一种无卤多效木材阻燃剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无卤多效木材阻燃剂及其制备方法，其制备原料，按重量份计，包括阻燃组分70～99份、抗潮剂1～3份、防锈剂1～3份、防霉剂1～3份、快干剂1～2份、纳米氧化物1～5份。本发明专利技术提供的阻燃剂成本低，且不含卤素，更环保，采用本发明专利技术制备的阻燃木材具有优异的阻燃性、并且还具有优异的防霉性、防锈性以及快速干燥的能力。

【技术实现步骤摘要】
一种无卤多效木材阻燃剂及其制备方法
本专利技术属于木材阻燃剂领域，尤其涉及一种无卤多效木材阻燃剂及其制备方法。
技术介绍
木材具有强重比高、纹理色调丰富美观、优良的环境学特性和易于加工等优点，广泛应用于家具、室内装修和建筑等领域。木材是易燃生物质材料，必须进行阻燃处理才能达到强制性国家标准要求的公共场所装饰装修用材料的阻燃级别。目前，市面上用于木材方面的阻燃剂，按照类别大致可分为有机类和无机类。具有单一阻燃作用的常规阻燃剂往往不能满足需要，有机类阻燃剂分子基团结构稳定、回潮率低、耐迁移，生产出来的阻燃木材不易滋生霉菌，对金属的腐蚀低等优点，但生物降解性差，对环境不是很友好，且原料成本太高，市场无法接受；无机阻燃剂虽然成本较低，但都是采用强酸弱碱盐或弱酸弱碱盐的物质，使用时对金属压力罐体有强烈腐蚀，造成压力罐使用寿命缩短，生产出来的阻燃木材，易回潮、易迁移，且很容易滋生霉菌，对金属构件有很强的腐蚀。另外，阻燃木材大产中，一般采用满细胞法或常压浸泡法，处理后的木材均采用凉干或晒干，凉晒的场地少则几十亩，多则几百亩，如果能提高凉晒的干燥速度，则能大大的节约凉晒的场地，提高木材周转速度，提高工效率。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术第一方面提供了一种无卤多效木材阻燃剂，其制备原料，按重量份计，包括阻燃组分70～99份、抗潮剂1～3份、防锈剂1～3份、防霉剂1～3份、快干剂1～2份、纳米氧化物1～5份。作为一种优选的技术方案，所述阻燃组分选自磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、聚磷酸铵、硼砂、磷酸脲、硫酸铵、双氰胺、碳酸氢铵、氨基磺酸盐、硼酸盐、三聚氰胺其中一种或几种任意比例混合。作为一种优选的技术方案，所述阻燃组分为聚磷酸铵、硼砂、三聚氰胺的混合。作为一种优选的技术方案，所述聚磷酸铵、硼砂、三聚氰胺的重量比为(8～12)：(1～3)：1。作为一种优选的技术方案，所述聚磷酸铵为Ⅱ型聚磷酸铵，聚合度不小于1000。作为一种优选的技术方案，所述Ⅱ型聚磷酸铵为γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性Ⅱ型聚磷酸铵，改性方法如下：S1、将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙醇和蒸馏水按体积比2：10：1的比例放入三口瓶中，在45℃温度下进行水浴反应1h后用调节PH值至4～5之间，得到改性剂；S2、取一定量的Ⅱ型聚磷酸铵加入120mL乙醇中，Ⅱ型聚磷酸铵的加入量与S1中γ-氨丙基三乙氧基硅烷的重量比为(18～22)：1，超声分散30min后水浴加热至60℃，再加入S1中的改性剂，在60℃恒温下搅拌1h，进行抽滤，并在60℃下将试样放入干燥箱中烘干，得到白色粉末即为所述改性Ⅱ型聚磷酸铵。作为一种优选的技术方案，所述快干剂为红外线吸收剂与氢氧化镁的混合，重量比为(0.8～1.2)：1。作为一种优选的技术方案，所述纳米氧化物为纳米SiO2和纳米TiO2的混合，重量比为(5～8):1，所述纳米SiO2的比表面积为200～300m2/g。作为一种优选的技术方案，所述纳米SiO2和纳米TiO2的平均粒径为10～50nm。本专利技术第二方面提供了一种无卤多效木材阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：按配比，将阻燃组分、抗潮剂加入到卧式混合釜当中，以30～50转/分的速度，搅拌20～40分钟，再加入防锈剂、防霉剂、快干剂、纳米氧化物，混合80～100分钟，出料即得所述阻燃剂。有益效果：1.阻燃组分为聚磷酸铵、硼砂、三聚氰胺的混合，避免了阻燃剂只具有单一的阻燃作用。2.聚磷酸铵、硼砂、三聚氰胺重量比为(8～12)：(1～3)：1时，阻燃试样燃烧后的炭层表面呈均匀多孔的蜂窝状结构，且比较平整，可以最大化地降低木板的静曲强度，并且减缓了火焰的传播速度，进一步提高了阻燃性能。3.聚磷酸铵为Ⅱ型聚磷酸铵，聚合度不小于1000，具有更高的成碳率，还能够形成网状结构，提高了P-N协同作用，有利于与防霉剂抗绣剂在木材表面形成保护膜，提高防霉、抗绣抗腐蚀能力。4.改性Ⅱ型聚磷酸Ⅱ改善了相容性及木材的力学性能，还提高了阻燃剂的抗绣抗腐蚀能力。5.纳米SiO2和纳米TiO2的重量比为(5～8):1，纳米SiO2的比表面积为200～300m2/g，提高了纳米SiO2和纳米TiO2与阻燃木材的相容性和结合力，进一步提高阻燃木材的阻燃能力及抗菌防霉防锈能力。附图说明图1是实施例1得到的阻燃木材经过防霉防锈性测试后的形貌。图2是对比例2得到的阻燃木材经过防霉防锈性测试后的形貌。图3是对比例3得到的阻燃木材经过防霉防锈性测试后的形貌。具体实施方式结合以下本专利技术的优选实施方法的详述以及包括的实施例可进一步地理解本专利技术的内容。除非另有说明，本文中使用的所有技术及科学术语均具有与本专利技术所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本专利技术中提供的任何定义不一致，则以本专利技术中提供的术语定义为准。在本文中使用的，除非上下文中明确地另有指示，否则没有限定单复数形式的特征也意在包括复数形式的特征。还应理解的是，如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义，“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示所陈述的组合物、步骤、方法、制品或装置，但不排除存在或添加一个或多个其它组合物、步骤、方法、制品或装置。此外，当描述本专利技术的实施方式时，使用“优选的”、“优选地”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本专利技术实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。除此之外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本专利技术的范围之外。为了解决上述问题，本专利技术的第一方面提供了一种无卤多效木材阻燃剂，按重量份计，其制备原料包括阻燃组分70～99份、抗潮剂1～3份、防锈剂1～3份、防霉剂1～3份、快干剂1～2份、纳米氧化物1～5份。在一些优选的实施方式中，所述阻燃组分选自磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、聚磷酸铵、硼砂、磷酸脲、硫酸铵、双氰胺、碳酸氢铵、氨基磺酸盐、硼酸盐、三聚氰胺其中一种或几种任意比例混合。为了避免阻燃剂只具有单一的阻燃作用，在一些优选的实施方式中，所述阻燃组分为聚磷酸铵、硼砂、三聚氰胺的混合。硼砂所含的结合水能吸收大量热量，提高了聚磷酸铵在木材表面形成的多孔炭质泡沫层隔热阻氧的稳定性。三聚氰胺分解后产生的不燃气体降低了聚磷酸铵在木材表面形成的多孔炭质泡沫层的氧浓度和可燃气浓度，提高了聚磷酸铵的阻燃能力。另外，三聚氰胺分解后产生的氧化物捕捉木材中的自由基，一方面抑制木材的燃烧，另外还抑制了多孔炭质泡沫层熔滴的产生。在一些更优选的实施方式中，专利技术人意外的发现，当聚磷酸铵、硼砂、三聚氰胺重量比为(8～12)：(1～3)：1时，阻燃试样燃烧后的炭层表面呈均匀多孔的蜂窝状结构，且比较平整，可以最大化地降低木板的静曲强度，并且减缓了火焰的传播速度，进一步提高了阻燃性能。在一些优选的实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无卤多效木材阻燃剂，其特征在于：制备原料，按重量份计，包括阻燃组分70～99份、抗潮剂1～3份、防锈剂1～3份、防霉剂1～3份、快干剂1～2份、纳米氧化物1～5份。/n

