阻燃定向刨花板(OSB)制造技术

提供了一种两组分阻燃剂、阻燃定向刨花板(OSB)和用于形成阻燃OSB的方法。两组分阻燃组合物包括含有水溶性阻燃剂的水溶液；以及掺入定向刨花板中而基本上不影响定向刨花板的机械性能的阻燃粉末。该方法包括将含有水溶性阻燃剂的水溶液施用于定向刨花板配料以及将阻燃粉末施用于润湿的配料，而不需要额外的干燥步骤。步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】阻燃定向刨花板(OSB)

技术介绍

[0001]定向刨花板或OSB是一种工程化木材，由于其低成本和良好的机械性能而在许多行业中很受欢迎。OSB表现出优异的强度和耐用性能，从而使其非常适合于承重应用。OSB可以通过与碎料板类似的方法[例如通过在木质绞线(wood strands)或片材中添加粘合剂和蜡，然后将混合物按特定取向压缩]来制造，从而使OSB易于生产。
[0002]然而，虽然OSB因其低成本和良好的机械性能而受到重视，但OSB本质上是易燃的，从而限制了其可以适用的应用。例如，当根据ASTM E84进行测试时，未经处理的OSB表现出约为150的火焰蔓延等级，从而将未经处理的OSB置于可燃性III级。因此，OSB通常不能用于指定低可燃性材料(例如墙壁、地板和屋顶护板)的应用中。
[0003]由于OSB固有的可燃性，已做出许多努力来赋予OSB阻燃性/耐燃性。然而，由于制造OSB的过程，以及对粘合剂和蜡的需求，这些尝试都没有成功。特别是，早期的尝试试图在将蜡和/或粘合剂引入绞线(strands)之前或期间将粉末形式的阻燃化合物掺入混合物中。然而，很快发现，如果将足够的粉末状阻燃化合物引入混合物中以影响可燃性，OSB的机械性能就会受到负面影响。此外，粉末形式的阻燃化合物的施用带来了它们在木质复合材料中分布不均匀的问题，这是由于混合桶中木质颗粒之间的均质性不足，以及添加到绞线中的粉末沉降和飞尘问题对机械和OSB的机械和阻燃性能产生负面影响。
[0004]还尝试通过使用含有阻燃化合物的水溶液来赋予OSB阻燃性/耐燃性。然而，已知的阻燃化合物通常不溶于或微溶于水溶液。这需要与任何水溶液一起施用大量溶剂，从而需要在施用阻燃化合物后对OSB绞线进行第二次干燥。这给OSB行业带来了许多问题，因为现有的加工能力在掺入蜡和/或粘合剂后无法进行第二次干燥步骤。此外，发现许多水溶性阻燃化合物(如磷酸铵)随着时间的推移特别是在高温下会降解木材。
[0005]此外，已尝试将阻燃化合物作为有机或非水基溶液引入。然而，这大大增加了溶液的挥发性含量，从而在管理生产期间的挥发性有机物含量暴露和产品中残留的有机或非水溶液的量方面产生了进一步的问题。因此，还发现可溶性或微溶性阻燃化合物不足以赋予OSB阻燃性。
[0006]因此，提供克服一个或多个上述问题的阻燃定向刨花板将是有益的。例如，提供保持良好机械性能同时具有足够阻燃性/耐燃性的阻燃定向刨花板将是有益的。
附图说明
[0007]本公开的前述和其他特征和方面以及实现它们的方式将变得更加明显，并且通过参考以下描述、所附权利要求和附图将更好地理解本公开本身，其中：图1提供了一种形成定向刨花板的方法的视图；图2A示出了根据本公开的定向刨花板；图2B示出了根据图2A的定向刨花板的剖视图；图3示出了根据图2A的定向刨花板的剖视图。定义
[0008]如本文所用，百分比是重量百分比(wt.％)，除非另有说明。
[0009]如本文所用，术语“约”、“大致”或“大体”在用于修饰值时表示该值可以升高或降低5％并保持在所公开的实施方案内。
[0010]如本文所用，术语“燃”和“火”(例如，关于阻燃和阻火所使用的)可以互换使用。
[0011]如本文所用，术语“阻燃的”和“耐燃的”可以互换使用，并且是指具有阻燃和耐燃性能的材料，或者已经被处理为具有阻燃和耐燃性能的材料。
[0012]如本文所用，“阻燃粉末”也可称为“微粉化阻燃剂”。
[0013]如本文所用，术语“表面层”和“面层”可以互换使用。
[0014]如本领域技术人员将理解的，1磅/平方英寸(psi)对应于68.947毫巴(mbar)。因此，例如，50psi对应于3447.379mbar。
具体实施方式
[0015]本专利技术人出人意料地发现了一种用于定向刨花板的高效两组分阻燃剂，其不会对定向刨花板的机械性能产生负面影响，并且在掺入两组分阻燃剂后不需要任何额外的干燥。用于定向刨花板的阻燃化合物及组合物
[0016]本文提供了一种用于定向刨花板的两组分阻燃剂，该两组分阻燃剂包含在水中的溶解度为至少约400g/L的水溶性阻燃剂；以及阻燃粉末。水溶性阻燃剂
[0017]水溶性阻燃剂在水(或水溶液)中的溶解度为至少约400克/升(g/L)，或至少约450g/L，或至少约500g/L，或至少约550g/L或至少约600g/L，或至少约650g/L，或至少约700g/L，或至少约750g/L，或至少约800g/L，或介于其间的任何范围或值。
[0018]在一些实施方案中，水溶性阻燃剂为溶液形式，优选水溶液或浓缩水溶液。
[0019]用于水溶性阻燃剂的溶剂可以是水性溶剂，优选地溶剂是水。然而，尽管有水性溶剂，在进一步的实施方案中，除了水性溶剂之外，可以使用一定量的第二溶剂，其可以是有机溶剂、阴离子溶剂、非离子溶剂或本领域中使用的其他溶剂。通常，基于溶剂的总重量，第二溶剂可以以约10wt.％或更少(例如约5wt.％或更少)的量使用。在一些实施方案中，不使用有机溶剂。这使溶剂和阻燃组合物的挥发性有机物含量最小化。在一些实施方案中，仅使用水性溶剂。
