CN105643741A - 一种阻燃剂及其制备方法和在生产阻燃胶合板中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及木材加工技术领域，具体涉及一种阻燃剂及其制备方法和在生产阻燃胶合板中的应用。一种阻燃剂，包括以下重量份数的原料：硫酸铵4-8份、磷酸氢二胺1-3份和硼酸0.5-1.5份。本发明的阻燃剂各原料之间具有协同阻燃作用，具有阻燃效果好、低毒、抑烟性好和环境友好的优点，且价格便宜；使用本发明的阻燃剂制备的阻燃胶合板能显著提高阻燃胶合板的阻燃性能，可达到国家标准C级以上防火等级的要求；其各项力学性能亦优于国家标准。

Description

一种阻燃剂及其制备方法和在生产阻燃胶合板中的应用
技术领域
本发明涉及木材加工技术领域，具体涉及一种阻燃剂及其制备方法和在生产阻燃胶合板中的应用。
背景技术
由于人类过度的采伐森林，使得使得木材资源日臻匮乏，因此人类试图通过各种方式实现木材的综合利用提高木材利用率，以弥补木材资源的不足。人造板的诞生，标志着木材高效利用及木材加工现代化时期的开始，使过程从单纯改变木材形状发展到改善木材性质。人们通过种植人工林，把将从人工林中砍伐下来的木材及其采伐剩余物进行综合利用做成各种人造板，以此来满足人们对木材不断增长的需要。把木材及其剩余物做成人造板，它保持了原木木材的轻便、力学性能好等的特性，同时又具有幅面大，结构性好，施工方便；膨胀收缩率低，尺寸稳定，材质较锯材均匀，不易变形开裂等优点。
人造板是以木材或其他非木材植物为原料，经一定机械加工分离成各种单元材料后，施加或不施加胶粘剂和其他添加剂压合而成的板材或模压制品。人造板主要包括胶合板、刨花板和纤维板三大类，其中胶合板的强度及体积稳定性最好，在实际应用中也最为广泛。胶合板是家具、建筑装修常用材料之一。人造板实际上是一种木质材料，是着火点较低的可燃物，因此常常需要添加阻燃剂进行阻燃处理，阻燃剂质量的好坏将会影响着人造板防火的效果。
近年来，随着胶合板产量不断的增加和人们的防火意识在不断提高，市场上出现了多种阻燃剂。虽然阻燃剂在胶合板的应用较为广泛，但现有的阻燃剂仍存在以下问题：阻燃效果不明显、成本较高、抗流失性和耐老化性差、对胶合板的力学性能影响大等问题。因此，开发一种新型具有高性价比的阻燃剂是非常必要的。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种胶合板阻燃剂及其制备方法和在生产阻燃胶合板中的应用。
本发明提供的技术方案为：
一种阻燃剂，包括以下重量份数的原料：硫酸铵4-8份、磷酸氢二胺1-3份和硼酸0.5-1.5份。
作为优选，所述的阻燃剂，包括以下重量份数的原料：硫酸铵6份、磷酸氢二胺2份和硼酸1份。
本发明还提供了所述的阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：按重量份称取硫酸铵、磷酸氢二胺和硼酸，分别加入粉碎机粉碎至120-150目，然后将各组分混合，最后加入水，配制质量浓度为10-15％的阻燃剂溶液。
本发明还提供了所述的阻燃剂在生产阻燃胶合板中的应用，包括以下生产步骤：
(1)将单板干燥至含水率为8-10％，再放入质量浓度为10-15％的阻燃剂溶液中浸泡24小时，然后取出晾干，再用滚压干燥机进行干燥，控制单板的含水率为12-15％；
(2)将经过步骤(1)处理后的单板的两面施加改性脲醛树脂调和胶，再陈化8-12min；
(3)将经过步骤(2)处理后的单板按常规方法进行组坯，然后进行预压和热压处理，得到毛边阻燃胶合板；所述预压的工艺参数为：预压时间70-90min、压力1.3-1.5MPa、常温；所述热压的工艺参数为：热压时间7-9min、压力1.4-1.6MPa、热压温度为110-130℃；
(4)将上述步骤(3)得到的毛边阻燃胶合板进行裁边，得到规格阻燃胶合板，最后对规格阻燃胶合板进行砂光、饰面，得到成品阻燃胶合板。
