專利名稱：一種纖維板使用的高效環(huán)保阻燃劑及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種阻燃劑及制備方法，尤其是一種纖維板生產(chǎn)使用的高效環(huán)保阻燃劑及其合成方法。屬于林產(chǎn)化工及人造板技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，我國已經(jīng)成為世界上最大的人造板生產(chǎn)和消費國。纖維板在家 具制造和室內(nèi)裝飾裝修方面的消耗，占產(chǎn)量的90%以上。但它屬于易燃材料，存在著一些不安全因素。按照強制性國標(biāo)GB 20286-2006《公共場所用阻燃制品燃燒性能要求和標(biāo)識》規(guī)定的公共場所使用的木制品和家具必須符合相應(yīng)的阻燃標(biāo)準(zhǔn)等級，以消除隱患及保證安全。阻燃纖維板在國內(nèi)目前只屬于研制或小規(guī)模生產(chǎn)階段。對纖維板進行阻燃處理，主要采取生產(chǎn)中添加阻燃劑的制備辦法，即將阻燃劑單獨(或配制成溶液)與脲醛樹脂膠混合均勻后，通過熱磨噴放管道施加到濕纖維上，再進行干燥、鋪裝、熱壓等工序而制成阻燃纖維板。操作工藝簡單，既避免二次干燥及減少了阻燃劑的流失性，又不改變纖維板的生產(chǎn)工藝及設(shè)備條件，阻燃板的品質(zhì)優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定。但是，市場上較適合用于纖維板生產(chǎn)的木材阻燃劑主要有氮-磷系、硼系、溴系、無機氧化物及銨鹽類阻燃劑等等。這些阻燃劑不論是混合組分或單組分，其本身與纖維板使用脲醛膠的匹配性或分散性差，且大部分阻燃劑為固體或膏狀體，不易在生產(chǎn)中施加或?qū)﹄迦┠z產(chǎn)生嚴(yán)重凝膠老化現(xiàn)象，同時大部分阻燃劑被用于處理阻燃板易導(dǎo)致吸板材吸潮變形等現(xiàn)象，不利于二次加工又縮短板材使用壽命，以上種種缺陷導(dǎo)致市場出售的阻燃劑不但很難滿足纖維板生產(chǎn)工藝的要求，而造成阻燃板的物理力學(xué)性能老化下降及嚴(yán)重受潮吸漲變形發(fā)霉等突出問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是針對上述阻燃劑的種種缺陷和不足，結(jié)合纖維板生產(chǎn)實際，開發(fā)出一種阻燃高效、抗流失、成本低及易施用的乳液型阻燃劑。適用于生產(chǎn)阻燃人造板尤其是阻燃纖維板。本發(fā)明的目的之二是提供該高效環(huán)保阻燃劑的生產(chǎn)合成方法。I、本發(fā)明具體技術(shù)方案(配方)包含以下原料及重量比組份
甲醛 36. 5-37.4% 工業(yè)級 4.0 13.0份
雙氰胺彡98% 工業(yè)級9.0 16.0份
磷酸二氫銨>85% 工業(yè)級12.0 24.0份
硼酸鋅彡98% 工業(yè)級10.0 22.0份
三乙醇胺彡99% 工業(yè)級3. (T11.0份
有機溶劑彡98% 工業(yè)級4. (Tl2. 0份交聯(lián)劑彡98%工業(yè)級1.0 5.0份
氨水彡25% 工業(yè)級5.0 18.0份
水自來水20.0 40.0份。2、合成工藝
制備方法包括以下合成工藝步驟和條件
(1)一次性投入甲醛、水、雙氰胺，啟動攪拌器，在攪拌及催化劑作用下緩慢加入磷酸二氫銨；加熱至50. 0 70. 0°C,自然升溫至80. 0 90. (TC并保溫I. 0 3. Oh ；
(2)當(dāng)聚合反應(yīng)達(dá)到pH=3.(T3. 5后，投入有機溶劑及交聯(lián)劑并保溫0. 5 I. 0h，聚合度達(dá)到pH=3. 5 4. 0后，投入三乙醇胺溶液及硼酸鋅，并于70. (T80. (TC保溫10. 0^30. Omin ;用氨水調(diào)pH=5. 0 6. 5，冷卻至45°C以下出料。3、質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)
密度=1. 15 I. 35g/cm3，黏度(T 4 杯，20°C ) =14. 0 30. Os,固體含量:46. 0 65. 0%,游離醛無，PH值=5. (T6. 5，貯存期>半年，外觀白色乳狀液。4、本發(fā)明阻燃劑具有以下獨特優(yōu)勢
