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一种多效木材阻燃剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种多效木材阻燃剂及其制备方法，它涉及了一种木材阻燃剂及其制备方法。本发明解决了现有技术对木材需要采用多种药剂的多次处理工艺才能达到阻燃、防腐、防虫等多种保护效果，存在处理费用高而且影响木材的力学性能与胶合性能问题。本发明由硼酸、磷酸脒基脲、磷酸二氢铵、硬水软化剂和防霉剂按重量份混合制成。制备方法为：1.混合；2.干燥；即得到多效木材阻燃剂。本发明的多效木材阻燃剂具有只需一次处理就能使木材达到阻燃、抑烟、防腐和防虫等多种保护效果。

Description

一种多效木材阻燃剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种木材阻燃剂及其制备方法。
背景技术
木材以其优异的生物学、环境学特性而被广泛应用，但是由于其易燃、易腐朽、易生物降解等缺点，必须对其进行必要的防护处理。目前木材的防护处理主要是通过多种药剂的多次处理工艺来实现，这种多次处理工艺不仅会降低木材的力学性能和胶合性能，而且处理费用高。
发明内容
本发明为了解决现有技术中对木材需要采用多种药剂的多次处理工艺才能达到阻燃、防腐、防虫等多种保护效果，存在处理费用高、影响木材的力学性能与胶合性能的问题，而提供一种多效木材阻燃剂及其制备方法。
本发明的多效木材阻燃剂按重量份由17～21份硼酸、24～56份磷酸脒基脲、24～56份磷酸二氢铵、0.1～1.5份硬水软化剂和0.1～2份防霉剂经混合、干燥制成。
本发明的多效木材阻燃剂按以下步骤进行制备：一、按重量份将17～21份硼酸、24～56份磷酸脒基脲、24～56份磷酸二氢铵、0.1～1.5份硬水软化剂和0.1～2份防霉剂混合均匀；二、将混合好的物料在低于180℃的条件下干燥至水分小于1％；即得到多效木材阻燃剂。
本发明中多效木材阻燃剂中的硬水软化剂为乙二胺四乙酸和/或乙二胺四乙酸钠。
本发明中多效木材阻燃剂中的防霉剂为苯甲酸钠、双乙酸钠、十二烷基二甲基苄基氯化铵、二氯乙烯基水杨酸酰胺、8-羟基喹啉酮、百菌清、多菌灵、菌霉净中的一种或其中几种的组合。
将本发明的多效木材阻燃剂配制成质量浓度为8～30％的水溶液，将木材浸泡在多效木材阻燃剂水溶液中0.5～180小时或者在木材表面涂刷多效木材阻燃剂水溶液3～20遍，就一步完成了对木材阻燃、防腐、防霉、防蛀的处理。
使用本发明的多效木材阻燃剂处理木材的成本比以往方法降低了15％～30％，多效木材阻燃剂在25℃的水中溶解度为20～30g，不但有很好的阻燃抑烟作用，还具有很好的防腐、防霉、防蛀的作用。本发明中添加磷酸脒基脲可有效降低磷酸二氢铵的吸湿性，避免了阻燃剂在在使用后使木材产生反霜现象。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的多效木材阻燃剂按重量份由17～21份硼酸、24～56份磷酸脒基脲、24～56份磷酸二氢铵、0.1～1.5份硬水软化剂和0.1～2份防霉剂经混合、干燥制成。
具体实施方式二：本实施方式的多效木材阻燃剂按重量份由18～20份硼酸、28～52份磷酸脒基脲、28～52份磷酸二氢铵、0.2～1.4份硬水软化剂和0.2～1.8份防霉剂经混合、干燥制成。
具体实施方式三：本实施方式的多效木材阻燃剂按重量份由18.2～19.8份硼酸、32～48份磷酸脒基脲、32～48份磷酸二氢铵、0.4～1.2份硬水软化剂和0.4～1.6份防霉剂经混合、干燥制成。
具体实施方式四：本实施方式的多效木材阻燃剂按重量份由18.4～19.6份硼酸、36～44份磷酸脒基脲、36～44份磷酸二氢铵、0.7～0.9份硬水软化剂和0.8～1.2份防霉剂经混合、干燥制成。
具体实施方式五：本实施方式的多效木材阻燃剂按重量份由18份硼酸、30份磷酸脒基脲、52份磷酸二氢铵、0.7份硬水软化剂和1.1份防霉剂经混合、干燥制成。
本实施方式的多效木材阻燃剂25℃的水中溶解度为30g，适合用于要求高浓度的阻燃环境，而且本实施方式的多效木材阻燃剂溶于水后的pH值为5，不影响木材的胶合性能。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：硬水软化剂为乙二胺四乙酸和/或乙二胺四乙酸钠。其它与具体实施方式一相同。
本实施方式中当硬水软化剂为两种物质组成时按任意比例混合。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：防霉剂为苯甲酸钠、双乙酸钠、十二烷基二甲基苄基氯化铵、二氯乙烯基水杨酸酰胺、8-羟基喹啉酮、百菌清、多菌灵、菌霉净中的一种或其中几种的组合。其它与具体实施方式一相同。
本实施方式中当防霉剂为两种或两种以上物质组成时按任意比例混合。
具体实施方式八：本实施方式的多效木材阻燃剂按以下步骤进行制备：一、按重量份将17～21份硼酸、24～56份磷酸脒基脲、24～56份磷酸二氢铵、0.1～1.5份硬水软化剂和0.1～2份防霉剂混合均匀；二、将混合好的物料在低于180℃的条件下干燥至水分小于1％；即得到多效木材阻燃剂。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式八的不同点是：步骤二中将混合好的物料在160～170℃的条件下干燥至水分小于0.9％。其它步骤及参数与具体实施方式八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式八的不同点是：步骤二中将混合好的物料在140～150℃的条件下干燥至水分小于0.7％。其它步骤及参数与具体实施方式八相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式八的不同点是：步骤二中将混合好的物料在165℃的条件下干燥至水分小于0.5％。其它步骤及参数与具体实施方式八相同。
具体实施方式十二：本实施方式的多效木材阻燃剂按以下步骤进行制备：一、按重量份将18份硼酸、30份磷酸脒基脲、52份磷酸二氢铵、0.7份硬水软化剂和1.1份防霉剂混合均匀；二、将混合好的物料在低于150℃的条件下干燥至水分小于0.5％；即得到多效木材阻燃剂。
本实施方式中的硬水软化剂为乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸钠按1∶1的重量比混合的混合物。
本实施方式中的防霉剂为苯甲酸钠。
将本实施方式制得的多效木材阻燃剂分别配制成质量浓度为10％和14％的多效阻燃剂水溶液，将尺寸为100mm×100mm×10mm的红松木板分别浸泡在配制好的多效阻燃剂水溶液中，8小时后取出，在80℃的条件下干燥至含水率为10％。然后与未处理的红松木材对照组一起，采用锥形量热仪在热辐射功率50kW/m2，表面温度720℃的条件下对两种木材进行阻燃、抑烟性能测试，结果表明：与未处理的对照组红松木材试样相比，经多效木材阻燃剂处理红松试样的热释放速率峰值分别降低了42.8％和58.2％；烟产生速率峰值分别降低了56.9％和67.6％；整个燃烧时间内，总热量释放分别降低了48.4％和57.6％，总烟释放量分别降低了98.2％、98.3％，具体的燃烧参数测定值详见表1。
表1
表1说明本实施方式的多效木材阻燃剂阻燃抑烟效果好。
参考林业行业标准《评价木材防腐剂抗腐力的标准实验方法》，将本实施方式多效木材阻燃剂处理过的板材放于温度26.7±0.1℃、相对湿度75±2.5％并接种了彩绒革盖菌的环境中，进行防腐性能对比试验(时间半年)，结果表明：经木材保护剂处理的板材受木腐菌攻击后的质量损失率(1.25％)远低于素材(29.0％)，说明本实施方式的多效木材阻燃剂防腐效果好。
采用美国木材保护协会标准AWPA E1-97，测定了在规定试验条件下，用本实施方式的多效木材阻燃剂处理过的板材和素材对于台湾乳白蚁的毒性实验，结果显示：素材的白蚁死亡率为26％，而处理材的白蚁死亡率均为100％，说明本实施方式的多效木材阻燃剂防白蚁效果好。

