本发明专利技术公开了一种复合阻燃剂，包括聚硅酸磷酸二氢铝溶液和氮磷阻燃剂溶液，其中，氮磷阻燃剂溶液和聚硅酸磷酸二氢铝溶液的质量比为100:20-50，本发明专利技术另一方面公开了该种复合阻燃剂的制备方法，即：分别制备聚硅酸磷酸二氢铝溶液和氮磷阻燃剂溶液，再将两者混匀即得；以及该种复合阻燃剂的用途，包括用该复合阻燃剂对木材进行第一次真空浸渍处理和第二次常温常压浸渍处理，再进行干燥处理。本发明专利技术的复合阻燃剂阻燃抑烟效果明显。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种复合阻燃剂，包括聚硅酸磷酸二氢铝溶液和氮磷阻燃剂溶液，其中，氮磷阻燃剂溶液和聚硅酸磷酸二氢铝溶液的质量比为100:20-50，本专利技术另一方面公开了该种复合阻燃剂的制备方法，即：分别制备聚硅酸磷酸二氢铝溶液和氮磷阻燃剂溶液，再将两者混匀即得；以及该种复合阻燃剂的用途，包括用该复合阻燃剂对木材进行第一次真空浸渍处理和第二次常温常压浸渍处理，再进行干燥处理。本专利技术的复合阻燃剂阻燃抑烟效果明显。【专利说明】
本专利技术涉及阻燃材料领域，特别涉及。
技术介绍
随着我国天然林资源不断减少，速生林不断增加和国家出台的禁伐天然林，限伐大径材的政策的实施，速生材的利用越来越广泛，木材作为一种可燃材料，必须经过阻燃处理才能用于实际生产和应用。传统的含卤型阻燃剂虽性能优越，但因在燃烧时会产生大量有害气体，在环保问题上饱受非议。无机氮磷系阻燃剂因具有毒性小、价格低、处理工艺简单等优点，而被广泛应用。 申请号为201210099259.7的专利技术专利申请采用磷酸、尿素和三聚氰胺的混合物缩合反应，再经过聚合和固化后，得到白色多聚磷酸(盐)固体的高效氮磷阻燃剂，具有一定的防腐性能，性能高效，燃烧时低烟、无腐蚀气体生成。但是其缺点是易吸潮，耐侯性和稳定性差，在湿度较高的环境中易于流失。 申请号为201280037362.7的专利技术专利申请公开了包含磷酸、氨、磷酸氢二铵、硫酸铵、脲和络合剂的水性阻燃剂组合物，该阻燃剂在处理的木材上形成了充当有效的阻燃剂的保护层和/或泡沫，隔热保护层防止火渗透进入木材中，从而保持木材的组织完好无损，但是该阻燃剂的原料中含有硫酸铵，会导致燃烧过程中有毒气体的产量增多，而且络合剂只改善了阻燃剂的稳定性，对阻燃剂的阻燃抑烟的性能没有帮助。 申请号为200910075032.7的专利技术专利申请公开了一种抗流失高效阻燃木材，含有碳酸盐或酸式碳酸盐与氧化物溶胶复合物，其中氧化物溶胶包括S12溶胶、Al2O3溶胶、S12Ai2O3复合溶胶或过渡金属氧化物溶胶或稀土氧化物溶胶，将无机阻燃剂与氧化物溶胶共用，一定程度上克服了无机阻燃剂稳定性差、易流失的缺点，但由于溶胶分子粒径较大，对木材进行浸溃处理时深度不够，对木材的阻燃性能改善不大。 硅、铝化合物本身具有阻燃抑烟性能，但是其阻燃效率不高，且成本较高，因此通常不单独使用，而是作为氮磷阻燃剂的添加剂，以固体形式添加，用于改善阻燃剂的性能，但也同样存在易吸潮、稳定性差的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的问题，对无机氮磷系阻燃剂进行铝硅复合，得到一种水溶性的铝硅复合氮磷阻燃剂，不仅提高了阻燃处理木材的抗吸湿性和稳定性，更进一步增强了其阻燃抑烟的性能。 本专利技术一方面提供一种复合阻燃剂，包括聚硅酸磷酸二氢铝溶液和氮磷阻燃剂溶液，所述氮磷阻燃剂溶液和聚硅酸磷酸二氢铝溶液的质量比为100:20-50，优选为100:25。 其中，所述聚硅酸磷酸二氢铝溶液包括硅酸盐溶液和磷酸二氢铝溶液，所述硅酸盐溶液和磷酸二氢铝溶液的质量比为100:40-117，优选为100:50。 其中，所述硅酸盐溶液为硅酸钠溶液、硅酸钾溶液和硅酸锂溶液中的一种或多种，其浓度为1% -5%。 特别是，所述硅酸盐溶液优选为硅酸钠溶液。 尤其是，所述硅酸盐溶液的浓度优选为3%。 其中，所述磷酸二氢铝溶液由磷酸和氢氧化铝制备而成，其浓度为15% -25%。 特别是，所述磷酸和氢氧化铝的质量比为100:16.9-22.6，优选为100:19.6。 尤其是，所述磷酸的浓度为85%。 