專利名稱：阻燃劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種阻燃劑，尤其涉及
制備方法，屬于阻燃產(chǎn)品領(lǐng)域。
種主要利用電石廢渣制備而成的阻燃劑及其
背景技術(shù)：
乙炔是基本有機合成工業(yè)的重要原料之一，它以電石為原料，加水(濕法)生產(chǎn)，至今已有60余年歷史，目前在我國仍占較大比重。l噸電石加水可生成300多公斤乙炔氣，但同時也生成10噸含固量約12%的工業(yè)廢液，俗稱電石渣漿，它的處置一直令生產(chǎn)廠家頭痛。 含一定水量的電石廢渣及滲濾液呈強堿性，含有硫化物、磷化物等有毒、有害物質(zhì)。根據(jù)《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)》(GB5085-1996)，電石廢渣屬II類一般工業(yè)固體廢物，若直接將其排到海塘或山谷中，采用填海、填溝的有規(guī)則堆放時，根據(jù)《化工廢渣填埋場設(shè)計規(guī)定》(HG20504-92)，對II類一般工業(yè)固體廢(物)渣，必須采取防滲措施并作填埋處置。
乙炔是生產(chǎn)聚氯乙烯樹脂(PVC)的主要原料，由于每生產(chǎn)1噸PVC產(chǎn)品耗用電石約1.5 1.6噸，同時每噸電石產(chǎn)生1.2噸電石渣(干基)，電石渣含水量按90%計，那么每生產(chǎn)1噸PVC產(chǎn)品，則排出電石渣槳約20噸。由此可見，電石渣槳的產(chǎn)生量大大超過了PVC的產(chǎn)量。大多數(shù)PVC生產(chǎn)廠家將電石渣漿經(jīng)重力沉降分離后，上清液循環(huán)利用；電石渣經(jīng)進(jìn)一步脫水，其含水率仍達(dá)40% 50 % ，呈漿糊狀，在運輸途中易滲漏污染路面，長期堆積不但占用大量土地，而且對土地有嚴(yán)重的侵蝕作用。要想從根本上解決問題，只有在技術(shù)上謀求突破，尋求新的治理工藝，綜合利用，化害為利，變廢為寶。 在我國，也有企業(yè)利用電石廢渣制水泥，采用濃縮池將渣漿濃度由5% 8%濃縮到35%，以砂泵送入料槽，在分去一部分上清液后和砂巖、粘土漿，配制成水泥生料，送回轉(zhuǎn)窯煅燒水泥。與一般采用石灰石為主要原料的濕法工藝比較，電石渣含水量高，流動性差，因此熱耗一般比濕法高20%左右。 由于入窯料漿水分含量高，窯的預(yù)熱部分負(fù)荷較重，出窯尾廢氣溫度較一般濕法
生產(chǎn)線低50 60°C，因此窯的產(chǎn)量較同規(guī)格以石灰石為配料的生產(chǎn)線低20% 25%。另
外，Ca(0H)2分解時產(chǎn)生水蒸汽，導(dǎo)致出窯尾廢氣中水蒸氣含量增大，影響電除塵器的使用
效率及壽命，所以電石廢渣生產(chǎn)的水泥在市場中不如石灰石生產(chǎn)的水泥受歡迎。 目前，電石法所生產(chǎn)的PVC占我國產(chǎn)量的60%，按每生產(chǎn)1噸PVC產(chǎn)生1.59噸電
石泥廢渣計算，我國每年產(chǎn)生的電石泥總量達(dá)到1000萬噸左右，而傳統(tǒng)的主要處理方法為
掘坑填埋或生產(chǎn)水泥等，不僅需要投入大量資金用于建設(shè)環(huán)保處理設(shè)施，還需占用大量土
地用于存放廢渣。 隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高層建筑增多，室內(nèi)豪華裝飾增強，大量的可燃物質(zhì)進(jìn)入各種不同的場所，嚴(yán)重威脅著國家財產(chǎn)和人民群眾的生命安全，據(jù)統(tǒng)計僅2007年，我國全年共發(fā)生火災(zāi)15. 9萬起(不包括森林、草原、軍隊、礦井地下部分火災(zāi)，下同)，死亡1418人，受傷863人，直接財產(chǎn)損失9. 9億元。
