CN108795318A - 一种木材复合阻燃剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及木材加工技术领域，具体涉及一种木材复合阻燃剂及其制备方法和在生产阻燃胶合板中的应用。一种木材复合阻燃剂，包括以下重量份数的原料：聚乙烯醇20‑40份、乙二醇2‑8份、硼酸1‑5份、氧化镁1‑4份、异丁基三乙氧基硅烷1‑3份和氢氧化镁2‑8份。本发明的木材复合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；使用本发明的木材复合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
技术领域
本发明涉及木材加工技术领域，具体涉及一种木材复合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
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、刨花板和胶合板三大类，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，市场上出现了多种木材复合阻燃剂。虽然木材复合阻燃剂在胶合板的应用较为广泛，但现有的木材复合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，开发一种新型的具有高性价比的木材复合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木材复合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：
一种木材复合阻燃剂，包括以下重量份数的原料：聚乙烯醇20-40份、乙二醇2-8份、硼酸1-5份、氧化镁1-4份、异丁基三乙氧基硅烷1-3份和氢氧化镁2-8份。
作为优选，所述的木材复合阻燃剂，包括以下重量份数的原料：聚乙烯醇30份、乙二醇4份、硼酸1份、氧化镁2份、异丁基三乙氧基硅烷2份和氢氧化镁3份。
本发明还提供了所述的木材复合阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：按重量份称取聚乙烯醇、乙二醇、硼酸、氧化镁、异丁基三乙氧基硅烷和氢氧化镁，分别加入粉碎机粉碎至120-150目，混合均匀，即得到木材复合阻燃剂粉末。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明的木材复合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.使用本发明的木材复合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：
一种木材复合阻燃剂，包括以下重量份数的原料：聚乙烯醇20份、乙二醇2份、硼酸1份、氧化镁1份、异丁基三乙氧基硅烷1份和氢氧化镁2份。
所述的木材复合阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：按重量份称取聚乙烯醇、乙二醇、硼酸、氧化镁、异丁基三乙氧基硅烷和氢氧化镁，分别加入粉碎机粉碎至120目，混合均匀，即得到木材复合阻燃剂粉末。
所述的木材复合阻燃剂在生产阻燃胶合板中的应用，包括以下生产步骤：
(1)先将木材复合阻燃剂粉末加入到改性脲醛树脂调和胶中，木材复合阻燃剂粉末的加入量为改性脲醛树脂调和胶质量的30％，得到含木材复合阻燃剂的改性脲醛树脂调和胶；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；
(2)将含水率为12％的单板的两面均匀施加含阻燃剂的改性脲醛树脂调和胶，再陈化8min；含阻燃剂的改性脲醛树脂调和胶的施加量为250g/m2；
(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；所述的预压的工艺参数为：预压时间70min、压力1.3MPa、温度为常温；所述的热压的工艺参数为：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：
一种木材复合阻燃剂，包括以下重量份数的原料：聚乙烯醇40份、乙二醇8份、硼酸5份、氧化镁4份、异丁基三乙氧基硅烷3份和氢氧化镁8份。
所述的木材复合阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：按重量份称取聚乙烯醇、乙二醇、硼酸、氧化镁、异丁基三乙氧基硅烷和氢氧化镁，分别加入粉碎机粉碎至150目，混合均匀，即得到木材复合阻燃剂粉末。
所述的木材复合阻燃剂在生产阻燃胶合板中的应用，包括以下生产步骤：
(1)先将木材复合阻燃剂粉末加入到改性脲醛树脂调和胶中，木材复合阻燃剂粉末的加入量为改性脲醛树脂调和胶质量的30％，得到含木材复合阻燃剂的改性脲醛树脂调和胶；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；
(2)将含水率为15％的单板的两面均匀施加含阻燃剂的改性脲醛树脂调和胶，再陈化12min；含阻燃剂的改性脲醛树脂调和胶的施加量为250g/m2；
(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；所述的预压的工艺参数为：预压时间90min、压力1.5MPa、温度为常温；所述的热压的工艺参数为：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：
一种木材复合阻燃剂，包括以下重量份数的原料：聚乙烯醇30份、乙二醇4份、硼酸3份、氧化镁2份、异丁基三乙氧基硅烷2份和氢氧化镁4份。
所述的木材复合阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：按重量份称取聚乙烯醇、乙二醇、硼酸、硼酸、氧化镁、异丁基三乙氧基硅烷和氢氧化镁，分别加入粉碎机粉碎至130目，混合均匀，即得到木材复合阻燃剂粉末。
所述的木材复合阻燃剂在生产阻燃胶合板中的应用，包括以下生产步骤：
(1)先将木材复合阻燃剂粉末加入到改性脲醛树脂调和胶中，木材复合阻燃剂粉末的加入量为改性脲醛树脂调和胶质量的30％，得到含木材复合阻燃剂的改性脲醛树脂调和胶；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87℃，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84℃、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；
(2)将含水率为14％的单板的两面均匀施加含阻燃剂的改性脲醛树脂调和胶，再陈化10min；含阻燃剂的改性脲醛树脂调和胶的施加量为250g/m2；
(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；所述的预压的工艺参数为：预压时间80min、压力1.4MPa、温度为常温；所述的热压的工艺参数为：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：使用本发明木材复合阻燃剂制备的阻燃胶合板的性能分析
表1使用本发明的木材复合阻燃剂制备的阻燃胶合板的性能测定
注：对照为未加木材复合阻燃剂的胶合板，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(不使用木材复合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(不使用木材复合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 (3)
1.一种木材复合阻燃剂，其特征在于，包括以下重量份数的原料：聚乙烯醇20-40份、乙二醇2-8份、硼酸1-5份、氧化镁1-4份、异丁基三乙氧基硅烷1-3份和氢氧化镁2-8份。
2.根据权利要求1所述的木材复合阻燃剂，其特征在于，包括以下重量份数的原料：聚乙烯醇30份、乙二醇4份、硼酸1份、氧化镁2份、异丁基三乙氧基硅烷2份和氢氧化镁3份。
3.根据权利要求1所述的木材复合阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按重量份称取聚乙烯醇、乙二醇、硼酸、氧化镁、异丁基三乙氧基硅烷和氢氧化镁，分别加入粉碎机粉碎至120-150目，混合均匀，即得到木材复合阻燃剂粉末。
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