I)該阻燃劑是結(jié)合纖維板生產(chǎn)工藝實際而創(chuàng)新開發(fā)的一種復(fù)合乳液型阻燃劑，施加簡單，實用性強。按8(T250kg/m3比例與摩爾比為I. (Tl. 18脲醛樹脂混合攪拌均勻或單獨從熱磨噴放管施加到濕纖維上，并經(jīng)干燥、鋪裝、熱壓等工序制成阻燃纖維板，其阻燃性能可達(dá)到國標(biāo)GB/T8624-2006標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的B與C級標(biāo)準(zhǔn)，物理力學(xué)性能達(dá)到國標(biāo)GB/T11718-2009標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)保性能甲醛釋放量完全達(dá)到GB 18580-2001 E1級或歐洲Etl級標(biāo)準(zhǔn)。2)本阻燃劑不僅無鹵低毒無腐蝕性，人造板制膠車間即可滿足生產(chǎn)要求，而且具有樹脂的膠粘性及良好匹配性功能，生產(chǎn)使用安全環(huán)保，易于施加，具有阻燃優(yōu)異、抑煙高效等突出優(yōu)點，順應(yīng)了阻燃劑一劑多效、環(huán)保友好的發(fā)展要求。且產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)價廉，經(jīng)濟效益顯著。
具體實施例方式實施例I :將37%甲醛溶液22. 0g、水110. 0g、雙氰胺49. 5g，一次性投入三口燒瓶，啟動攪拌器，在攪拌下緩慢加入磷酸二氫銨66. 0g。加熱至6(T7(TC停止，自然升溫至85°C并保溫90min。當(dāng)聚合反應(yīng)達(dá)到要求(pH=3. I)后，投入異丙醇22.0 g及交聯(lián)劑5. 5g (其中六甲基四胺4. I g及十二烷基硫酸鈉I. 4 g)并保溫3(T35min，當(dāng)聚合度達(dá)到要求后(PH=3. 4)后，加入40%三乙醇胺溶液16. 5g，調(diào)pH=4. 0，并加入硼酸鋅55. 0g，在70 75°C保溫20min后，用氨水28. 0 30. Og調(diào)pH=5. 2 5. 5，冷卻至45°C以下出料。產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)密度=1. 20 1. 30g/cm3黏度(T 4杯，20°C )=16. 0 25. Os固體含量50.(T60.0% 游離醛無 pH值=5. 2飛.5 貯存期彡半年外觀乳白色溶液。實施例2 :將37%甲醛溶液46. 75g、水165. 0g、雙氰胺68. 7g，一次性投入三口燒瓶，啟動攪拌器，在催化劑及攪拌下緩慢加入磷酸二氫銨99. 0go 15min內(nèi)加熱至6(T70°C停止，自然升溫至85 88°C并保溫lOOrnin。當(dāng)聚合反應(yīng)達(dá)到要求(pH=3. 4)后，投入乙醇44. Og及交聯(lián)劑16. 5g (其中六甲基四胺13.2 g及十二烷基硫酸鈉3.3 g)并保溫4(T45min，當(dāng)聚合度達(dá)到要求后(PH=3. 5)后，加入50%三乙醇胺溶液38. 5g，調(diào)pH=4. 0，并加入硼酸鋅88. Og,在70 75°C保溫15min后冷卻至52°C，投入氨水50 55g調(diào)pH=5. 8 6. 0，冷卻至35°C以下出料。產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)密度=1. 22 I. 32g/cm3黏度(T 4杯，20°C ) =18. 0 25. Os固體含量55.0 65.0% 游離醛無 pH值=5. 8 6.0 貯存期彡半年外觀乳白色溶液。實施例3 :將37%甲醛溶液71. 5g、水220. 0g、雙氰胺88. 0g，一次性投入三口燒瓶，啟動攪拌器，在催化劑攪拌作用下緩慢加入磷酸二氫銨132. Ogo 15min內(nèi)加熱至65 7(TC停止，自然升溫至85、2°C并保溫80min。當(dāng)聚合反應(yīng)達(dá)到要求(pH=3. 2)后，投入乙醇、異丙醇混合共66. Og及交聯(lián)劑27. 5. g (其中六甲基四胺22. 9 g及十二烷基硫酸鈉4. 