本发明专利技术公开了一种阻燃剂及其制备方法，该阻燃剂包括以下重量份配比的原料：磷酸：０．５－１．３；尿素：０．３－０．６；催化剂：０．００２－０．００４。本发明专利技术的阻燃剂由磷酸和尿素在催化剂的作用下进行聚合反应制备成液剂或粉剂。本发明专利技术阻燃剂的制备方法简单快捷、制造成本低、使用方便。本发明专利技术阻燃剂是一种水基型氮磷无机阻燃剂，具有一剂双效的作用，不但阻燃效果显著，而且具有明显的消纳甲醛的效果。由本发明专利技术阻燃剂制备的阻燃胶合板氧指数在５０％以上，抑烟性能好，且产生的烟气无毒。阻燃剂的环保性能可稳定在Ｅ↓［０］级（≤０．５ｍｇ／Ｌ）。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种阻燃材料及其制备方法，特别涉及一种用于木材的阻燃制剂及其制备方法。
技术介绍
木材及人造板广泛应用于室内装修、家具制造、房屋建筑及外部装饰中，这些材料属于可燃材料，极易引起火灾，如何提高材料的阻燃功能已成为全世界广泛关注的问题。目前，防止木材及人造板发生火灾的最常用方法是在这些材料中使用阻燃剂，这些阻燃剂大多基于含磷、氮、硼、铝和卤素等化合物，无机阻燃剂由于具有阻燃性好、不产生有毒性气体(卤素阻燃剂除外)、不析出、不挥发、价格低廉、来源广泛、安全性高等特点而得到广泛应用。例如，在《精细化工》2000年第2期上发表的文章“木材阻燃处理工艺研究”(作者：李燕芸等)公开了一种磷-氮系无机阻燃剂，其主要是由双氰胺、甲醛、尿素、磷酸二氢铵按一定比例配成的阻燃液。这种无机阻燃剂主要以溶液形态使用，如通过对木材进行浸渍，获得阻燃效果。磷-氮系阻燃剂具有阻燃协同作用，降低分解温度，增加炭的生成，减少可燃性气体的产生以及降低热量等作用。由于磷-氮系阻燃剂对环境的友好性，使其越来越受到重视，但该阻燃剂有甲醛存在，而甲醛是致癌物质，因此容易对环境产生污染。公开日为1996年7月10日、公开号为CN1126234A的中国专利申请中公开了一种木材阻燃剂及其制备方法，该阻燃剂由尿素、磷酸、硼砂、甲醛等混合而成，在人造板制备过程该阻燃剂可以加入脲醛树脂胶中而起到阻燃作用；公开日为2000年4月5日、公开号为CN1249325A的中国专利申请中公开了一种防火阻燃剂，该阻燃剂由尿素、磷酸、硼砂、硼酸等混合而成，适用于棉布、化纤、纸张、木材等易燃物的阻燃。虽然上述文献中公开的阻燃剂具有制造方法简单成-->本低等优点，但是其含有硼类、甲醛等有毒物质，不利于环保。公开日为2006年7月26日、公开号为CN1807552A的中国专利申请中公开了一种磷氮复合阻燃剂，该阻燃剂是通过尿素和磷酸进行化学反应后再加入中和剂如氨进行中和反应制成的，适用于纺织品和木材制品等易燃物的阻燃，该阻燃剂的制备方法相对较简单，安全环保。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于木材的具备消纳甲醛作用的阻燃剂及其制备方法，该阻燃剂无色、无嗅，本身无毒，具有抑烟性能，且制备成本低。为实现本专利技术目的，本专利技术提供一种阻燃剂，包括以下重量份配比原料：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特别是，本专利技术阻燃剂的原料中还包括重量份为0.7-1.8的软化水，软化水重量份优选0.9-1.6。为实现本专利技术目的，本专利技术提供一种阻燃剂的制备方法，包括使磷酸和尿素在催化剂的作用下进行聚合反应。特别是，所述反应包括以下顺序进行的步骤：1)在反应釜中加入磷酸，搅拌同时加热，使温度上升至50-60℃；2)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；3)温度上升至90-120℃时，向反应釜中加入催化剂，继续加热；4)使温度上升至130-140℃后，停止加热；5)使反应物降温至60-80℃，向反应釜中加入软化水，搅拌均匀。其中，软化水的温度为40-60℃。-->特别是，本专利技术阻燃剂的制备方法包括以下顺序进行的步骤：1)在反应釜中加入磷酸，搅拌同时加热，使温度上升至50-60℃；2)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；3)温度上升至90-120℃时，向反应釜中加入催化剂，继续加热；4)使温度上升至130-150℃后，反应物体积增加至原来体积的2-2.5倍时，停止加热；5)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4)中反应物体积增加至原来的2-2.5倍时停止所述加热。