CN102294719B - 一种硅镁硼木材纳米阻燃剂 - Google Patents

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Abstract

一种硅镁硼木材纳米阻燃剂，按重量份的百分比称取原料，水合硅酸钠30%—36%、单质硅24%—30%、氯化锡4%—6%、硼酸锌20%—30%、碱式碳酸镁15%-17.5%、氯化镁2%—2.5%，所述水合硅酸钠、单质硅、碱式碳酸镁均为15nm,30nm,50nm粒径按1:1:1质量比混合，所述氯化锡、硼酸锌、氯化镁均为微米级，将水合硅酸钠、单质硅、碱式碳酸镁混合均匀，然后依次在超声波、微波条件下采用聚乙二醇、十二烷基磺酸钠、焦磷酸钠或六偏磷酸钠对阻燃剂与水的混合物进行30-40min分散处理；将分散后的阻燃剂悬浮液与氯化锡、硼酸锌、氯化镁的水溶液混合并搅拌20min，即得到一种硅镁硼木材纳米阻燃剂。本发明阻燃效果好、工艺简单，易工业化、清洁无污染。

Description

一种硅镁硼木材纳米阻燃剂
技术领域
本发明涉及纳米阻燃剂，具体为一种硅镁硼木材纳米阻燃剂。
背景技术
目前，阻燃剂同时具有良好的阻燃效果和抑烟效果的很少，阻燃剂中主要组分大多为有机物质，阻燃剂制备工艺复杂，成本较高，污染大。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种硅镁硼木材纳米阻燃剂，以解决上述背景技术中的缺点。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种硅镁硼木材纳米阻燃剂，其原料包括以下重量份的组分：
水合硅酸钠30%—36%
单质硅24%—30%
氯化锡4%—6%
硼酸锌20%—30%
碱式碳酸镁15%-17.5%
氯化镁 2%—2.5%。
本发明中，所述水合硅酸钠、单质硅、碱式碳酸镁均为15nm,30nm,50nm粒径按1:1:1质量比混合。
本发明中，所述氯化锡、硼酸锌、氯化镁均为微米级。
一种硅镁硼木材纳米阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：
第一步：按重量份的百分比称取原料，将水合硅酸钠、单质硅、碱式碳酸镁混合均匀，然后依次在超声波、微波条件下采用分散剂对阻燃剂与水的混合物进行30-40min分散处理； 
第二步：将分散后的阻燃剂悬浮液与氯化锡、硼酸锌、氯化镁的水溶液混合并搅拌20min，即得到一种硅镁硼木材纳米阻燃剂。
本发明中，所述分散剂可以是聚乙二醇、十二烷基磺酸钠、焦磷酸钠或六偏磷酸钠。
本发明的技术原理为：本发明水合硅酸钠、单质硅、碱式碳酸镁，各自不同纳米级粒径按照一定比例混合，通过不同粒径混合，填充，增强等使阻燃剂最大程度发挥纳米效应；阻燃剂配方采用具不同作用温度的阻燃成分进行复配，以保证在木材燃烧各个阶段均有阻燃剂发挥作用，如在木材开始迅速分解的200-300℃区间，有氯化镁的碱式碳酸镁发生脱水吸热，在300-450℃的木材炭化阶段，有硼酸锌分解脱水促进成炭；本发明的阻燃剂通过不同机理产生阻燃效应，既包括常用的凝聚相阻燃，又包括效果极佳的气相阻燃机理：其中，单质硅和氯化锡的混合物可能在300-400℃下生成四氯化硅自由基捕捉剂，阻止燃烧链式反应，在材料的气相起阻燃作用，效果极佳，凝聚相阻燃包括各种方式，如水合硅酸钠在脱水后硅酸钠发生膨胀而产生的膨胀阻燃机理，又有硼酸锌的催化脱水成炭机理，凝聚相和气相共同阻燃，保证配方的良好阻燃效果；本发明的阻燃剂同时具有良好的阻燃效果和抑烟效果，硼酸锌不仅具良好的阻燃性能，也赋予配方良好的消烟效果。
有益效果
