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木制材料的阻燃剂，它是由下述重量百分比的原料配制而成：氨基类化合物１０～３０％，含磷化合物１０～３５％，醇类化合物１～３０％，硼类化合物１～２０％，醛类化合物１～１０％，水１４～３８％，本发明专利技术采用分子量较大的含氮有机化合物与含磷化合物生成低吸湿性磷酸盐作为阻燃元素载体，然后与硼化物组成氮－磷－硼高效阻燃体系，产品无毒，在使用过程中不污染环境，特别适于家具、室内装饰用木质材料、仿古建筑用材等的阻燃、防虫和防腐处理，在湿热地区使用更具有突出的阻燃、防虫、防腐和木材尺寸稳定等综合性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种木材的阻燃剂及其制备方法，属于木材的加工或保存

技术介绍
木材是一种天然的生物材料，是人类生存和发展的重要原材料，被广泛应用于工业及民用建筑和家具、装饰等行业，但是木材本身具可燃性，遇火或高温下极易发生火灾，因而造成的损失不可估量。我国每年木材消耗量近1亿立方米，其中70％以上作为家具和装饰材料使用，若仅对后者当中的3％进行阻燃处理，即生产阻燃木材210万立方米/年，每年就需阻燃剂8.4万吨，因此，阻燃剂销售国内市场空间巨大。目前市场上常用的木材阻燃剂主要有以下几种1、主要是以尿素、双氰胺或三聚氰胺代替氨而制得的磷酸盐与硼酸等含硼化合物复合得到的有机氮-磷或有机氮-磷-硼阻燃体系。如Goldstein等人用双氰胺和磷酸的混合物作为阻燃剂制备阻燃木材(美国专利US2917408，1959)。这种有机木材阻燃剂的吸湿性较无机木材阻燃剂有明显降低，但仍然不够理想，此外尿素、双氰胺也存在迁移性大、易析出等问题；2、以尿素、双氰胺和三聚氰胺等氨基化合物的羟甲基化为特征的有机氮-磷或有机氮-磷-硼复合阻燃体系。例如Goldstein等由双氰胺、磷酸和少量甲醛合成木材阻燃剂(US3159503，1964)；Juneja由双氰胺、三聚氰胺、磷酸、甲醛和少量硼酸制备木材阻燃剂(US3832316，1974)，以及用双氰胺、尿素、磷酸、甲醛和少量硼酸的混合物处理木材(US917334)；类似的阻燃剂可见美国专利(US3816212，1974；US3874990，1975；US4010296，1977)和日本专利文献(JP04045148，1992)，后者的配方中含有一定量的无机铵盐。此种有机木材阻燃剂的迁移和析出性虽然有所改善，某些甲醛用量较大的阻燃剂实际上已经类似于树脂型阻燃剂而较好地解决了迁移和析出问题，但是该类阻燃剂在木材处理和使用过程中会释放出有毒的甲醛而污染环境。此外，这类阻燃剂往往需要将处理材加热到较高温度以促使阻燃剂在木材中的固定，因而易造成木材的酸降解，损害木材的物理力学性能。
技术实现思路
为克服上述木材阻燃剂存在的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种渗透性好、不宜析出、环保性好的木材阻燃剂。本专利技术是通过以下技术方案实现上述目的的一种木材阻燃剂，由下述重量百分比的原料配制而成氨基类化合物10～30％；含磷化合物10～35％；醇类化合物1～30％；硼类化合物1～20％；醛类化合物1～10％；余量为水。所述原料的优选比为氨基类化合物15～28％；含磷化合物18～33％；醇类化合物3～20％；硼类化合物2～12％；醛类化合物3～8％；余量为水。所述氨基类化合物选自二甲胺、双氰胺、三甲胺中的一种。所述的含磷化合物选自磷酸钾、磷酸铵、磷酸中的一种。所述的醇类化合物由乙二醇、聚乙二醇、2，2-二羟甲基丙二醇中的其中二种混合而成。且醇类化合物中的其中一种组分重量占醇类化合物重量的33％～66％，其余为另一种。所述的硼类化合物选自工业硼酸、硼砂中的一种。所述的醛类化合物选自甲醛、乙醛、丙醛中的一种。本专利技术的进一步目的在于提供一种上述木材阻燃剂的制备方法，该方法包括1、按上述重量百分比将氨基类化合物、醛类化合物、含磷化合物、醇类化合物和水加热溶解，于70～120℃条件下加热反应1～4小时。2、按重量百分比在上述试剂中加入硼类化合物，硼类化合物溶解后，冷却即得成品阻燃剂。