一种木材阻燃抑烟剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种木材阻燃抑烟剂及其制备方法，属于阻燃抑烟剂制备领域。本发明专利技术制备的防潮活性单体与丙烯酸丁酯进行反应，再与羟基发生反应形成醚键等，使得阻燃抑烟剂能较好的保存，防止流失；本发明专利技术加入的抗菌剂导致菌体死亡起到杀菌作用，将其引入阻燃抑烟剂中，对木材进行防腐保护；本发明专利技术制备的阻燃抑烟单体加入氨基乙磺酸等进行反应，起到隔热隔氧的作用，阻隔烟气的逸出和释放；本发明专利技术制备的烟气吸附剂与可膨胀石墨进行复配，提高了抑烟效果；本发明专利技术制备的木材防潮阻燃抑烟剂与水分子中羟基结合，防止烟气逸出，并加快对烟气的吸附抑制作用，促进阻燃。本发明专利技术解决了目前阻燃抑烟剂在木材中的防潮性能差且烟密度高容易逸出的问题。

A wood flame retardant and smoke suppressant and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种木材阻燃抑烟剂及其制备方法
本专利技术属于阻燃抑烟剂制备领域，具体涉及一种木材阻燃抑烟剂及其制备方法。
技术介绍
木质材料以其独特的材料性能和优良的环境学特性备受人们的青睐，被人们广泛用于家居和公共场所的装饰装修。木质材料是一种天然的可再生生物质材料，是一种具有火灾隐患的易燃材料，一旦火灾发生，将会严重威胁到人们的生命财产安全。同时，在火灾中，木质材料燃烧时释放的烟尘和毒气更是造成人员伤亡的主要原因。随着公众防火安全意识的提高，以及消防政策、法规、标准的逐渐完善，木材阻燃变得日益重要，市场也迫切需要好的木材阻燃剂。随着社会的发展与进步，对木材阻燃剂要求低烟、无卤、环保和低成本便成为了社会关注和急需解决的问题。木塑复合材料是以木质纤维材料(如木材、竹材、农作物秸秆和加工剩余物等木质化的纤维材料，其主要化学成分为纤维素、半纤维素和木质素)和塑料(如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等热塑性高聚物)为原料制造的复合材料。PVC木塑复合材料是其主要品种之一。PVC木塑复合材料由于其良好的加工性能、机械性能和价格优势，尤其是优异的木质感，应用领域不断扩大。PVC树脂本身属于不燃性材料，但是在PVC木塑复合材料中由于使用大量的木质纤维填料，使材料燃烧时氧指数明显下降。同时，由于PVC树脂燃烧时产生大量黑烟和有毒气体，火灾发生时对人员造成了很大危害，因此，作为装饰材料，特别是室内装饰材料均要求材料具有一定的阻燃抑烟性，以降低发生火灾的危险性。抑制材料燃烧，提高其阻燃性的常用方法是向材料中添加阻燃剂。目前，木材阻燃剂可分为无机阻燃剂、有机阻燃剂和树脂型阻燃剂三种。无机阻燃剂由于具有来源广泛、价格低、无毒环保等优点而应用最为广泛，但无机阻燃剂存在吸湿性大、抗流失性差、易起霜变色等的不足。有机阻燃剂因其燃烧时放出大量有毒气体且价格昂贵，而不提倡使用；树脂型阻燃剂，由于阻燃性能不够理想并且存在浸注困难、处理材颜色变深等问题，未被广泛使用。因此，现有木材阻燃剂还有待于进一步改善，以更好提高使用性能和拓展应用范围等。市面上现有的阻燃抑烟剂易吸水受潮，容易导致阻燃抑烟剂失效。阻燃抑烟剂中无机阻燃剂用量很大，无机阻燃剂大部分都经过超细化处理（为纳米结构），虽然提高了阻燃效率，但它们表面都含有一定量羟基，在空气中长期储存、堆放，会使纳米无机阻燃剂通过物理吸附，表面含有大量自由水（由于纳米材料表面自由能变化）。