一种阻燃剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阻燃剂及其制备方法，所述阻燃剂包括磷－氮系阻燃剂、无机阻燃剂和硅烷偶联剂；所述磷－氮系阻燃剂外包覆无机阻燃剂，所述无机阻燃剂外包覆硅烷偶联剂；所述磷－氮系阻燃剂、无机阻燃剂和硅烷偶联剂的重量百分比为：１００∶１～１００∶０．０１～５。本发明专利技术的阻燃剂使用在植物纤维板阻燃过程中，不会损害植物纤维板的物理化学性能、加工性能和使用性能，不会改变高温下阻燃剂与木材的化学反应过程，不会导致阻燃木质材料的燃烧烟气危害增大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及阻燃领域，尤其是涉及。
技术介绍
公安部和建设部于1992年颁布实施了《建筑内部装修设计防火规范》，国家质量 监督检验检疫总局于2006发布了 GB 8624-2006《建筑材料及制品燃烧性能分级》、GB/T 20284-2006《建筑材料或制品的单体燃烧试验》、GB/T20285-2006《材料产烟毒性危险分级》 及GB20286-2006《公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求及标识》等五项强制性标准，对 建筑装饰装修材料、家具的阻燃性能做了具体规定，要求应用于公共建筑和高层民用建筑 的材料燃烧性能不低于GB8624-2006的C级或GB8624-1997的Bl级。植物纤维板是以植物纤维为骨架材料，添加胶粘剂和防水剂，经干燥、铺装、热压、 砂光等工序制成。以其良好的物理力学性能和加工性能，广泛用于建筑装饰装修、家具生 产、木质门的生产、地板生产、船舶和车辆内装修，植物纤维板与其他木质材料的相同，具有 较高的燃烧热值、较低的起火燃烧温度以及很快的火焰传播速度，属于可燃性材料。为了降低植物纤维板的火灾危险性，通常采用磷_氮系化合物对其进行阻燃处 理。磷_氮系化合物阻燃性能好、来源广泛、价格低廉，但用磷_氮系化合物生产阻燃植物 纤维板的主要问题是与同规格的普通纤维板相比，力学性能降低15 45% ；吸湿性和吸 水厚度膨胀率增加，无法满足加工和使用要求；高温下，磷_氮系化合物促使木材成分脱水 碳化变为非活性炭，导致烟雾中一氧化碳的浓度增大，使火灾中烟雾的危害性增大。为了弥补上述缺陷，专利03116283. 5采用蜜胺-甲醛树脂对聚磷酸铵进行包覆处 理，专利200810057901. 9采用氨基硅烷偶联剂对聚磷酸铵进行改性处理，可降低聚磷酸铵 的吸水性，但不会改变高温下阻燃剂与木材的化学反应过程，阻燃木质材料的燃烧烟气危 害增大。无机阻燃剂氢氧化铝、氢氧化镁可以降低高分子材料的烟气毒性，但通常每100 份高分子材料需要添加40 60份的氢氧化铝和/或氢氧化镁才能起作用。大量无机材料 的加入，严重损害了植物纤维板的加工性能和使用性能。因此，需要研制一种不损害植物纤维板的物理力学性能、阻燃性能和烟气毒性符 合相关标准的阻燃剂及其制备方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种阻燃剂，该阻燃剂使用在植物纤维板阻燃过 程中，不会损害植物纤维板的物理化学性能、加工性能和使用性能，不会改变高温下阻燃剂 与木材的化学反应过程，不会导致阻燃木质材料的燃烧烟气危害增大。本专利技术要解决的另一个技术问题是提供一种阻燃剂的制备方法。为解决上述第一个技术问题，本专利技术一种阻燃剂，它包括磷-氮系阻燃剂、无机 阻燃剂和硅烷偶联剂；所述磷-氮系阻燃剂外包覆无机阻燃剂，所述无机阻燃剂外包覆硅烷偶联剂；所述磷-氮系阻燃剂、无机阻燃剂和硅烷偶联剂的重量百分比为100 1 100 0.01 5。进一步地，所述磷-氮系阻燃剂、无机阻燃剂和硅烷偶联剂的重量百分比为 100 5 20 0. 1 0. 5。进一步地，所述磷-氮系阻燃剂是磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸三铵、聚磷酸铵、 磷酸胍、磷酸眯基脲、磷酸酯、三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐中的一种、两种或两种以 上的混合物。进一步地，所述无机阻燃剂是氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化锌中的一种、两种或两 种以上的混合物。