本专利技术的优点在于 1、木材阻燃剂基于氮磷硼体系研制而成，在木材表面有很强的渗透性，适于通过多种方式对木材进行阻燃、防虫、防腐处理，便于操作；经本专利技术处理后的木材吸湿性低，与未处理木材相当，不影响处理木材的尺寸稳定性，可在高湿度地区使用。2、生产、使用过程中，不含农药、砷化物有害成份，无任何废气排放和废水产生，对人、畜安全，使用方便，对环境无污染。3、产品的酸碱性温和，有利于避免木材在使用过程中因发生酸降解而劣化。4、不影响木材的理化性能，适宜于房屋装修和古建筑、仿古建筑的保护。以下通过具体实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术并不受以下实施例的限定。具体实施方法表1各实施例的重量百分比的对应关系 表2各实施例对应组成成分表 表3各实施例对应醇类化合物配比表 表4各实施例反应温度对应关系表 表5各实施例时间对应关系表 上述各实施例操作方法相同，具体操作步骤如下1、将氨基类化合物、醛类化合物、含磷化合物、醇类化合物和水按不同重量百分比配制后，加热溶解，于70～120℃条件下加热反应1～4小时。2、按重量百分比在上述试剂中加入硼类化合物，硼类化合物溶解后，冷却即得成品阻燃剂。本产品的性能指标如下(1)经本产品处理的木材，燃烧质量损失率为32.6％，有焰燃烧时间为3.1分钟，达到GA/T42.1-1992《阻燃木材燃烧性能试验方法木垛法》国家公共安全行业标准。(2)经本产品处理的木材，能有效地抵抗白蚁的危害和常见微生物对木材的侵染，使木材的使用寿命达到50年以上。(3)经本产品处理的木材，达到GB12441-1998《饰面型防火涂料通用技术条件》国家标准。权利要求1.一种木材木制品阻燃剂，其特征在于它是由下述重量百分比的原料配制而成氨基类化合物10～30％；含磷化合物10～35％；醇类化合物1～30％；硼类化合物1～20％；醛类化合物1～10％；余量为水。2.根据权利要求1所述的阻燃剂，其特征在于所述各原料的优选比为氨基类化合物15～28％；含磷化合物18～33％；醇类化合物3～20％；硼类化合物2～12％；醛类化合物3～8％；余量为水。3.根据权利要求1或2所述的阻燃剂，其特征在于所述的氨基类化合物选自二甲胺、双氰胺、三甲胺中的一种。4.根据权利要求1或2所述的阻燃剂，其特征在于所述的含磷化合物选自磷酸钾、磷酸铵、磷酸中的一种。5.根据权利要求1或2所述的阻燃剂，其特征在于所述的醇类化合物由乙二醇、聚乙二醇、2，2-二羟甲基丙二醇中的其中二种混合而成。6.根据权利要求1或2所述的阻燃剂，其特征在于所述的硼类化合物选自工业硼酸、硼砂中的一种。7.根据权利要求1或2所述的阻燃剂，其特征在于所述的醛类化合物选自甲醛、乙醛、丙醛中的一种。8.根据权利要求5所述，其特征在于醇类化合物中的其中一种组分重量占醇类化合物重量的33％～66％，其余为另一种。9.一种如权利要求1所述的阻燃剂的制备方法，其特征在于包括如下工艺步骤A、按上述重量百分比将氨基类化合物、醛类化合物、含磷化合物、醇类化合物和水加热溶解，于70～120℃条件下加热反应1～4小时。B、按重量百分比在上述试剂中加入硼类化合物，硼类化合物溶解后，冷却即得成品阻燃剂。全文摘要本专利技术公开了一种木制材料的阻燃剂，它是由下述重量百分比的原料配制而成氨基类化合物10～30％，含磷化合物10～35％，醇类化合物1～30％，硼类化合物1～20％，醛类化合物1～10％，水14～38％，本专利技术采用分子量较大的含氮有机化合物与含磷化合物生成低吸湿性磷酸盐作为阻燃元素载体，然后与硼化物组成氮－磷－硼高效阻燃体系，产品无毒，在使用过程中不污染环境，特别适于家具、室内装饰用木质材料、仿古建筑用材等的阻燃、防虫和防腐处理，在湿热地区使用更具有突出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种木材木制品阻燃剂，其特征在于它是由下述重量百分比的原料配制而成：氨基类化合物１０～３０％；含磷化合物１０～３５％；醇类化合物１～３０％；硼类化合物１～２０％；醛类化合物１～１０％；余量为水 。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：包小霞，毛伟光，
申请(专利权)人：包小霞，毛伟光，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]