6g)，并保溫30min，當(dāng)聚合度達(dá)到要求后(pH=3. 3)后，加入45%三乙醇胺溶液60. 5g，調(diào)pH=4. 0，并加入硼酸鋅121. 0g，在70 75°C保溫15min后，投入氨水80. 0 85. Og調(diào)pH=6. 0 6. 5，冷卻至40°C出料。 產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)密度=1. 25 I. 35g/cm3黏度(T 4杯，20°C ) =19. 0 25. Os固體含量50.0 60.0% 游離醛無 pH值=6.0 6. 5 貯存期彡半年外觀乳白色溶液。
權(quán)利要求
1.一種纖維板使用的高效環(huán)保阻燃劑，其特征包含以下原料及重量比組份雙氰胺9. (Γ16. O份、磷酸二氫銨12. (Γ24. O份、甲醛4. (Γ13. O份、硼酸鋅10. (Γ22. O份、氨水5. (Γ18. O份、三乙醇胺3. (TlI. O份、有機溶劑4. (Γ12. O份、交聯(lián)劑I. 0 5· O份、水20. 0 40· O 份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高效環(huán)保阻燃劑，其特征在于有機溶劑為異丙醇或乙醇的其中一種或兩種混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述高效環(huán)保阻燃劑，其特征在于交聯(lián)劑采用六亞甲基四胺及十二烷基硫酸鈉混合物，兩者混合重量比為3 5: I。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高效環(huán)保阻燃劑，其特征在于三乙醇胺均配制成20.0 50. 0%的水溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高效環(huán)保阻燃劑，其特征在于制備方法包括以下合成工藝步驟和條件 (I)一次性投入甲醛、水、雙氰胺，啟動攪拌器，在攪拌及催化劑作用下緩慢加入磷酸二氫銨；加熱至50. 0 70· 0°C,自然升溫至80. 0 90· (TC并保溫I. 0 3· Oh ； 當(dāng)聚合反應(yīng)達(dá)到ρΗ=3. (Γ3. 5后，投入有機溶劑及交聯(lián)劑并保溫O. 5^1. 0h，聚合度達(dá)到pH=3. 5 4. O后，投入三乙醇胺溶液及硼酸鋅，并于70. (Γ80. (TC保溫10. (Γ30. Omin ;用氨水調(diào)ρΗ=5. (Γ6. 5，冷卻至45°C以下出料。
6.根據(jù)權(quán)利要求Γ5所述的高效環(huán)保阻燃劑，其質(zhì)量技術(shù)特征滿足密度=1. 15 I. 35g/cm3，黏度(T 4 杯，20°C ) =14. 0 30· Os，固體含量46. 0 65· 0%，游離醛無，pH值=5. (Γ6. 5，貯存期彡半年， 外觀白色乳狀液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種纖維板使用的高效環(huán)保阻燃劑及制備方法，該阻燃劑由甲醛、雙氰胺、磷酸二氫銨、硼酸鋅、氨水、三乙醇胺、有機溶劑、交聯(lián)劑及水組成。本發(fā)明制備的阻燃劑無鹵低毒無腐蝕性，熱穩(wěn)定性好、阻燃效率高、抑煙性強。纖維板生產(chǎn)利用該阻燃劑80～250kg/m3與摩爾比為1.0～1.18脲醛樹脂或改性脲醛樹脂混合攪拌均勻或單獨從熱磨噴放管施加可制成阻燃纖維板，其阻燃性能達(dá)到國標(biāo)GB/T8624-2006標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的B與C級，物理力學(xué)性能達(dá)到國標(biāo)GB/T11718-2009標(biāo)準(zhǔn)，甲醛釋放量完全達(dá)到GB18580-2001E1或歐洲E0級。人造板制膠車間即可滿足生產(chǎn)條件，實用性強，施加方便。
文檔編號B27K3/52GK102950632SQ20121046280
公開日2013年3月6日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者韋淇峰, 詹滿軍 申請人:廣西豐林木業(yè)集團股份有限公司