Claims (10)

1.一种多效木材阻燃剂，其特征在于多效木材阻燃剂按重量份由17～21份硼酸、24～56份磷酸脒基脲、24～56份磷酸二氢铵、0.1～1.5份硬水软化剂和0.1～2份防霉剂经混合、干燥制成。
2.根据权利要求1所述的一种多效木材阻燃剂，其特征在于多效木材阻燃剂按重量份由18～20份硼酸、28～52份磷酸脒基脲、28～52份磷酸二氢铵、0.2～1.4份硬水软化剂和0.2～1.8份防霉剂经混合、干燥制成。
3.根据权利要求1所述的一种多效木材阻燃剂，其特征在于多效木材阻燃剂按重量份由18.2～19.8份硼酸、32～48份磷酸脒基脲、32～48份磷酸二氢铵、0.4～1.2份硬水软化剂和0.4～1.6份防霉剂经混合、干燥制成。
4.根据权利要求1所述的一种多效木材阻燃剂，其特征在于多效木材阻燃剂按重量份由18.4～19.6份硼酸、36～44份磷酸脒基脲、36～44份磷酸二氢铵、0.7～0.9份硬水软化剂和0.8～1.2份防霉剂经混合、干燥制成。
5.根据权利要求1所述的一种多效木材阻燃剂，其特征在于多效木材阻燃剂按重量份由18份硼酸、30份磷酸脒基脲、52份磷酸二氢铵、0.7份硬水软化剂和1.1份防霉剂经混合、干燥制成。
6.根据权利要求1所述的一种多效阻燃剂，其特征在于硬水软化剂为乙二胺四乙酸和/或乙二胺四乙酸钠。
7.根据权利要求1所述的一种多效阻燃剂，其特征在于防霉剂为苯甲酸钠、双乙酸钠、十二烷基二甲基苄基氯化铵、二氯乙烯基水杨酸酰胺、8-羟基喹啉酮、百菌清、多菌灵、菌霉净中的一种或其中几种的组合。
8.一种多效阻燃剂的制备方法，其特征在于多效木材阻燃剂按以下步骤进行制备：一、按重量份将17～21份硼酸、24～56份磷酸脒基脲、24～56份磷酸二氢铵、0.1～1.5份硬水软化剂和0.1～2份防霉剂混合均匀；二、将混合好的物料在低于180℃的条件下干燥至水分小于1％；即得到多效木材阻燃剂。
9.根据权利要求8所述的一种多效阻燃剂的制备方法，其特征在于步骤二中将混合好的物料在160～170℃的条件下干燥至水分小于0.9％。
10.根据权利要求8所述的一种多效阻燃剂的制备方法，其特征在于步骤二中将混合好的物料在165℃的条件下干燥至水分小于0.5％。
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