由于大部分材料加工不能有水存在，所以无机阻燃剂表面吸附大量水后，不能添加到材料中加工成型。而且阻燃剂表面吸附大量水后，阻燃效率也会大幅度降低。因此，如何提供一种防潮阻燃抑烟剂在保证其烟密度低，无环境危害等优点的基础上，降低材料的生产成本，提高其在应用材料中的阻燃防潮性能，是目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前阻燃抑烟剂在木材中的防潮性能差且烟密度高容易逸出的问题，提供一种木材阻燃抑烟剂及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是：一种木材阻燃抑烟剂，包括防潮添加剂、抗菌剂、阻燃抑烟单体、烟气吸附剂。所述防潮添加剂的制备方法为：（1）取防潮活性单体按质量比3~7：20~30加入无水甲醇，加入搅拌混合物3~8%的三羟甲基丙烷搅拌混合，再加入搅拌混合物质量1~3%的对甲苯磺酸搅拌混合，减压蒸馏，得减压蒸馏物；（2）取减压蒸馏物按质量比3~5：5~10加入N,N-二甲基乙酰胺，再加入减压蒸馏物质量3~5倍的丙烯酸丁酯搅拌混合，得混合物，取混合物按质量比20~40：1~3加入对甲苯磺酸，加入混合物质量0.2~0.5%的对苯二酚，于75~85℃保温18~24h，旋转蒸发，收集旋转蒸发剩余物，即得防潮添加剂。所述步骤（1）中防潮活性单体的制备方法为：取三亚乙基四胺按质量比1~3：5~10加入N,N-二甲基乙酰胺混合，得混合液a，取酸酐添加剂按质量比2~4：5~10加入N,N-二甲基乙酰胺混合，得混合液b，取混合液b按质量比3~5：2~4滴加至混合液a中，控制滴加时间30~50min，搅拌混合，即得防潮活性单体。所述酸酐添加剂为：取丁二酸酐按质量比3~7：2~5加入马来酸酐混合，即得所述抗菌剂为：取3-氨基-5-邻甲苯基-4H-1,2,4-三唑、3-巯基-1,2,4-三氮唑、N-磺酰基-1,2,3-三氮唑、4-氨基-3-巯基-5-甲氧基甲基-4H-1,2,4-三唑中的任意一种即得。所述阻燃抑烟单体的制备方法为：S1.取三聚氯氰按质量比2~5：10~30加入甲苯，加入三聚氯氰质量30~40%的1,6-己二胺搅拌混合，得混合液，取混合液按质量比10~20：3~6加入碳酸钠水溶液，抽滤，取抽滤液减压浓缩，得浓缩物；S2.取浓缩物按质量比1~5：5~10加入溶剂搅拌混合，加入浓缩物质量50~60%的氨基乙磺酸，调节pH至8~9，搅拌混合，过滤，取滤液按质量比2~5：10~15加入盐酸，静置，抽滤，取滤饼研磨粉碎过100目筛，收集过筛颗粒，即得阻燃抑烟单体。所述步骤S2中的溶剂为：取四氢呋喃按质量比5~10：1~5加入异丙醇混合，即得。所述烟气吸附剂的制备方法为：取八水合氯化锆按质量比3~7：70~80加入水搅拌混合，得搅拌混合物a，取搅拌混合物a按质量比60~80：5~8加入活性酸搅拌混合，得搅拌混合物b，取搅拌混合物b按质量比5~10：3~6加入磷酸搅拌混合，过滤，取滤渣经去离子水洗涤，真空干燥，得真空干燥物，取真空干燥物按质量比3~10：15~20加入可膨胀石墨，研磨粉碎过100目筛，收集过筛颗粒，即得烟气吸附剂。所述活性酸为：取质量分数为36%的盐酸按质量比2~5：5~10加入质量分数为40%的氢氟酸混合，即得。该制备方法包括如下步骤：取抗菌剂按质量比3~6：80~100加入蒸馏水，再加入抗菌剂质量3~6倍的阻燃抑烟单体和抗菌剂质量3~5倍的防潮添加剂，调节pH至8~9，搅拌混合，抽滤，取抽滤液a按质量比2~5：5~10加入盐酸，静置，抽滤，取滤饼a干燥，得干燥物，取干燥物按质量比10~20：3~7加入烟气吸附剂混合，即得木材阻燃抑烟剂。