為有效遏制火災(zāi)事故，保護(hù)國家財產(chǎn)和人民生命安全，國家不斷出臺相關(guān)的消防
法規(guī)和政策，二oo七年十二月七日公安部專門頒了"關(guān)于進(jìn)一步加強公共場所阻燃制品
管理工作的通知"，通知明確規(guī)定，自2008年7月1日之后，凡是使用不符合《公共場所阻燃制品及組件燃燒性能要求和標(biāo)識》的阻燃制品的，對該公共場所的消防驗收或者開業(yè)前消防安全檢查一律不得予以通過。并要求消防部門在對公共場所實施日常消防監(jiān)督檢查時，要對使用阻燃制品的情況進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)未按要求使用阻燃制品的，要責(zé)令限期改正，督促公共場所更換為符合要求的阻燃制品。 隨著國家對公共場所消防安全管理工作的加強，阻燃制品用量的增加，阻燃劑用量肯定隨之加大，僅以板材為例，我國每年生產(chǎn)板材總量約為7000萬立方米，如果10%進(jìn)入公共場所使用，就達(dá)700萬立方米，以每立方米需用阻燃劑100公斤計，僅板材一項，年需阻燃劑就達(dá)70萬噸，如果加上實木、棉布等等，我國的阻燃劑需求量相當(dāng)驚人，如果采用其它材料生產(chǎn)阻燃劑，肯定會造成原料緊張，價格高漲，如果能利用電石廢渣生產(chǎn)阻燃劑，不但為我國的電石廢渣利用找到了一條有效途徑，更能為阻燃劑的大量生產(chǎn)找到可靠的材料保障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明首先所要解決的技術(shù)問題是提供一種新的阻燃劑，該阻燃劑主要以電石廢
渣為成分制備而成。 本發(fā)明首先所要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的
—種阻燃劑，由以下重量份的各組分組成 電石廢渣100 400份，氨基磺酸130 500份，磷酸10 90份，硼酸50 200份，硼砂50 200份，滲透劑0. 2 5份，多羥基化合物1 10份，表面活性劑1 10份，消泡劑1 10份，檀香精0. 2 5份和水150 600份。 優(yōu)選的，各組分的重量份是電石廢渣250份，氨基磺酸350份，磷酸60，硼酸100份，硼砂100份，滲透劑2份，多羥基化合物5份，表面活性劑5份，消泡劑5份，檀香精2份，水350份。 其中，所述的氨基磺酸可以用尿素與硫酸相結(jié)合來代替，其中，尿素的重量份優(yōu)選是100 350份，硫酸的重量份優(yōu)選是200 600份。 所述的電石廢渣是以電石為原料，加水(濕法)生產(chǎn)乙炔所產(chǎn)生的工業(yè)廢液，俗稱電石渣漿。 所述的滲透劑包括但不限于聚氧乙烯醚化合物(JFC)，硫酸化蓖麻油或琥珀酸烷基酯磺酸鈉。 所述的多羥基化合物優(yōu)選為甘油。 所述的表面活性劑包括但不限于正十二烷基硫醇，乙二醇，甘油季戊四醇，叔十二烷基硫醇或山梨醇。
所述的消泡劑包括但不限于二甲基硅油，玉米油或豆油。 檀香精是檀香(檀香科Santalaceae)木材經(jīng)過蒸餾后所得到的降香油，是香料工業(yè)的定香劑。檀香精可以按照本領(lǐng)域的常規(guī)方法將檀香木材經(jīng)過蒸餾后制備得到，也可從各種商業(yè)途徑購買得到，例如可購自于廈門金炎香精香料有限公司。
本發(fā)明所用到的上述各種原料都可從化工商店購買得到，其規(guī)格符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題是提供一種制備上述阻燃劑的方法。
本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的
—種制備上述阻燃劑的方法，包括
