專利名稱：一種木材阻燃劑及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種阻燃劑，特別是木材阻燃劑。
木材的阻燃技術可以追溯至公元前83年，希臘人用鐵礬處理木質(zhì)碉堡，以防敵人火攻。1935年英國人Wyld用明礬、硼砂、硫酸亞鐵等成分配成一種木材阻燃劑，并獲得專利(GB551)，這是第一個阻燃專利。1938年，Tramm以磷酸二銨為催化劑，以二氰二胺為膨脹發(fā)泡劑，以甲醛為碳化劑，首次生產(chǎn)出防火涂料，涂在木材或其制品表面達到防火的目的。1965年，美國Monsanto公司把聚磷酸銨引進防火涂料，提高了防火涂料的耐洗性。
阻燃人造板一般采用阻燃劑對刨花或木渣浸漬處理后烘干，經(jīng)膠合而制成。如山東掖縣刨花板廠利用硼酸和硼砂溶液浸泡刨花。也可以將阻燃劑和其它藥劑一起加入拌膠桶，拌勻后，熱壓膠合制成板。常用的木材阻燃劑有氫氧化鋁、氫氧化鎂、硫酸銨、溴化銨、硼酸、磷酸二氫銨、磷酸銨、磷酸胍、聚磷酸銨等。利用其中的一種或多種都具有阻燃效果，一般多種復配效果較好，但要考慮其配伍性。如大連造船廠利用尿素、雙氰胺、甲醛、磷酸、氨水五種藥劑浸漬木材使木材具有阻燃性。
聚磷酸銨的合成給防火涂料或阻燃浸漬劑帶來了技術進步。但聚磷酸銨作為添加型阻燃劑卻難以應用于刨花板等人造板中。其原因是聚磷酸銨顯酸性，使脲醛膠固化，不僅使膠失去粘性，而且聚磷酸銨添加量難以超過10％，達不到阻燃要求。另外，聚磷酸銨極性較強，與膠的相溶性差，也是影響添加量的原因之一。
本發(fā)明的目的是提供一種阻燃效果好的木材阻燃劑。
本發(fā)明的阻燃劑含有由尿素、磷酸、硼砂和甲醛合成的改性聚磷酸銨、鋁鹽和非離子表面活性劑，其中鋁鹽可選自氯化鋁、硫酸鋁、硝酸鋁或它們的混合物。所述非離子表面活性劑優(yōu)選平平加。所述阻燃劑的優(yōu)選重量配比為改性聚磷酸銨∶鋁鹽∶非離子表面活性劑＝1∶0.1～0.4∶0.01～0.04。所述改性聚磷酸銨的優(yōu)選重量配比為尿素∶磷酸∶硼砂∶甲醛＝1∶0.5～2∶0.1～0.3∶0.6～1，優(yōu)選聚合度5—15，PH值優(yōu)選6～6.5。
本發(fā)明的阻燃劑的制備方法可為將尿素、磷酸、硼砂混合，加熱至90—130℃，反應后，降溫至65℃以下，加入甲醛，升溫至70—90℃，反應后得膏狀物；將該膏狀物與鋁鹽、非離子表面活性劑混合后即得到本發(fā)明的阻燃劑。
本發(fā)明的阻燃劑中的經(jīng)過改性的聚磷酸銨與聚磷酸銨相比極性減弱，配以鋁鹽后制得的阻燃劑與膠的相溶性好，在制人造板時，阻燃劑添加量可達30％，大大提高了阻燃效果。其中的非離子表面活性劑的主要作用是使阻燃劑不破壞人造板中的石蠟乳液的防水作用。
該阻燃劑可與粘合劑如酚醛膠、脲醛膠混合得到阻燃粘合劑，用于木質(zhì)人造板的制備，優(yōu)選重量配比為改性聚磷酸銨∶粘合劑＝1∶0.5～2。所述阻燃粘合劑與刨花混合后，可制成限氧指數(shù)達33以上的阻燃刨花板。該板可達到日本JISD1201標準中的一級難燃木材標準，為難燃材料。刨花和阻燃粘合劑的優(yōu)選重量配比為1∶0.05～0.15。
本發(fā)明的木材阻燃劑阻燃效果極佳，特別適用于木質(zhì)人造板的阻燃。
下面通過實施例進一步說明本發(fā)明。
實施例稱取尿素1.8kg、磷酸2.4kg、硼砂100g、甲醛1.8kg。將尿素、磷酸、硼砂混合，加熱至90℃，停止加熱，保溫反應40分鐘，再升溫至110℃反應30分鐘，物料PH值為6—6.5，降溫至60℃，加入甲醛，升溫至80℃，反應25分鐘，得膏狀的改性聚磷酸銨，產(chǎn)率88—92％。按照改性聚磷酸銨∶鋁鹽(氯化鋁、硫酸鋁或硝酸鋁)∶非離子表面活性劑(平平加0)∶粘合劑(酚醛膠或脲醛膠)＝1∶0.11∶0.02∶1的重量配比配成阻燃粘合劑，刨花與該阻燃粘合劑以1∶0.088的重量比混合，按照常規(guī)制板工藝制成人造板。所制得的阻燃刨花板限氧指數(shù)達33以上，達到日本JISD1201標準中的一級難燃木材標準，為難燃材料。
權利要求
1.一種木材阻燃劑，其特征是含有由尿素、磷酸、硼砂和甲醛合成的改性聚磷酸銨、鋁鹽和非離子表面活性劑。
2.如權利要求1所述的阻燃劑，其特征是進一步含有粘合劑。
3.如權利要求1所述的阻燃劑，其特征是所述鋁鹽為氯化鋁、硫酸鋁、硝酸鋁或它們的混合物。
4.如權利要求1所述的阻燃劑，其特征是所述非離子表面活性劑為平平加0。
5.如權利要求2所述的阻燃劑，其特征是重量配比改性聚磷酸銨鋁鹽非離子表面活性劑粘合劑為1∶0.1～0.4∶0.01～0.04∶0.5～2。
6.如權利要求1所述的阻燃劑，其特征是合成改性聚磷酸銨的重量配比尿素∶磷酸∶硼砂∶甲醛為1∶0.5～2∶0.1～0.3∶0.5～1。
7.如權利要求1所述的阻燃劑，其特征是所述改性聚磷酸銨聚合度為5—15。
8.如權利要求2所述的阻燃劑，其特征是所述粘合劑為酚醛膠或脲醛膠。
9.一種如權利要求1—8所述的阻燃劑的制備方法，其特征是將尿素、磷酸、硼砂混合，加熱至90—130℃，反應后，降溫至65℃以下，加入甲醛，升溫至70—90℃，反應后得改性聚磷酸銨，然后加入其它組分。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種木材阻燃劑。該阻燃劑含有由尿素、磷酸、硼砂、甲醛合成的改性聚磷酸銨以及鋁鹽等。本發(fā)明的阻燃劑加到刨花中可制得難燃材料，得到的阻燃刨花板限氧指數(shù)可達33以上。
文檔編號B27K5/00GK1126234SQ9411753
公開日1996年7月10日 申請日期1994年10月27日 優(yōu)先權日1994年10月27日
發(fā)明者李群, 李敬三, 李善英 申請人:李敬三