作为优选，所述的改性脲醛树脂调和胶的制备方法是将65-75份改性脲醛树脂胶、1.2份NH4CL和9.5-11.25份面粉，将它们充分混合均匀，静置20min后得到改性脲醛树脂调和胶。
作为优选，所述的改性脲醛树脂胶是将制胶容器中的甲醛加热至35℃，加入NaOH调pH至8.3-8.5，再加入甲醛质量36％的尿素，升温至70℃停止加热，使温度自然升至85-88℃，反应40min；在25-30min内缓慢滴加质量浓度为20％的甲酸溶液，将反应液的pH值调至4.6，控制反应时间60-80min、温度89-91℃，在30℃条件下用涂四杯测定粘度，每隔5-10min测定1次，终点粘度控制在19-20s；再加入甲醛质量的2％的交联剂，搅拌10min后，然后加入甲醛质量16.5％的尿素，控制反应温度83-85℃、反应30min，降温至70℃；最后加入甲醛质量20％的尿素，反应30min，降温至45℃以下，用NaOH调PH至8.5-8.8，搅拌10min取样出料，得到改性脲醛树脂胶。
作为优选，步骤(3)中所述的预压的工艺参数为：预压时间70-90min、压力1.3-1.5MPa、温度为常温。
作为优选，步骤(3)中所述的热压的工艺参数为：热压时间7-9min、压力1.4-1.6MPa、热压温度为110-130℃。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明的阻燃剂各原料之间具有协同阻燃作用，具有阻燃效果好、低毒、抑烟性好和环境友好的优点，且价格便宜。
2.使用本发明的阻燃剂制备的阻燃胶合板能显著提高胶合板的阻燃性能，可达到国家标准C级以上防火等级的要求；其各项力学性能亦优于国家标准。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
实施例1：
一种阻燃剂，包括以下重量份数的原料：硫酸铵4份、磷酸氢二胺1份和硼酸0.5份。
所述的阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：称取硫酸铵4份、磷酸氢二胺1份和硼酸0.5份，分别加入粉碎机粉碎至120目，然后将各组分混合，最后加入水，配制质量浓度为10％的阻燃剂溶液。
所述的阻燃剂在生产阻燃胶合板中的应用，包括以下生产步骤：
(1)将单板干燥至含水率为8％，再放入质量浓度为10％的阻燃剂溶液中浸泡24小时，然后取出晾干，再用滚压干燥机进行干燥，控制单板的含水率为12％；
(2)将经过步骤(1)处理后的单板的两面施加改性脲醛树脂调和胶，再陈化8min；所述的改性脲醛树脂调和胶的制备方法是将65份改性脲醛树脂胶、1.2份NH4CL和9.5份面粉，将它们充分混合均匀，静置20min后得到改性脲醛树脂调和胶；所述的改性脲醛树脂胶是将制胶容器中的甲醛加热至35℃，加入NaOH调pH至8.3,再加入甲醛质量36％的尿素，升温至70℃停止加热，使温度自然升至85℃，反应40min；在25min内缓慢滴加质量浓度为20％的甲酸溶液，将反应液的pH值调至4.6，控制反应时间60min、温度89℃，在30℃条件下用涂四杯测定粘度，每隔5min测定1次，终点粘度控制在19s；再加入甲醛质量的2％的交联剂，搅拌10min后，然后加入甲醛质量16.5％的尿素，控制反应温度83℃、反应30min，降温至70℃；最后加入甲醛质量20％的尿素，反应30min，降温至45℃以下，用NaOH调PH至8.5，搅拌10min取样出料，得到改性脲醛树脂胶；
(3)将经过步骤(2)处理后的单板按常规方法进行组坯，然后进行预压和热压处理，得到毛边阻燃胶合板；所述预压的工艺参数为：预压时间70min、压力1.3MPa、温度为常温；所述热压的工艺参数为：热压时间7min、压力1.4MPa、热压温度为110℃；
(4)将上述步骤(3)得到的毛边阻燃胶合板进行裁边，得到规格阻燃胶合板，最后对规格阻燃胶合板进行砂光、饰面，得到成品阻燃胶合板。