(1)按所述重量份稱取各組分； (2)向反應(yīng)釜內(nèi)加入水，電石廢渣，氨基磺酸(或尿素和硫酸相結(jié)合的替代物)，然后加入消泡劑，滲透劑，檀香精以及占表面活性劑總重量的1/2-2/3的表面活性劑，升溫至110 125°C ，保溫1 3小時，降溫至65 98°C ，滴加磷酸直至升溫至110 125°C ，保溫1 2小時，降溫至60 85°C ，加入硼酸，硼砂，多羥基化合物，加溫至100 125°C ，保溫1 3小時，然后把反應(yīng)物料放出冷卻； (3)把冷卻后的物料放入帶有攪拌裝置的冷卻罐內(nèi)，加入其余的表面活性劑，在攪拌狀態(tài)下將物料冷卻至35 40°C，即得乳液阻燃劑；也可將乳液阻燃劑進(jìn)一步烘干脫水后得到固體阻燃劑。 本發(fā)明阻燃劑的使用方法作為參考，可以將本發(fā)明阻燃劑與脲醛膠按照l : 3-4的重量比例混合，攪拌均勻，再按照常規(guī)的工藝方法生產(chǎn)具有耐火性能的密度板；或者將本發(fā)明的阻燃劑用8-10倍重量的水稀釋后，壓注到木材中，制備具有耐火性能的木材。
本發(fā)明阻燃劑主要利用電石廢渣制備而成，為我國的電石廢渣處理找到一條有效的利用途徑，所制備的阻燃劑阻燃性能優(yōu)異，價格低廉。本發(fā)明阻燃劑可以廣泛用于人造板、木材、棉布、紙張等。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例來進(jìn)一步描述本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍下可以對本發(fā)明技術(shù)方案的細(xì)節(jié)和形式進(jìn)行修改或替換，但這些修改和替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
實施例1阻燃劑的制備 (1)按下列重量稱取各組分(單位kg):電石廢渣100，氨基磺酸130，磷酸10，硼酸50，硼砂50，硫酸化蓖麻油0. 2，甘油l，乙二醇l，二甲基硅油l，檀香精0. 2，水150 ;
(2)向反應(yīng)釜內(nèi)加入水，電石廢渣，氨基磺酸，然后加入二甲基硅油，O. 5kg的乙二醇，檀香精和硫酸化蓖麻油，升溫至ll(TC，保溫1 3小時，降溫至65t:，滴加磷酸至升溫至ll(TC ，保溫1 2小時，降溫至60°C ，加入硼酸，硼砂，甘油醇，加溫至IO(TC ，保溫1 3小時，然后把反應(yīng)物料放出冷卻； (3)把冷卻后的物料放入帶有攪拌裝置的冷卻罐內(nèi)，加入剩余的0. 5kg乙二醇，在攪拌狀態(tài)下將物料冷卻至35°C，即得乳液阻燃劑；也可將乳液阻燃劑進(jìn)一步烘干脫水后得到固體阻燃劑。 實施例2阻燃劑的制備 (1)按下列重量稱取各組分(單位kg):電石廢渣400，氨基磺酸500，磷酸90，硼酸200，硼砂200，聚氧乙烯醚化合物5，甘油10，山梨醇IO，二甲基硅油10，檀香精5，水
600 ; (2)向反應(yīng)釜內(nèi)加入水，電石廢渣，氨基磺酸，然后加入二甲基硅油，6.7kg的山梨醇，檀香精和聚氧乙烯醚化合物，升溫至125t:，保溫1 3小時，降溫至98t:，滴加磷酸讓 其自動升溫至125t:，保溫1 2小時，降溫至85"，加入硼酸，硼砂，甘油，加溫至1255°C， 保溫1 3小時，然后把反應(yīng)物料放出冷卻； (3)把冷卻后的物料放入帶有攪拌裝置的冷卻罐內(nèi)，加入剩余的3. 3kg的山梨醇，
在攪拌狀態(tài)下將物料冷卻至4(TC，即得乳液阻燃劑；也可將乳液阻燃劑進(jìn)一步烘干脫水后
