jí)阻燃纖維層，阻止火災(zāi)發(fā)生時(shí)火焰的蔓延和擴(kuò) 散。該方法制備阻燃中密度纖維板工藝復(fù)雜，對(duì)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(duì)中密度纖維板成品進(jìn)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(shí)間，二是采用真空高壓法對(duì)中密度纖維板進(jìn)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(duì)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(shí)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(jìn)行阻燃劑原材料選用，選用有機(jī)磷酸酯、硼酸或硼酸鹽和磷酸鹽按下列重 量(％ )進(jìn)行配制有機(jī)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(jī)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(jìn)行配制首先將有機(jī)磷酸酯和磷酸鹽與水混合均勻，然后將此混合物用砂磨機(jī)研磨至細(xì)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?jǐn)嚢枋怪?混合均勻，制備具有良好流動(dòng)性和穩(wěn)定性的一種纖維板的復(fù)合阻燃劑。有機(jī)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(jī)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(dá)170 230°C，在此 溫度下有機(jī)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(jī)械 性能的提高，同時(shí)防止吸潮；有機(jī)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(jià) 格低廉，同時(shí)含有磷、氮元素，作為阻燃劑時(shí)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(shí)作為阻燃劑 使用時(shí)，能發(fā)揮協(xié)同作用，阻燃效率比其中任一阻燃單獨(dú)使用時(shí)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(shí)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(jī)理是，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，隨著溫度的升高，木 纖維逐漸分解生成低分子量的有機(jī)可燃碎片，并釋放可燃性氣體，而有機(jī)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(shí)能促進(jìn)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?xì)怏w，降低 纖維板熱量，延緩火焰的產(chǎn)生的擴(kuò)散，同時(shí)稀釋可燃?xì)怏w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(jī)膨脹涂層，阻隔火焰?zhèn)鞑?，阻止揮發(fā)性可燃物的逸出，還能促進(jìn)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(dòng)性和 霧化效果，使用時(shí)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(jiǎn)單，對(duì)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(jī)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(shí)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(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。最佳實(shí)施方式
實(shí)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(jìn)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(jī)研磨至細(xì)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(dòng)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(jí)方法》進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如下表一阻燃中密度纖維板阻燃性能檢測(cè)
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(jìn)行阻燃劑原材料選用，選用有機(jī)磷酸酯、硼酸或硼酸鹽和磷酸鹽按下列重量(％)進(jìn)行配制有機(jī)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(jìn)行配制首先將有機(jī)磷酸酯和磷酸鹽與水混合均勻，然后將此混合物用砂磨機(jī)研磨至細(xì)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?jǐn)嚢枋怪旌暇鶆?，制備具有良好流?dòng)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(jī)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(jìn)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(jī)研磨至細(xì)度小于30μπι，在研磨后的混 合物中加入硼酸鋅· 3. 5Η20，充分?jǐn)嚢枋怪旌暇鶆?，制備具有良好流?dòng)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(dòng)性和霧化效果，使用時(shí)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(jiǎn)單，對(duì)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(jī)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(shí)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(hào)C09K21/12GK101961879SQ20091008905
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)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(qǐng)人:北京建筑材料科學(xué)研究總院有限公司