特别是，在上述步骤3)中的温度上升至110-120℃，所述搅拌速度控制在50-70转/分钟。本专利技术阻燃剂是一种水基型氮磷无机阻燃剂，其优点体现在以下方面：1)本专利技术阻燃剂具有一剂双效的作用，不但阻燃效果显著，而且具有明显的消纳甲醛的效果，通过在人造板、纺织品、纸张等方面的试验证明，本专利技术阻燃剂的阻燃性能很好，用之制备的阻燃胶合板氧指数在50％以上。环保性能可稳定在E0级(≤0.5mg/L)。2)制备本专利技术阻燃剂的主要原料均属无毒性化工原料，在生产和使用过程中均不会产生毒性而危害人类健康和环境，符合环保要求。3)本专利技术阻燃剂的抑烟性能好，且产生的烟气无毒，用其制备的中密度纤维板，经检测其烟密度等级SDR仅为24，远远低于国标GB/T8627中规定的低于75的指标。4)本专利技术阻燃剂无色、无嗅，用其处理的物品，不会改变或遮盖物品原来的装饰色彩、纹理，不会产生任何的异味，故不会出现降低物品等级的情况。5)本专利技术阻燃剂粉剂的水溶性非常好，在常温条件下，将其溶解可得到浓度高达40％的溶液。6)本专利技术阻燃剂的制备方法简单，因此成品的成本低。1吨固含量50±2％的本专利技术液体阻燃剂制造成本：化工原料为2150元，水、电、汽、设备折旧费、管理费、工人工资等其他制造成本为450元，合计2600元/吨；而粉剂的价格则为5200元/吨，远远低于现有国内外阻燃剂的价格，成本分别为现有国内阻燃剂-->的1/2-1/3、国外阻燃剂的1/10-1/20。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做详细描述。实施例11)按以下重量配比进行原料备料：软化水(硬度低于8度) 1.3kg磷酸(浓度为85％) 1.0 kg尿素(含量99％) 0.5kg催化剂： 0.0035kg其中，催化剂为北京林业大学材料科学与技术学院环保阻燃技术中心自行配制的淡黄绿色粉剂，原料包括氯化锡1重量份、硫酸铜2重量份、氯化钠1重量份、氯化铁1重量份、硫酸铝1重量份、硼酸1重量份、氯化锌2重量份，将其研磨均匀后混合。2)在配有搅拌器、温度计和冷凝管的反应釜中，加入反应原料中的磷酸，搅拌同时加热，搅拌速度控制为50转/分钟，使温度上升至60℃；3)向反应釜内加入全部尿素，同时对磷酸和尿素的混合物继续进行搅拌，使物料分布、受热均匀；4)使温度上升至120℃时，向反应釜中缓慢均匀加入催化剂，使混合物进行反应，反应物料变成浅绿色；5)继续加热使温度达到135℃后，加热的同时观察反应现象，随着温度升高，浅绿色液体逐渐变成乳白色粘稠物，泡沫急剧增多，温度上升速度明显加快，物料的体积迅速膨胀，冷凝管有大量气体排出，待反应釜内反应物的体积增加至原来体积的两倍时停止加热，继续搅拌，反应釜内物料依靠自身的放热在剧烈反应，温度继续上升，待反应趋于平稳，温度开始下降时，表明反应完毕；6)降温至70℃，向反应釜中加入温度为50℃的软化水，搅拌均匀；7)将所得产物倒入容器储存备用。产品的技术指标：本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种阻燃剂，其特征在于包括以下重量份配比的原料：磷酸（浓度为８５％）０．５－１．３尿素０．３－０．６催化剂０．００２－０．００４。
【技术特征摘要】
1.一种阻燃剂，其特征在于包括以下重量份配比的原料：磷酸(浓度为85％) 0.5-1.3尿素 0.3-0.6催化剂 0.002-0.0042.如权利要求1所述的甲醛消纳剂，其特征在于：所述催化剂包括以下重量配比的原料：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 1.5-2.53.如权利要求1或2所述的阻燃剂，其特征是所述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 0.0025-0.00354.如权利要求1或2所述的阻燃剂，其特征是还包括以下重量份为0.7-1.8的软化水。5.一种如权利要求1或2所述的阻燃剂的制备方法，其特征在于使磷酸和尿素在催化剂的作用下进行聚合反应。6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述反应包括以下顺序进行的步骤：1)在反应釜中加入磷酸，搅拌同...
【专利技术属性】
技术研发人员：李光沛，于志明，李延章，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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