得到固體阻燃劑。 實施例3阻燃劑的制備 (1)按下列重量稱取各組分(單位kg):電石廢渣250，氨基磺酸350，磷酸60，硼 酸100，硼砂100，聚氧乙烯醚化合物2，甘油5，正十二烷基硫醇5，二甲基硅油5，檀香精2， 水350 ; (2)向反應(yīng)釜內(nèi)加入水，電石廢渣，氨基磺酸，然后加入二甲基硅油，2. 5kg的正 十二烷基硫醇，檀香精和聚氧乙烯醚化合物，升溫至12(TC，保溫1 3小時，降溫至85°C， 滴加磷酸直至升溫至115t:，保溫1 2小時，降溫至75t:，加入硼酸，硼砂，多羥基化合物 甘油醇，加溫至85(TC，保溫1 3小時，然后把反應(yīng)物料放出冷卻； (3)把冷卻后的物料放入帶有攪拌裝置的冷卻罐內(nèi)，加入剩余2. 5kg的正十二烷 基硫醇，在攪拌狀態(tài)下將物料冷卻至38°C，即得乳液阻燃劑；也可將乳液阻燃劑進(jìn)一步烘 干脫水后得到固體阻燃劑。
實施例4阻燃劑的制備 (1)按下列重量稱取各組分(單位kg):電石廢渣100，尿素100，硫酸200，磷酸 10，硼酸50，硼砂50，琥珀酸烷基脂磺酸鈉0. 2，甘油1 ，正十二烷基硫醇1 ， 二甲基硅油1 ，檀 香精0. 2，水150 ; (2)向反應(yīng)釜內(nèi)加入水，電石廢渣，尿素，硫酸，然后加入二甲基硅油，0.67kg正 十二烷基硫醇，檀香精和琥珀酸烷基酯磺酸鈉，升溫至ll(TC，保溫1 3小時，降溫至 65t:，滴加磷酸直至升溫至ll(TC，保溫1 2小時，降溫至6(TC，加入硼酸，硼砂，甘油醇， 加溫至50(TC，保溫1 3小時，然后把反應(yīng)物料放出冷卻； (3)把冷卻后的物料放入帶有攪拌裝置的冷卻罐內(nèi)，加入其余的0. 33kg的正十二 烷基硫醇，在攪拌狀態(tài)下將物料冷卻至4(TC，即得乳液阻燃劑；也可將乳液阻燃劑進(jìn)一步 烘干脫水后得到固體阻燃劑。
實施例5阻燃劑的制備 (1)按下列重量稱取各組分(單位kg):電石廢渣400，尿素350，硫酸600，磷酸 50，硼酸200，硼砂200，聚氧乙烯醚化合物5，甘油IO，叔十二烷基硫醇IO，玉米油IO，檀香 精5，水600 ; (2)向反應(yīng)釜內(nèi)加入水，電石廢渣，尿素，硫酸，然后加入玉米油，5kg的叔十二烷 基硫醇，檀香精和聚氧乙烯醚化合物，升溫至12(TC，保溫1 3小時，降溫至9(TC，滴加 磷酸，讓其自動升溫至115t:，保溫1 2小時，降溫至75t:，加入硼酸，硼砂，甘油，加溫至 IOO(TC，保溫1 3小時，然后把反應(yīng)物料放出冷卻； (3)把冷卻后的物料放入帶有攪拌裝置的冷卻罐內(nèi)，加入其余的5kg叔十二烷基 硫醇，在攪拌狀態(tài)下將物料冷卻至4(TC，即得乳液阻燃劑；也可將乳液阻燃劑進(jìn)一步烘干 脫水后得到固體阻燃劑。
6
試驗例1本發(fā)明阻燃劑的阻燃性能試驗 將實施例1所制備的阻燃劑70公斤，加入220-250公斤的脲醛膠中，攪拌均勻，
生產(chǎn)密度板，經(jīng)檢測(檢測依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《公共場所阻燃制品及組件燃燒性能要求和標(biāo)識》
(GB20086-2006)的方法來進(jìn)行)，所生產(chǎn)密度板的耐火等級達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)的C級。 將實施例2所制備的阻燃劑120公斤，加入220-250公斤的脲醛膠中，攪拌均勻，
生產(chǎn)密度板，經(jīng)檢測(檢測依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《公共場所阻燃制品及組件燃燒性能要求和標(biāo)識》
(GB20086-2006)的方法來進(jìn)行)，所生產(chǎn)密度板的耐火等級達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)B級。 將實施例3所制備的阻燃劑160公斤，加入220-250公斤的脲醛膠中，攪拌均勻，
