木材阻燃剂及其制备方法、难燃OSB板及其制作方法技术

本发明专利技术属于板材阻燃技术领域，尤其公开了一种木材阻燃剂及其制备方法。该木材阻燃剂针对现有常规的阻燃成分—硫酸铵和聚磷酸铵，通过不同的特定的包覆材料将二者分别进行包覆，不仅可以提升二者的抗流失性，而且包覆后再行应用也可避免上述直接应用所带来的黄化及力学性能下降等诸多问题。同时，通过复配抑烟剂和调和剂保证了整个木材阻燃剂的pH控制为7～8之间，大幅降低了市场上大部分木材阻燃剂因本身呈酸性且遇酸性木材而导致挥发气体酸性过强、而对尾气处理装置的腐蚀性十分严重的问题。基于上述木材阻燃剂，本发明专利技术还提供了难燃OSB板及其制作方法。该难燃OSB板在热压中不会出现板面变黑的情况，外观良好，且应用中也减少对金属件的腐蚀。少对金属件的腐蚀。少对金属件的腐蚀。

【技术实现步骤摘要】
木材阻燃剂及其制备方法、难燃OSB板及其制作方法


[0001]本专利技术属于板材阻燃
，具体来讲，涉及一种木材阻燃剂及其制备方法、以及基于其的难燃OSB板及其制作方法。

技术介绍

[0002]随着人们生活水平的提升，人们对于居住环境的要求也越来越高。木材作为一种天然有机材料，被广泛应用于室内装修、家具制造、房屋建筑等领域。但木材本身作为一种易燃材料，给人民财产安全带来了巨大的隐患。木材阻燃剂是一种能够提高木材阻燃性能的助剂，然而目前市面上的木材阻燃剂阻燃效果一般，溶剂的pH值呈酸性，对木材加工设备或在实际使用过程中腐蚀轻钢龙骨、螺钉等金属件。
[0003]市场上现有的难燃OSB均存在许多问题，如经阻燃处理后OSB板面颜色变深影响基材饰面效果、阻燃处理后难燃OSB的力学性能大大降低、热压后阻燃剂反结晶于OSB板面、阻燃剂的吸湿性强致使难燃OSB无法应用于潮湿环境等。
[0004]与此同时，木材加工企业同样需要面临尾气处理的工作，而市场上大部分木材阻燃剂在烘干过程中产生的气体呈强酸性，会大大降低尾气处理装置的使用寿命，这也是难燃OSB发展的一大痛点。