进一步地，所述硅烷偶联剂是甲基三叔丁基过氧硅烷、乙烯基三叔丁基过氧硅烷、 Y _ 二乙烯三氨基丙基三乙氧基硅烷、、_氯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙 烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三(0 -甲氧乙氧基)硅烷、r-氨丙基三乙氧基 硅烷、r-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、r-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、r-乙 烯基三乙氧基硅烷、r-氨乙基-B-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种、两种或两种以上的混合 物。为解决上述第二个技术问题，本专利技术一种阻燃剂的制备方法，包括如下步骤1)搅拌的同时将磷-氮系阻燃剂加入到溶剂中配成悬浮液；2)往悬浮液中加入硫酸铝、和/或硝酸铝、和/或氯化镁、和/或硫酸镁、和/或硫 酸锌、和/或氯化锌、和/或硝酸锌的水溶液，在5 95°C的条件下保持5 120分钟，得混 合物A ；3)往混合物A中加入氨水和/或氢氧化钠水溶液，在5 95°C的条件下保持5 120分钟；得混合物B ；4)往混合物B中加入硅烷偶联剂，在5 95°C的条件下保持30 120分钟；过 滤、或萃取、或旋转蒸发、或真空蒸发、或喷雾干燥，以去掉部分溶剂，制成膏状阻燃剂，或去 掉全部溶剂制成粉状阻燃剂；其中，每100克磷_氮系阻燃剂中添加的硫酸铝、和/或硝酸铝、和/或氯化镁、和 /或硫酸镁、和/或硫酸锌、和/或氯化锌、和/或硝酸锌的总摩尔数为0. 0064 1. 71摩 尔，优选为0. 032 0. 342摩尔；硫酸铝、和/或硝酸铝、和/或氯化镁、和/或硫酸镁、和 /或硫酸锌、和/或氯化锌、和/或硝酸锌与氨水和/或氢氧化钠的摩尔比为1 0.001 8. 0，优选地为0. 06 2. 1。进一步地，所述溶剂包括水、乙醇、甲苯、二甲苯等常用极性或非极性溶剂。进一步地，本专利技术一种阻燃剂的制备方法，包括如下步骤1)将硫酸铝、和/或硝酸铝、和/或氯化镁、和/或硫酸镁、和/或硫酸锌、和/或 氯化锌、和/或硝酸锌配成饱和水溶液；搅拌的同时加入100克磷-氮阻燃剂，在5 95°C 的条件下保持5 120分钟；得混合物C ；2)往混合物C中加入氨水和/或氢氧化钠水溶液，在15 95°C的条件下保持5 120分钟；得混合物D ；3)往混合物D中再加入0. 01 5克硅烷偶联剂，在15 95°C的条件下保持30 120分钟；过滤、或萃取、或旋转蒸发、或真空蒸发、或喷雾干燥，以去掉部分溶剂制成膏状阻燃剂，或去掉全部溶剂制成粉状阻燃剂；其中，每100克磷_氮阻燃剂中添加的硫酸铝、和/或硝酸铝、和/或氯化镁、和/ 或硫酸镁、和/或硫酸锌、和/或氯化锌、和/或硝酸锌的总摩尔数为0. 0064 1. 71摩尔， 优选地为0. 032 0. 342摩尔；硫酸铝、和/或硝酸铝、和/或氯化镁、和/或硫酸镁、和/ 或硫酸锌、和/或氯化锌、和/或硝酸锌与氨水和/或氢氧化钠的摩尔比为1 0.001 8. 0，优选地为0. 06 2. 1。上述阻燃剂的制备方法不是制备本专利技术阻燃剂唯一方法，而是制备本专利技术阻燃剂 的优选方法。通过上述方法制得的阻燃剂，在磷_氮阻燃剂的表面沉积无机阻燃剂，封闭住 磷_氮阻燃剂的亲水集团-NH4,大幅度降低磷-氮阻燃剂的吸湿性和溶解度，能减小磷_氮 阻燃剂对阻燃纤维板物理力学性能的影响；遇到火灾时，磷-氮阻燃剂受热分解为氨气、 水、焦磷酸等，该反应为吸热反应，降低了阻燃植物纤维板受热区域的温度，使板材热解燃 烧反应滞延；氨气和水稀释了燃烧区可燃气体的浓度，可阻断燃烧连锁反应；无机阻燃剂 吸热分解释放出水、变为氧化物，该反应为吸热反应，降低了阻燃植物纤维板受热区域的温 度，使板材热解燃烧反应滞延；在无机阻燃剂中存在的铝、和/或镁、和/或锌等金属的催化 下，焦磷酸促使纤维素和半纤维素脱水碳化变为非活性炭，大幅度降低木材燃烧的放热量 和放热速度，使燃烧连锁反应中断本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻燃剂，其特征在于：它包括磷－氮系阻燃剂、无机阻燃剂和硅烷偶联剂；所述磷－氮系阻燃剂外包覆无机阻燃剂，所述无机阻燃剂外包覆硅烷偶联剂；所述磷－氮系阻燃剂、无机阻燃剂和硅烷偶联剂的重量百分比为：１００∶１～１００∶０．０１～５。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗文圣，
申请(专利权)人：北京盛大华源科技有限公司，罗文圣，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]