本發(fā)明涉及中密度纖維板，尤其涉及一種鎂鋁納米層狀雙金屬氫氧化物中密度纖維板及其制備方法。

背景技術(shù)：
纖維板存在的易燃特點(diǎn)將阻礙日益壯大的市場(chǎng)需求，對(duì)中纖板的阻燃處理變成日漸緊迫的任務(wù)。CN1872514（2006-12-06）公開了一種皇竹草中密度纖維板，然而該纖維板容易吸濕，并且其阻燃性能和環(huán)保性能有待改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的第一技術(shù)目的是提供一種具備阻燃性能的鎂鋁納米層狀雙金屬氫氧化物中密度纖維板。本發(fā)明的第二技術(shù)目的是提供一種具備阻燃性能的鎂鋁納米層狀雙金屬氫氧化物中密度纖維板的制備方法本發(fā)明的第一技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：鎂鋁納米層狀雙金屬氫氧化物中密度纖維板，包括以下物質(zhì)及其質(zhì)量份數(shù)：木纖維100份、鎂鋁納米層狀雙金屬氫氧化物8-15份、偶聯(lián)劑0.01-0.02份、膠黏劑12-15份、固化劑0.15-0.2份、防水劑1-2份。LDHs（層狀雙金屬氫氧化物）作為阻燃劑在塑料行業(yè)已經(jīng)被證實(shí)是可行的，本發(fā)明第一次將其應(yīng)用于人造板行業(yè)，是本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)之一；在已有的研究中發(fā)現(xiàn)，LDHs在高分子材料中的應(yīng)用中存在各種問題，主要是LDHs作為無(wú)機(jī)非金屬物質(zhì)，由于其表面親水疏油，與高聚物的親和性差，在添加量較大時(shí)，會(huì)惡化高分子制品的力學(xué)性能。本發(fā)明采用偶聯(lián)劑對(duì)Mg-Al型層狀雙金屬氫氧化物(Mg-Al-LDHs)阻燃劑進(jìn)行改性，降低對(duì)中密度纖維板理化性能的影響，保證板材的理化性能達(dá)到國(guó)標(biāo)要求，這是本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)之二。本發(fā)明所提供的中密度纖維板，環(huán)保無(wú)毒，無(wú)析出物，無(wú)明顯吸潮性，阻燃效果優(yōu)異，成本低，氧指數(shù)高達(dá)34%。作為優(yōu)選，所述木纖維為絕干木纖維。作為優(yōu)選，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，鈦酸酯偶聯(lián)劑或其混合物。本發(fā)明偶聯(lián)劑能夠有效對(duì)鎂鋁納米層狀雙金屬氫氧化物阻燃劑改性，降低阻燃劑對(duì)中密度纖維板防潮性和環(huán)保性的影響。作為優(yōu)選，所述鎂鋁納米層狀雙金屬氫氧化物包括以下物質(zhì)及質(zhì)量摩爾份數(shù)：氯化鎂1-5份、氯化鋁0.5-1.2份、氫氧化鈉0.5-1份、碳酸鈉0.6-1.3份。更優(yōu)選地，所述鎂鋁納米層狀雙金屬氫氧化物阻燃劑包括以下物質(zhì)及質(zhì)量摩爾份數(shù)：氯化鎂3份、氯化鋁1份、氫氧化鈉0.75份、碳酸鈉1份。作為優(yōu)選，所述膠黏劑為脲醛樹脂膠黏劑，固含量為45-55wt%，游離醛含量為0.10-0.20wt%。本發(fā)明膠黏劑能夠與固化劑、防水劑協(xié)同有效對(duì)鎂鋁納米層狀雙金屬氫氧化物阻燃劑改性，降低阻燃劑對(duì)中密度纖維板防潮性和環(huán)保性的影響。