生產(chǎn)密度板，經(jīng)檢測(檢測依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《公共場所阻燃制品及組件燃燒性能要求和標(biāo)識》
(GB20086-2006)的方法來進(jìn)行)，所生產(chǎn)密度板的耐火等級達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)的A2級。 將實施例4所制備的阻燃劑120公斤，加入220-250公斤的脲醛膠中，攪拌均勻，
生產(chǎn)密度板，經(jīng)檢測(檢測依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《公共場所阻燃制品及組件燃燒性能要求和標(biāo)識》
(GB20086-2006)的方法來進(jìn)行)，所生產(chǎn)密度板的耐火等級達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)的B級。 將實施例5所制備的阻燃劑120公斤，加入220-250公斤的脲醛膠中，攪拌均勻，
生產(chǎn)密度板，經(jīng)檢測(檢測依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《公共場所阻燃制品及組件燃燒性能要求和標(biāo)識》
(GB20086-2006)的方法來進(jìn)行)，所生產(chǎn)密度板的耐火等級達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)的B級。 試驗例2本發(fā)明阻燃劑的阻燃性能試驗 將實施例1所制備的阻燃劑80公斤，用600公斤水稀釋，壓注到木材中，經(jīng)檢測 (檢測依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《公共場所阻燃制品及組件燃燒性能要求和標(biāo)識》(GB20086-2006)的 方法來進(jìn)行)，所壓注的木材的耐火等級達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)的C級。 將實施例2所制備的阻燃劑80公斤，用600公斤水稀釋，壓注到木材，經(jīng)檢測(檢 測依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《公共場所阻燃制品及組件燃燒性能要求和標(biāo)識》(GB20086-2006)的方法 來進(jìn)行)，所壓注的木材的耐火等級達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)的C級。 將實施例3所制備的阻燃劑100公斤，用800公斤水稀釋，壓注到木材，經(jīng)檢測(檢 測依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《公共場所阻燃制品及組件燃燒性能要求和標(biāo)識》(GB20086-2006)的方法 來進(jìn)行)，所壓注的木材的耐火等級達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)的B級。 將實施例4所制備的阻燃劑120公斤，用1000公斤水稀釋，壓注到木材，經(jīng)檢測 (檢測依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《公共場所阻燃制品及組件燃燒性能要求和標(biāo)識》(GB20086-2006)的 方法來進(jìn)行)，所壓注的木材的耐火等級達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)的B級。 將實施例5所制備的阻燃劑100公斤，用800公斤水稀釋，壓注到木材，經(jīng)檢測(檢 測依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《公共場所阻燃制品及組件燃燒性能要求和標(biāo)識》(GB20086-2006)的方法 來進(jìn)行)，所壓注的木材的耐火等級達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)的C級。