【技术特征摘要】
1.一种无卤多效木材阻燃剂，其特征在于：制备原料，按重量份计，包括阻燃组分70～99份、抗潮剂1～3份、防锈剂1～3份、防霉剂1～3份、快干剂1～2份、纳米氧化物1～5份。


2.根据权利要求1所述的一种无卤多效木材阻燃剂，其特征在于：所述阻燃组分选自磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、聚磷酸铵、硼砂、磷酸脲、硫酸铵、双氰胺、碳酸氢铵、氨基磺酸盐、硼酸盐、三聚氰胺其中一种或几种任意比例混合。


3.根据权利要2所述的一种无卤多效木材阻燃剂，其特征在于：所述阻燃组分为聚磷酸铵、硼砂、三聚氰胺的混合。


4.根据权利要求3所述的一种无卤多效木材阻燃剂，其特征在于：所述聚磷酸铵、硼砂、三聚氰胺的重量比为(8～12)：(1～3)：1。


5.根据权利要求4所述的一种无卤多效木材阻燃剂，其特征在于：所述聚磷酸铵为Ⅱ型聚磷酸铵，聚合度不小于1000。


6.根据权利要求5所述的一种无卤多效木材阻燃剂，其特征在于：所述Ⅱ型聚磷酸铵为γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性Ⅱ型聚磷酸铵，改性方法如下：
S1、将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙醇和蒸馏水按体积比2：10：1的比例放入三口瓶中，在45℃温度下进行水浴反应1h后用调节PH值至4～5之间，得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭熙焕，吉桂平，刘海霞，
申请(专利权)人：如皋市富强阻燃剂有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32