作為優(yōu)選，所述固化劑包括有機(jī)酸類或酸性鹽。本發(fā)明固化劑能夠與膠黏劑、防水劑協(xié)同有效對(duì)鎂鋁納米層狀雙金屬氫氧化物阻燃劑改性，降低阻燃劑對(duì)中密度纖維板防潮性和環(huán)保性的影響。更優(yōu)選地，所述固化劑為草酸、氯化銨或硫酸銨或其混合物。本發(fā)明所提供的防水劑為質(zhì)量濃度30-40%的石蠟乳液。本發(fā)明的第二技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：一種鎂鋁納米層狀雙金屬氫氧化物中密度纖維板的制備方法，其制備方法包括如下步驟：（1）先將鎂鋁層狀雙金屬氫氧化物干燥研細(xì)至20-50μm，然后將質(zhì)量百分比濃度20-30%的偶聯(lián)劑在室溫下水解25-35min，之后在攪拌及超聲下逐滴加入研細(xì)后的鎂鋁層狀雙金屬氫氧化物的80-90℃水溶液中，反應(yīng)0.5-1.5h后抽濾、洗滌、干燥、研磨得到改性后的Mg/Al-LDHs；（2）將添加了固化劑的脲醛樹脂膠黏劑、改性后的Mg/Al-LDHs分別在攪拌情況下添加到木纖維中，后經(jīng)鋪裝，預(yù)壓成型，熱壓，冷卻即得中密度纖維板；其中，固化劑的固含量為45-55%，游離醛量為0.10%-0.20%。本發(fā)明采用特定的方法將偶聯(lián)劑對(duì)Mg-Al型層狀雙金屬氫氧化物(Mg-Al-LDHs)阻燃劑進(jìn)行改性，降低對(duì)中密度纖維板理化性能的影響，保證板材的理化性能達(dá)到國(guó)標(biāo)要求。作為優(yōu)選，添加了固化劑的脲醛樹脂膠黏劑與Mg/Al-LDHs的質(zhì)量比為1:0.8-1.2。作為優(yōu)選，偶聯(lián)劑與鎂鋁層狀雙金屬氫氧化物的質(zhì)量比為（1-2）：（1200-1500）。作為優(yōu)選，所述鎂鋁層狀雙金屬氫氧化物采用共沉淀法合成。作為優(yōu)選，分別采用噴槍及篩子將所述脲醛樹脂膠黏劑和改性后的Mg/Al-LDHs添加到木纖維中。作為優(yōu)選，預(yù)壓壓力為3-3.5MPa，熱壓條件為熱壓壓力3.0-5.0MPa，溫度170-190℃，熱壓時(shí)間50-70s/mm。作為優(yōu)選，所述固化劑包括有機(jī)酸類或酸性鹽。本發(fā)明固化劑能夠與膠黏劑、防水劑協(xié)同有效對(duì)鎂鋁納米層狀雙金屬氫氧化物阻燃劑改性，降低阻燃劑對(duì)中密度纖維板防潮性和環(huán)保性的影響。更優(yōu)選地，所述固化劑為草酸、氯化銨或硫酸銨或其混合物。作為優(yōu)選，所述步驟（2）在木纖維鋪裝前添加有防水劑，防水劑與Mg/Al-LDHs質(zhì)量比為1：10-13。本發(fā)明所提供的防水劑為質(zhì)量濃度30-40%的石蠟乳液。綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：1、本發(fā)明第一次將Mg-Al-LDHs應(yīng)用到人造板行業(yè)；2、本發(fā)明采用偶聯(lián)劑對(duì)Mg-Al型層狀雙金屬氫氧化物(Mg-Al-LDHs)阻燃劑進(jìn)行改性，降低對(duì)中密度纖維板理化性能的影響，保證板材的理化性能達(dá)到國(guó)標(biāo)要求；3、本發(fā)明所提供的阻燃中密度纖維板，環(huán)保無(wú)毒，無(wú)析出物，無(wú)明顯吸潮性，阻燃效果優(yōu)異，成本低，氧指數(shù)高達(dá)34%。