權(quán)利要求
一種阻燃劑，由以下重量份的各組分組成電石廢渣100～400份，氨基磺酸130～500份，磷酸10～90份，硼酸50～200份，硼砂50～200份，滲透劑0.2～5份，多羥基化合物1～10份，表面活性劑1～10份，消泡劑1～10份，檀香精0.2～5份和水150～600份。
2. 按照權(quán)利要求1所述的阻燃劑，其特征在于，各組分的重量份是電石廢渣250份， 氨基磺酸350份，磷酸60份，硼酸100份，硼砂100份，滲透劑2份，多羥基化合物5份，表 面活性劑5份，消泡劑5份，檀香精2份，水350份。
3. 按照權(quán)利要求1所述的阻燃劑，其特征在于所述氨基磺酸由尿素和硫酸相結(jié)合來 代替；其中，尿素的重量份是100 350份，硫酸的重量份是200 600份。
4. 按照權(quán)利要求1或2所述的阻燃劑，其特征在于所述的滲透劑選自聚氧乙烯醚化 合物、硫酸化蓖麻油或琥珀酸烷基酯磺酸鈉。
5. 按照權(quán)利要求1或2所述的阻燃劑，其特征在于所述的多羥基化合物是甘油。
6. 按照權(quán)利要求1或2所述的阻燃劑，其特征在于，所述的表面活性劑選自正十二烷基 硫醇、乙二醇、甘油季戊四醇、叔十二烷基硫醇或山梨醇。
7. 按照權(quán)利要求1或2所述的阻燃劑，其特征在于所述的消泡劑選自二甲基硅油，玉 米油或豆油。
8. —種制備權(quán)利要求1或2所述阻燃劑的方法，包括(1) 按權(quán)利要求1或2所述重量份配比稱取各組分；(2) 向反應(yīng)釜內(nèi)加入水，電石廢渣，氨基磺酸或尿素與硫酸，然后加入消泡劑，滲透劑， 檀香精以及占表面活性劑總重量1/2-2/3的表面活性劑，升溫至110 125t:，保溫1 3 小時，降溫至65 98°C ，滴加磷酸直至升溫至110 125°C ，保溫1 2小時，降溫至60 85t:，加入硼酸，硼砂，多羥基化合物，加溫至100 125t:，保溫1 3小時，然后把反應(yīng)物 料放出冷卻；(3) 把冷卻后的物料放入帶有攪拌裝置的冷卻罐內(nèi)，加入其余的表面活性劑，在攪拌狀 態(tài)下將物料冷卻至35 4(TC，即得乳液阻燃劑。
9. 按照權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于將乳液阻燃劑進(jìn)一步烘干脫水得到 固體阻燃劑。
10. 權(quán)利要求1或2所述的阻燃劑的應(yīng)用，將其用于制備具有耐火性能的人造板材、木 材、棉布或紙張。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種阻燃劑及其制備方法，屬于阻燃產(chǎn)品領(lǐng)域。本發(fā)明阻燃劑由以下重量份的各組分組成電石廢渣100～400份，氨基磺酸130～500份，磷酸10～90份，硼酸50～200份，硼砂50～200份，滲透劑0.2～5份，多羥基化合物1～10份，表面活性劑1～10份，消泡劑1～10份，檀香精0.2～5份和水150～600份。本發(fā)明阻燃劑主要利用電石廢渣制備而成，為電石廢渣處理找到一條有效的利用途徑，所制備的阻燃劑阻燃性能優(yōu)異，價格低廉。本發(fā)明阻燃劑可以廣泛用于制備具有耐火性能的人造板、木材、棉布、紙張等。
文檔編號C09K21/02GK101724413SQ200810167919
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月17日
發(fā)明者陳萬利 申請人:陳萬利