实施例2：
一种阻燃剂，包括以下重量份数的原料：硫酸铵8份、磷酸氢二胺3份和硼酸1.5份。
所述的阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：称取硫酸铵8份、磷酸氢二胺3份和硼酸1.5份，分别加入粉碎机粉碎至150目，然后将各组分混合，最后加入水，配制质量浓度为15％的阻燃剂溶液。
所述的阻燃剂在生产阻燃胶合板中的应用，包括以下生产步骤：
(1)将单板干燥至含水率为10％，再放入质量浓度为15％的阻燃剂溶液中浸泡24小时，然后取出晾干，再用滚压干燥机进行干燥，控制单板的含水率为15％；
(2)将经过步骤(1)处理后的单板的两面施加改性脲醛树脂调和胶，再陈化12min；所述的改性脲醛树脂调和胶的制备方法是将75份改性脲醛树脂胶、1.2份NH4CL和11.25份面粉，将它们充分混合均匀，静置20min后得到改性脲醛树脂调和胶；所述的改性脲醛树脂胶是将制胶容器中的甲醛加热至35℃，加入NaOH调pH至8.5,再加入甲醛质量36％的尿素，升温至70℃停止加热，使温度自然升至85-88℃，反应40min；在25-30min内缓慢滴加质量浓度为20％的甲酸溶液，将反应液的pH值调至4.6，控制反应时间80min、温度91℃，在30℃条件下用涂四杯测定粘度，每隔10min测定1次，终点粘度控制在20s；再加入甲醛质量的2％的交联剂，搅拌10min后，然后加入甲醛质量16.5％的尿素，控制反应温度85℃、反应30min，降温至70℃；最后加入甲醛质量20％的尿素，反应30min，降温至45℃以下，用NaOH调PH至8.8，搅拌10min取样出料，得到改性脲醛树脂胶；
(3)将经过步骤(2)处理后的单板按常规方法进行组坯，然后进行预压和热压处理，得到毛边阻燃胶合板；所述预压的工艺参数为：预压时间90min、压力1.5MPa、温度为常温；所述热压的工艺参数为：热压时间9min、压力1.6MPa、热压温度为130℃；
(4)将上述步骤(3)得到的毛边阻燃胶合板进行裁边，得到规格阻燃胶合板，最后对规格阻燃胶合板进行砂光、饰面，得到成品阻燃胶合板。
实施例3：
一种阻燃剂，包括以下重量份数的原料：硫酸铵6份、磷酸氢二胺2份和硼酸1份。
所述的阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：称取硫酸铵6份、磷酸氢二胺2份和硼酸1份，分别加入粉碎机粉碎至140目，然后将各组分混合，最后加入水，配制质量浓度为12％的阻燃剂溶液。
所述的阻燃剂在生产阻燃胶合板中的应用，包括以下生产步骤：
(1)将单板干燥至含水率为9％，再放入质量浓度为12％的阻燃剂溶液中浸泡24小时，然后取出晾干，再用滚压干燥机进行干燥，控制单板的含水率为13％；
(2)将经过步骤(1)处理后的单板的两面施加改性脲醛树脂调和胶，再陈化10min；所述的改性脲醛树脂调和胶的制备方法是将70份改性脲醛树脂胶、1.2份NH4CL和10份面粉，将它们充分混合均匀，静置20min后得到改性脲醛树脂调和胶；所述的改性脲醛树脂胶是将制胶容器中的甲醛加热至35℃，加入NaOH调pH至8.4,再加入甲醛质量36％的尿素，升温至70℃停止加热，使温度自然升至86℃，反应40min；在28min内缓慢滴加质量浓度为20％的甲酸溶液，将反应液的pH值调至4.6，控制反应时间70min、温度90℃，在30℃条件下用涂四杯测定粘度，每隔8min测定1次，终点粘度控制在19s；再加入甲醛质量的2％的交联剂，搅拌10min后，然后加入甲醛质量16.5％的尿素，控制反应温度83-85℃、反应30min，降温至70℃；最后加入甲醛质量20％的尿素，反应30min，降温至45℃以下，用NaOH调PH至8.6，搅拌10min取样出料，得到改性脲醛树脂胶；