具體實(shí)施方式阻燃劑的合成及表面改性方法：將采用共沉淀發(fā)合成的Mg/Al-LDHs，干燥研細(xì)至20-50μm后，將質(zhì)量百分比濃度25%的偶聯(lián)劑室溫下水解30min，之后在攪拌及超聲下逐滴加入研細(xì)后的Mg/Al-LDHs的85℃水溶液中，反應(yīng)1h后抽濾、洗滌、干燥、研磨以備應(yīng)用。阻燃劑配方一：鎂鋁納米層狀雙金屬氫氧化物包括以下物質(zhì)及質(zhì)量摩爾份數(shù)：氯化鎂1份、氯化鋁0.5份、氫氧化鈉0.5份、碳酸鈉1.3份。阻燃劑配方二：鎂鋁納米層狀雙金屬氫氧化物包括以下物質(zhì)及質(zhì)量摩爾份數(shù)：氯化鎂5份、氯化鋁1.2份、氫氧化鈉1份、碳酸鈉0.6份。阻燃劑配方三：鎂鋁納米層狀雙金屬氫氧化物包括以下物質(zhì)及質(zhì)量摩爾份數(shù)：氯化鎂3份、氯化鋁0.9份、氫氧化鈉0.8份、碳酸鈉0.8份。實(shí)施例一將脲醛樹脂12份（固含量52%，游離醛量0.15%）、氯化銨0.12份、石蠟乳液1.2份（濃度40%），阻燃劑配方一制成的Mg/Al-LDHs（硅烷偶聯(lián)劑0.01份改性）12份，依次用噴槍及篩子等工具均勻噴灑在楊木纖維表面，噴灑完畢后將纖維進(jìn)行鋪裝，預(yù)壓成型（預(yù)壓壓力3MPa），熱壓（熱壓壓力三段式曲線，分別為4.0MPa，2.5MPa，1.0MPa，熱壓時(shí)間60s/mm，溫度180℃），冷卻即得阻燃中密度纖維板，測(cè)得氧指數(shù)34.2%。實(shí)施例二將脲醛樹脂14份（固含量52%，游離醛量0.15%）、氯化銨0.14份、石蠟乳液1.2份（濃度40%），阻燃劑配方二制成的Mg/Al-LDHs15份（硅烷偶聯(lián)劑0.01份改性）依次用噴槍及篩子等工具均勻噴灑在楊木纖維表面，噴灑完畢后將纖維進(jìn)行鋪裝，預(yù)壓成型（預(yù)壓壓力4MPa），熱壓（熱壓壓力三段式曲線，分別為4.0MPa，2.5MPa，1.0MPa，熱壓時(shí)間60s/mm，溫度190℃），冷卻即得阻燃中密度纖維板，測(cè)得氧指數(shù)34.8%。實(shí)施例三將脲醛樹脂14份（固含量50%，游離醛量0.18%）、氯化銨0.14份、石蠟乳液1.2份（濃度40%），阻燃劑配方三制成的Mg/Al-LDHs15份（硅烷偶聯(lián)劑0.02份改性）依次用噴槍及篩子等工具均勻噴灑在楊木纖維表面，噴灑完畢后將纖維進(jìn)行鋪裝，預(yù)壓成型（預(yù)壓壓力4MPa），熱壓（熱壓壓力三段式曲線，分別為4.0MPa，2.5MPa，1.0MPa，熱壓時(shí)間60s/mm，溫度180℃），冷卻即得阻燃中密度纖維板，測(cè)得氧指數(shù)34.2%。實(shí)施例四阻燃中密度纖維板的制備方法，包括如下步驟：（1）先將按阻燃劑配方一、共沉淀法合成的鎂鋁層狀雙金屬氫氧化物干燥研細(xì)至20μm，然后將質(zhì)量百分比濃度20%的偶聯(lián)劑在室溫下水解25min，之后在攪拌及超聲下逐滴加入研細(xì)后的鎂鋁層狀雙金屬氫氧化物的80℃水溶液中，反應(yīng)0.5h后抽濾、洗滌、干燥、研磨得到改性后的Mg/Al-LDHs；偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，鈦酸酯偶聯(lián)劑；偶聯(lián)劑與鎂鋁層狀雙金屬氫氧化物的質(zhì)量比為1：1500；（2）將添加了有機(jī)酸類或酸性鹽固化劑的脲醛樹脂膠黏劑、改性后的Mg/Al-LDHs分別采用噴槍及篩子在攪拌情況下添加到木纖維中，然后加入質(zhì)量濃度30%的石蠟乳液，后經(jīng)鋪裝，預(yù)壓成型，熱壓，冷卻即得阻燃中密度纖維板；預(yù)壓壓力為3MPa，熱壓條件為熱壓壓力3.0MPa，溫度170℃，熱壓時(shí)間50s/mm。