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术制备的防潮活性单体是以三亚乙基四胺、酸酐添加剂进行迈克尔加成反应，生成端羟基的聚合物，再以三羟甲基丙烷为核，并与丙烯酸丁酯进行反应，得到分子结构紧凑型的防潮添加剂，其结构骨架中含有大量胺基基团，而木材中纤维素、半纤维素分子上游离的羟基具有活泼的吸湿性，防潮添加剂与羟基发生反应形成醚键、酯键等，使得与水分子结合的羟基数减少，进而降低了木材的吸湿性，使得水分对阻燃抑烟活性剂的影响减小，同时防潮添加剂能形成三维立体的网状结构，其分子内部带有大量的空腔，而使得阻燃抑烟剂能较好的保存于空腔结构中，防止流失；（2）本专利技术加入的抗菌剂加入3-氨基-5-邻甲苯基-4H-1,2,4-三唑等物质，其易与细胞膜中铁原子发生配位反应间接阻碍细胞膜的完整性，进而导致菌体死亡起到杀菌作用，使得其加入木材后具有防霉、抑制菌体生长，最后将其引入阻燃抑烟剂中，对木材进行防腐保护；（3）本专利技术制备的阻燃抑烟单体是以三聚氯氰为原料，加入1,6-己二胺、氨基乙磺酸等进行反应形成具有三嗪环结构的聚合物，其富含有助于成炭的叔氮结构，同时具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种木材阻燃抑烟剂，其特征在于，包括防潮添加剂、抗菌剂、阻燃抑烟单体、烟气吸附剂。

【技术特征摘要】
1.一种木材阻燃抑烟剂，其特征在于，包括防潮添加剂、抗菌剂、阻燃抑烟单体、烟气吸附剂。2.根据权利要求1所述的木材阻燃抑烟剂，其特征在于，所述防潮添加剂的制备方法为：（1）取防潮活性单体按质量比3~7：20~30加入无水甲醇，加入搅拌混合物3~8%的三羟甲基丙烷搅拌混合，再加入搅拌混合物质量1~3%的对甲苯磺酸搅拌混合，减压蒸馏，得减压蒸馏物；（2）取减压蒸馏物按质量比3~5：5~10加入N,N-二甲基乙酰胺，再加入减压蒸馏物质量3~5倍的丙烯酸丁酯搅拌混合，得混合物，取混合物按质量比20~40：1~3加入对甲苯磺酸，加入混合物质量0.2~0.5%的对苯二酚，于75~85℃保温18~24h，旋转蒸发，收集旋转蒸发剩余物，即得防潮添加剂。3.根据权利要求2所述的木材阻燃抑烟剂，其特征在于，所述步骤（1）中防潮活性单体的制备方法为：取三亚乙基四胺按质量比1~3：5~10加入N,N-二甲基乙酰胺混合，得混合液a，取酸酐添加剂按质量比2~4：5~10加入N,N-二甲基乙酰胺混合，得混合液b，取混合液b按质量比3~5：2~4滴加至混合液a中，控制滴加时间30~50min，搅拌混合，即得防潮活性单体。4.根据权利要求3所述的木材阻燃抑烟剂，其特征在于，所述酸酐添加剂为：取丁二酸酐按质量比3~7：2~5加入马来酸酐混合，即得。5.根据权利要求1所述的木材阻燃抑烟剂，其特征在于，所述抗菌剂为：取3-氨基-5-邻甲苯基-4H-1,2,4-三唑、3-巯基-1,2,4-三氮唑、N-磺酰基-1,2,3-三氮唑、4-氨基-3-巯基-5-甲氧基甲基-4H-1,2,4-三唑中的任意一种即得。6.根据权利要求1所述的木材阻燃抑烟剂，其特征在于，所述阻燃抑烟单体的制备方法为：S1.取三聚氯氰按质量比2~5：10~30加入甲苯，加入三聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙启建，
申请(专利权)人：龙启建，
类型：发明
国别省市：湖南,43