本发明的阻燃剂同时具有良好的阻燃效果和抑烟效果。本发明中主要所有组分均为无机物质，阻燃剂制备工艺简单，成本较低，清洁无污染。本发明阻燃效果好、工艺简单，易工业化、清洁无污染。通过真空加压法将本发明的硅镁硼纳米阻燃溶液注入实木、木单板、木纤维或木刨花中，保持其他生产工艺不变，可制得高效阻燃实木或阻燃人造板，也可将上述阻燃溶液在105℃下烘干，研磨，均匀施加于胶黏剂、涂料中或铺装于木材刨花、木材纤维中，其它人造板及木制品的基本生产工艺不变，制备高效阻燃抑烟木材人造板及木制品。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
按重量份的百分比称取原料，水合硅酸钠300克、单质硅240克、氯化锡40克、硼酸锌200克、碱式碳酸镁150克、氯化镁20克，所述水合硅酸钠、单质硅、碱式碳酸镁均为15nm,30nm,50nm粒径按1:1:1质量比混合，所述氯化锡、硼酸锌、氯化镁均为微米级，将水合硅酸钠、单质硅、碱式碳酸镁混合均匀，然后依次在超声波、微波条件下采用聚乙二醇对阻燃剂与水的混合物进行38min分散处理；将分散后的阻燃剂悬浮液与氯化锡、硼酸锌、氯化镁的水溶液混合并搅拌20min，即得到一种硅镁硼木材纳米阻燃剂。
实施例2
按重量份的百分比称取原料，水合硅酸钠320克、单质硅250克、氯化锡40克、硼酸锌250克、碱式碳酸镁160克、氯化镁20克，所述水合硅酸钠、单质硅、碱式碳酸镁均为15nm,30nm,50nm粒径按1:1:1质量比混合，所述氯化锡、硼酸锌、氯化镁均为微米级，将水合硅酸钠、单质硅、碱式碳酸镁混合均匀，然后依次在超声波、微波条件下采用聚乙二醇、十二烷基磺酸钠、焦磷酸钠或六偏磷酸钠对阻燃剂与水的混合物进行33min分散处理；将分散后的阻燃剂悬浮液与氯化锡、硼酸锌、氯化镁的水溶液混合并搅拌20min，即得到一种硅镁硼木材纳米阻燃剂。
实施例3
按重量份的百分比称取原料，水合硅酸钠320克、单质硅250克、氯化锡50克、硼酸锌230克、碱式碳酸镁160克、氯化镁23克，所述水合硅酸钠、单质硅、碱式碳酸镁均为15nm,30nm,50nm粒径按1:1:1质量比混合，所述氯化锡、硼酸锌、氯化镁均为微米级，将水合硅酸钠、单质硅、碱式碳酸镁混合均匀，然后依次在超声波、微波条件下采用聚乙二醇、十二烷基磺酸钠、焦磷酸钠或六偏磷酸钠对阻燃剂与水的混合物进行32min分散处理；将分散后的阻燃剂悬浮液与氯化锡、硼酸锌、氯化镁的水溶液混合并搅拌20min，即得到一种硅镁硼木材纳米阻燃剂。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种硅镁硼木材纳米阻燃剂，其特征在于，其原料包括以下重量份的组分：
水合硅酸钠30%—36%
单质硅24%—30%
氯化锡4%—6%
硼酸锌20%—30%
碱式碳酸镁15%-17.5%
氯化镁 2%—2.5%。
2. 根据权利要求1所述的一种硅镁硼木材纳米阻燃剂，其特征在于，所述水合硅酸钠为15nm,30nm,50nm粒径按1:1:1质量比混合、单质硅为15nm,30nm,50nm粒径按1:1:1质量比混合、碱式碳酸镁均为15nm,30nm,50nm粒径按1:1:1质量比混合。
3.根据权利要求1所述的一种硅镁硼木材纳米阻燃剂，其特征在于，所述氯化锡、硼酸锌、氯化镁均为微米级。
4.一种如权利要求1-3任一所述的硅镁硼木材纳米阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：按重量份的百分比称取原料，将水合硅酸钠、单质硅、碱式碳酸镁混合均匀，然后依次在超声波、微波条件下采用分散剂对阻燃剂与水的混合物进行30-40min分散处理； 
第二步：将分散后的阻燃剂悬浮液与氯化锡、硼酸锌、氯化镁的水溶液混合并搅拌20min，即得到一种硅镁硼木材纳米阻燃剂。
5.根据权利要求4所述的一种硅镁硼木材纳米阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述分散剂是聚乙二醇、十二烷基磺酸钠、焦磷酸钠或六偏磷酸钠。
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