其中，固化劑的固含量為45%，游離醛量為0.10%；添加了固化劑的脲醛樹脂膠黏劑與Mg/Al-LDHs的質(zhì)量比為1:0.8；防水劑與Mg/Al-LDHs質(zhì)量比為1：10。實(shí)施例五阻燃中密度纖維板的制備方法，包括如下步驟：（1）先將按阻燃劑配方二、共沉淀法合成的鎂鋁層狀雙金屬氫氧化物干燥研細(xì)至50μm，然后將質(zhì)量百分比濃度30%的偶聯(lián)劑在室溫下水解35min，之后在攪拌及超聲下逐滴加入研細(xì)后的鎂鋁層狀雙金屬氫氧化物的90℃水溶液中，反應(yīng)1.5h后抽濾、洗滌、干燥、研磨得到改性后的Mg/Al-LDHs；偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，鈦酸酯偶聯(lián)劑；偶聯(lián)劑與鎂鋁層狀雙金屬氫氧化物的質(zhì)量比為2：1200；（2）將添加了有機(jī)酸類或酸性鹽固化劑的脲醛樹脂膠黏劑、改性后的Mg/Al-LDHs分別采用噴槍及篩子在攪拌情況下添加到木纖維中，然后加入質(zhì)量濃度40%的石蠟乳液，后經(jīng)鋪裝，預(yù)壓成型，熱壓，冷卻即得阻燃中密度纖維板；預(yù)壓壓力為3.5MPa，熱壓條件為熱壓壓力5.0MPa，溫度190℃，熱壓時(shí)間70s/mm。其中，固化劑的固含量為55%，游離醛量為0.20%；添加了固化劑的脲醛樹脂膠黏劑與Mg/Al-LDHs的質(zhì)量比為1:1.2；防水劑與Mg/Al-LDHs質(zhì)量比為1：13。阻燃中密度纖維板的氧指數(shù)35.6%。實(shí)施例六阻燃中密度纖維板的制備方法，包括如下步驟：（1）先將按阻燃劑配方三、共沉淀法合成的鎂鋁層狀雙金屬氫氧化物干燥研細(xì)至30μm，然后將質(zhì)量百分比濃度25%的偶聯(lián)劑在室溫下水解30min，之后在攪拌及超聲下逐滴加入研細(xì)后的鎂鋁層狀雙金屬氫氧化物的85℃水溶液中，反應(yīng)1h后抽濾、洗滌、干燥、研磨得到改性后的Mg/Al-LDHs；偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，鈦酸酯偶聯(lián)劑；偶聯(lián)劑與鎂鋁層狀雙金屬氫氧化物的質(zhì)量比為1.5：1300；（2）將添加了有機(jī)酸類或酸性鹽固化劑的脲醛樹脂膠黏劑、改性后的Mg/Al-LDHs分別采用噴槍及篩子在攪拌情況下添加到木纖維中，然后加入質(zhì)量濃度35%的石蠟乳液，后經(jīng)鋪裝，預(yù)壓成型，熱壓，冷卻即得阻燃中密度纖維板；預(yù)壓壓力為3.3MPa，熱壓條件為熱壓壓力4.0MPa，溫度170-190℃，熱壓時(shí)間50-70s/mm。其中，固化劑的固含量為45-55%，游離醛量為0.15%；添加了固化劑的脲醛樹脂膠黏劑與Mg/Al-LDHs的質(zhì)量比為1:1.1；防水劑與Mg/Al-LDHs質(zhì)量比為1：12。阻燃中密度纖維板的氧指數(shù)35.3%。本具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的解釋，其并不是對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí)施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。