(3)将经过步骤(2)处理后的单板按常规方法进行组坯，然后进行预压和热压处理，得到毛边复合阻燃胶合板；所述预压的工艺参数为：预压时间80min、压力1.4MPa、温度为常温；所述热压的工艺参数为：热压时间8min、压力1.5MPa、热压温度为120℃；
(4)将上述步骤(3)得到的毛边阻燃胶合板进行裁边，得到规格阻燃胶合板，最后对规格阻燃胶合板进行砂光、饰面，得到成品阻燃胶合板。
实施例4：使用本发明阻燃剂制备的阻燃胶合板的性能分析
表1使用本发明的阻燃剂制备的阻燃胶合板的性能测定
注：对照为未加阻燃剂的胶合板，其制备方法同实施例1-3。
从表1可以看出，本发明实施例1-3得到阻燃胶合板的氧指数值均大于37％(国家C级防火标准)，明显优于对照(不使用阻燃剂处理制成的胶合板)，达到国家标准C级以上防火等级的要求；本实施例得到阻燃胶合板的胶合强度和最大破坏载荷均接近于对照(不使用阻燃剂处理制成的胶合板)而优于国家标准。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (8)

1.一种阻燃剂，其特征在于，包括以下重量份数的原料：硫酸铵4-8份、磷酸氢二胺1-3份和硼酸0.5-1.5份。
2.根据权利要求1所述的阻燃剂，其特征在于，包括以下重量份数的原料：硫酸铵6份、磷酸氢二胺2份和硼酸1份。
3.根据权利要求1所述的阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按重量份称取硫酸铵、磷酸氢二胺和硼酸，分别加入粉碎机粉碎至120-150目，然后将各组分混合，最后加入水，配制质量浓度为10-15％的阻燃剂溶液。
4.根据权利要求1-2任一所述的阻燃剂在生产阻燃胶合板中的应用，其特征在于，包括以下生产步骤：
(1)将单板干燥至含水率为8-10％，再放入质量浓度为10-15％的阻燃剂溶液中浸泡24小时，然后取出晾干，再用滚压干燥机进行干燥，控制单板的含水率为12-15％；
(2)将经过步骤(1)处理后的单板的两面施加改性脲醛树脂调和胶，再陈化8-12min；
(3)将经过步骤(2)处理后的单板按常规方法进行组坯，然后进行预压和热压处理，得到毛边阻燃胶合板；
(4)将上述步骤(3)得到的毛边阻燃胶合板进行裁边，得到规格阻燃胶合板，最后对规格阻燃胶合板进行砂光、饰面，得到成品阻燃胶合板。
5.根据权利要求4所述的阻燃剂在生产阻燃胶合板中的应用，其特征在于：步骤(2)中所述的改性脲醛树脂调和胶的制备方法是将65-75份改性脲醛树脂胶、1.2份NH4CL和9.5-11.25份面粉，将它们充分混合均匀，静置20min后得到改性脲醛树脂调和胶。
6.根据权利要求5所述的阻燃剂在生产阻燃胶合板中的应用，其特征在于：所述的改性脲醛树脂胶是将制胶容器中的甲醛加热至35℃，加入NaOH调pH至8.3-8.5,再加入甲醛质量36％的尿素，升温至70℃停止加热，使温度自然升至85-88℃，反应40min；在25-30min内缓慢滴加质量浓度为20％的甲酸溶液，将反应液的pH值调至4.6，控制反应时间60-80min、温度89-91℃，在30℃条件下用涂四杯测定粘度，每隔5-10min测定1次，终点粘度控制在19-20s；再加入甲醛质量的2％的交联剂，搅拌10min后，然后加入甲醛质量16.5％的尿素，控制反应温度83-85℃、反应30min，降温至70℃；最后加入甲醛质量20％的尿素，反应30min，降温至45℃以下，用NaOH调PH至8.5-8.8，搅拌10min取样出料，得到改性脲醛树脂胶。
7.根据权利要求4所述的阻燃剂在生产阻燃胶合板中的应用，其特征在于：步骤(3)中所述的预压的工艺参数为：预压时间70-90min、压力1.3-1.5MPa、温度为常温。
8.根据权利要求4所述的阻燃剂在生产阻燃胶合板中的应用，其特征在于：步骤(3)中所述的热压的工艺参数为：热压时间7-9min、压力1.4-1.6MPa、热压温度为110-130℃。
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