技术实现思路

[0005]本专利技术的专利技术人在对板材阻燃性能的长期研究中发现，导致上述OSB板各类应用问题的主要原因在于：1)作为阻燃成分直接应用的硫酸铵中的硫酸根，会促进木材内部的半纤维素、木素降解，而导致黄化反应，使得其颜色表现不佳；2)作为阻燃成分直接应用的聚磷酸铵与硫酸铵，在喷淋应用至刨片上后，会在烘干过程中出现反结晶现象，导致胶黏剂直接作用在晶体之上而非刨片之上，而影响刨片之间的胶合性能，从而降低力学性能。
[0006]为此，本专利技术提供了一种复合型的木材阻燃剂，其中通过不同的包覆材料将硫酸铵和聚磷酸铵分别进行包覆，不仅可以提升二者的抗流失性，而且包覆后再行应用也可避免上述直接应用所带来的黄化及力学性能下降等诸多问题。
[0007]本专利技术具体提供了下述技术方案：
[0008]一种木材阻燃剂，其包括以水为溶剂而混合均匀的下述各组分：
[0009]氢氧化铝包覆聚磷酸铵、二氧化硅包覆硫酸铵、1～10份抑烟剂、1～15份调和剂；
[0010]其中，氢氧化铝包覆聚磷酸铵为由1～8份纳米级氢氧化铝包覆40～55份聚磷酸铵、并经烘干形成的包覆型组分；二氧化硅包覆硫酸铵为由50～70份硅溶胶包覆20～40份硫酸铵形成的液态包覆型组分；
[0011]以上均为质量份数。
[0012]进一步地，聚磷酸铵的聚合度至少为1000；纳米级氢氧化铝的粒径为1000～1250目。
[0013]进一步地，硅溶胶中纳米二氧化硅的含量为20％～40％。
[0014]进一步地，抑烟剂为钼酸铵和/或硼酸锌；调和剂选自双氰胺、三聚氰胺、硼酸中的至少一种。
[0015]一般地，上述木材阻燃剂的浓度控制为25wt％～35wt％即可。
[0016]本专利技术还提供了上述木材阻燃剂的制备方法，其包括下述步骤：
[0017]S1、氢氧化铝包覆聚磷酸铵的制备：将40～55质量份聚磷酸铵加入至无水乙醇中充分分散形成悬浊液，再向其中加入1～8质量份纳米级氢氧化铝充分搅拌并于70℃～95℃下加热60min～120min，经烘干获得；
[0018]S2、二氧化硅包覆硫酸铵的制备：将20～40质量份硫酸铵溶于50～70质量份硅溶胶中充分分散均匀并溶解，即得；
[0019]S3、将步骤S1制得的氢氧化铝包覆聚磷酸铵、步骤S2制得的二氧化硅包覆硫酸铵，与1～10质量份抑烟剂、1～15质量份调和剂充分溶解分散于水中，获得木材阻燃剂。
[0020]一般地，在步骤S1中，用于分散聚磷酸铵的无水乙醇使用60～80质量份即可，搅拌速度控制为1000rpm～1500rpm即可。
[0021]一般地，在步骤S2中，控制500rpm左右的转速下搅拌30min左右即可实现硅溶胶中纳米二氧化硅对硫酸铵的充分包覆；当然，适当提速或降速，则可以相应调整更少或更多的搅拌时间，来达到相当的包覆效果。
[0022]本专利技术提供的上述木材阻燃剂，其一，其中的氢氧化铝包覆聚磷酸铵是通过将氢氧化铝沉积在聚磷酸铵表面的方式，从而降低聚磷酸铵的吸湿性；由于氢氧化铝粒径小、易吸附、性质稳定，再加上其本身阻燃抑烟的特性，因此非常适用于作为阻燃成分聚磷酸铵使用的聚合物基体包覆物，从而降低阻燃成分聚磷酸铵的流失率。相较市面上的使用其他如环氧树脂等材料包覆的聚磷酸铵，由于环氧树脂本身的可燃性、燃烧后产生大量有毒烟雾，因此不适用于作为木材阻燃剂。其二，其中的二氧化硅包覆硫酸铵为硫酸铵被中性硅溶胶中的纳米二氧化硅包裹而形成，使得其不与碱性试剂接触，不会在生产过程遇碱或受热导致大量氨气散发，影响阻燃效果及车间环境；且在其应用的喷淋过程中，刨片本身能够充分吸收硫酸铵阻燃剂溶液，不会出现阻燃成分硫酸铵附着于刨片表面的情况，板坯经过热压后表面没有晶体析出，不会导致胶黏剂仅作用于这些晶体上而无法受力，从而克服了市场上板坯经过热压后容易出现反结晶、阻燃成分硫酸铵与木材的结合性不佳而影响板坯力学性能的情况。
[0023]与此同时，上述木材阻燃剂，在上述呈弱酸性的氢氧化铝包覆聚磷酸铵和二氧化硅包覆硫酸铵的基础上，其中还具有抑烟剂和调和剂，一方面，抑烟剂和作为包覆层的氢氧化铝不仅能提高阻燃效果，还能降低其应用时的产烟量；另一方面，抑烟剂和调和剂保证了整个木材阻燃剂的pH控制为7～8之间，将其应用至浸渍刨片后所收集的蒸汽的pH也仅为6左右，大幅降低了市场上大部分木材阻燃剂因本身呈酸性且遇酸性木材而导致挥发气体酸性过强(pH低至2～4)，而对尾气处理装置的腐蚀性十分严重、大大降低尾气处理装置的使用寿命、造成生产成本大幅提升(该类尾气处理装置的造价高昂)的问题。
[0024]基于上述木材阻燃剂，本专利技术还提供了一种难燃OSB板，其由难燃刨片经施胶、铺装、热压成型、修边而获得；其中，难燃刨片为刨片经上述木材阻燃剂喷淋并经烘干至2％～10％的含水率而获得。
[0025]一般地，刨片的长、宽、厚尺寸为5mm～15mm、1mm～5mm、0.2mm～0.8mm。
[0026]一般地，刨片为松木刨片，优选为辐射松等原木上旋切获得的刨片。
[0027]上述难燃OSB板采用下述制作方法获得：
[0028]Q1、向刨片表面喷淋上述木材阻燃剂，并烘干至含水率为2％～10％，获得难燃刨片；
[0029]Q2、向难燃刨片上进行施胶并铺装，获得板坯；
[0030]Q3、对板坯进行热压成型和修边，获得难燃OSB板。
[0031]进一步地，在步骤Q1中，按照其中阻燃剂固含量(也即氢氧化铝包覆聚磷酸铵、二氧化硅包覆硫酸铵、抑烟剂、调和剂四种组分的总质量)为刨片干重的8％～12％的比例提供该木材阻燃剂，并进行喷淋即可。
[0032]在上述制作方法中，施胶、铺装、热压成型、修边等操作，遵循一般OSB板的常规工艺即可，此处不再一一赘述。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种木材阻燃剂，其特征在于，包括以水为溶剂而混合均匀的下述各组分：氢氧化铝包覆聚磷酸铵、二氧化硅包覆硫酸铵、1～10份抑烟剂、1～15份调和剂；其中，所述氢氧化铝包覆聚磷酸铵为由1～8份纳米级氢氧化铝包覆40～55份聚磷酸铵、并经烘干形成的包覆型组分；所述二氧化硅包覆硫酸铵为由50～70份硅溶胶包覆20～40份硫酸铵形成的液态包覆型组分；以上均为质量份数。2.根据权利要求1所述的木材阻燃剂，其特征在于，所述聚磷酸铵的聚合度至少为1000；所述纳米级氢氧化铝的粒径为1000～1250目。3.根据权利要求1所述的木材阻燃剂，其特征在于，所述硅溶胶中纳米二氧化硅的含量为20％～40％。4.根据权利要求1～3任一所述的木材阻燃剂，其特征在于，所述抑烟剂为钼酸铵和/或硼酸锌；所述调和剂选自双氰胺、三聚氰胺、硼酸中的至少一种。5.根据权利要求4所述的木材阻燃剂，其特征在于，所述木材阻燃剂的浓度为25wt％～35wt％。6.如权利要求1～5任一所述的木材阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括步骤：S1、氢氧化铝包覆聚磷酸铵的制备：将40～55质量份聚磷酸铵加入至无水乙醇中充分分散形成悬浊液，再向其中加入1～8质量份纳米级氢氧化铝充分搅拌并于70℃～95℃下...

【专利技术属性】
技术研发人员：王阳，魏任重，王洪松，张晶晶，汪述平，吕志强，陆铜华，
申请(专利权)人：千年舟新材科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：