其中，所述氮磷阻燃剂溶液的浓度为25% -35%。 特别是，所述氮磷阻燃剂由以下重量份配比的原料制备而成: 磷酸(浓度为85% )0.5-1.3 尿素0.3-0.6 催化剂0.002-0.004 其中催化剂采用以下重量份配比的原料配制而成:氯化锡0.8-1.2 ;硫酸铜1.5-2.5;氯化钠0.8-1.2 ;氯化铁0.8-1.2 ;硫酸铝0.8-1.2 ;硼酸0.8-1.2 ;氯化锌1.5-2.5。 特别是，阻燃剂原料的重量份配比选择: 磷酸(浓度为85% )0.7-1.1 尿素0.35-0.45 催化剂0.0025-0.0035 本专利技术另一方面提供一种上述复合阻燃剂的制备方法，其特征在于，将所述聚硅酸磷酸二氢铝溶液倒入氮磷阻燃剂溶液中，进行混合，搅拌静置即得。 其中，聚硅酸磷酸二氢铝溶液按照如下顺序进行的步骤制备: I)将磷酸二氢铝的粉末溶于水制得磷酸二氢铝溶液； 2)将硅酸盐溶液倒入磷酸二氢铝溶液中，搅拌静置，制得聚硅酸磷酸二氢铝溶液。 特别是，磷酸二氢铝粉末按照如下顺序进行的步骤制备: 1A)在反应釜中加入浓磷酸，加热至35_45°C ； IB)缓慢加入氢氧化铝，并继续搅拌加热； 1C)温度上升至115_120°C时，溶液呈透明玻璃状态，保温浓缩，真空干燥，即得。 其中，氮磷阻燃剂溶液按照如下顺序进行的步骤制备: I)使磷酸和尿素在催化剂的作用下进行聚合反应，制得氮磷阻燃剂粉末； 2)将氮磷阻燃剂粉末溶于水制得氮磷阻燃剂溶液。 特别是，所述聚合反应包括以下顺序进行的步骤: 1A)在反应釜中加入磷酸，搅拌同时加热，使温度上升至50_60°C ； IB)加入尿素，对磷酸和尿素的混合物进行搅拌，使物料分布、受热均匀； 1C)温度上升至90_120°C时，向反应釜中加入催化剂，继续加热； 1D)使温度上升至130_150°C后，反应物体积增加至原来体积的2-2.5倍时，停止加热； 1E)将反应釜内产物倒出，待其冷却固化后将其粉碎成粉状。 特别是，在上述步骤1C)中的温度上升至110_120°C，所述搅拌速度控制在50_70 转/分钟。 本专利技术再一方面提供一种上述复合阻燃剂的应用方法，包括: 用所述复合阻燃剂对木材进行常温真空浸溃处理，真空度为-0.03-0.07Mpa,处理时间为20-40min ； 将常温真空浸溃处理后的木材和复合阻燃剂置于常温常压下，继续浸溃处理，处理时间为20-40min ； 对两次浸溃处理后的木材进行干燥处理。 其中，所述常温为20_30°C，所述常压为一个标准大气压。 经过常温真空浸溃处理，木材中的气体被排出，再继续进行常温常压的浸溃处理时，复合阻燃剂溶液就能充分浸溃到木材内部的空隙，达到较高的浸溃深度。 其中，干燥处理包括在室温下干燥处理7天，然后在103 ± 2 °C，湿度在45-55RH (相对湿度)的干燥箱内干燥处理，将完成干燥处理的木材的含水率控制在8-15%。 在高温条件下，复合阻燃剂溶液与木材通过交联固化稳定的结合在一起，不易流失。 本专利技术的有益效果主要体现在以下方面: 1、本专利技术中将氮磷系阻燃剂与铝硅系阻燃剂结合起来，含氮成分稀释燃烧环境中氧气的浓度，含磷成分能够促进木材脱水炭化，硅酸盐与磷酸二氢铝作为一种木材阻燃剂的无机添加剂，在阻燃木材燃烧过程中，能在木材表面形成热绝缘性的保护膜，提高碳层的热稳定性，从而提高木材的热解温度，抑制烟气的产生，在木材燃烧过程中，四者阻燃抑烟协效作用明显。 2、本实验中杨木试件载药量本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种复合阻燃剂，其特征在于，包括聚硅酸磷酸二氢铝溶液和氮磷阻燃剂溶液，所述氮磷阻燃剂溶液和聚硅酸磷酸二氢铝溶液的质量比为100:20‑50。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张晓滕，母军，储德淼，张宇，赵阳，薛磊，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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