[0020]水溶性阻燃剂可以以至少约40wt.％，至少约45wt.％，至少约50wt.％，至少约55wt.％，至少约60wt.％，至少约65wt.％，至少约70wt.％，至少约75wt.％，或至少约80wt.％的量包含在本专利技术的两组分阻燃剂中。在一些实施方案中，水溶性阻燃剂可以以约40wt.％至约98wt.％，或约42wt.％至约95wt.％的量包含在本专利技术的两组分阻燃剂中。应当理解，上述百分比是指以其固体形式溶解在溶液中的水溶性阻燃剂的量。
[0021]本专利技术的两组分阻燃剂中包含的水溶性阻燃剂可以是以下至少一种：硼酸盐，硼酸酯，硼酸盐烷醇胺，优选硼酸和氨基乙醇加合物，更优选2
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氨基乙醇和硼酸加合物，最优选2
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氨基乙醇和硼酸的2:1wt.％加合物，
胺磷酸盐，优选多胺磷酸盐，更优选聚乙烯胺磷酸盐，或双氰胺
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甲醛磷酸盐。
[0022]在一个实施方案中，水溶性阻燃剂选自包含以下的组：硼酸盐，硼酸酯，硼酸盐烷醇胺，优选硼酸和氨基乙醇加合物，更优选2
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氨基乙醇和硼酸加合物，最优选2
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氨基乙醇和硼酸的2:1wt.％加合物，胺磷酸盐，优选多胺磷酸盐，更优选聚乙烯胺磷酸盐，或双氰胺
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甲醛磷酸盐，或其组合。
[0023]在一个实施方案中，水溶性阻燃剂选自由以下组成的组：硼酸盐，硼酸酯，硼酸盐烷醇胺，优选硼酸和氨基乙醇加合物，更优选2
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氨基乙醇和硼酸加合物，最优选2
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氨基乙醇和硼酸的2:1wt.％加合物，胺磷酸盐，优选多胺磷酸盐，更优选较高级聚乙烯胺磷酸盐，双氰胺
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甲醛磷酸盐，以及其组合。
[0024]硼酸盐烷醇胺优选为硼酸盐烷醇胺加合物，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于定向刨花板的两组分阻燃剂，所述两组分阻燃剂包括：水溶性阻燃剂，其在水中的溶解度为至少约400g/L；以及阻燃粉末。2.如权利要求1所述的两组分阻燃剂，其中所述水溶性阻燃剂包含：硼酸盐，硼酸酯，硼酸盐烷醇胺，胺磷酸盐，双氰胺
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甲醛磷酸盐，或其组合。3.如权利要求1或2所述的两组分阻燃剂，其中所述水溶性阻燃剂选自由以下组成的组：硼酸盐烷醇胺，胺磷酸盐，双氰胺
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甲醛磷酸盐，以及其组合。4.根据权利要求1至3所述的两组分阻燃剂，其中所述水溶性阻燃剂选自由以下组成的组：硼酸盐烷醇胺，其是硼酸和氨基乙醇加合物，胺磷酸盐，其是聚乙烯胺磷酸盐，或双氰胺
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甲醛磷酸，以及其组合。5.如权利要求4所述的两组分阻燃剂，其中所述硼酸和氨基乙醇加合物是2
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氨基乙醇和硼酸加合物，和/或所述聚乙烯胺磷酸盐是四亚乙基五胺(TEPA)、五亚乙基六胺(PEHA)、六亚乙基七胺(HEHA)、较高分子量的聚乙烯胺产品(例如聚胺B)，或其混合物与磷酸的反应产物。6.如权利要求1至3所述的两组分阻燃剂，其中所述水溶性阻燃剂选自四亚乙基五胺(TEPA)、五亚乙基六胺(PEHA)、六亚乙基七胺(HEHA)、较高分子量的聚乙烯胺产品(例如聚胺B)，或其混合物与磷酸的反应产物。7.如前述权利要求中任一项所述的两组分阻燃剂，其中所述阻燃剂粉末具有约1μm至约1000μm的中值粒度(d50)。8.如前述权利要求中任一项所述的两组分阻燃剂，其中所述阻燃剂粉末包含：硼酸，硼砂，八硼酸二钠四水合物(DOT)，磷酸脒基脲(GUP)，多磷酸铵(APP)，或其组合。9.如权利要求8所述的两组分阻燃剂，其中所述阻燃剂粉末包含多磷酸铵(APP)。
10.如权利要求8所述的两组分阻燃剂，其中所述阻燃剂粉末包含：硼酸和硼砂的1:1共混物，和/或硼酸和八硼酸二钠四水合物(DOT)的1:1共混物。11.如权利要求8或9所述的两组分阻燃剂，其中所述较高分子量的多磷酸铵(APP)是多磷酸铵相2。12...

【专利技术属性】
技术研发人员：金乐红，大卫，
申请(专利权)人：阿尔萨达有限责任公司，
类型：发明
国别省市：