CN108972785A - 木材环保无醛阻燃剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种木材环保无醛阻燃剂，本发明的阻燃剂包括氢氧化镁、氢氧化铝、超细硼酸锌、纳米Mg/Al‑LDH、滑石粉和改良剂组成，为无机阻燃剂，不含甲醛，无毒无异味，组成简单，绿色环保；在制造人造板时根据板材的特点的不同，阻燃剂的使用方法也不同，使得阻燃剂的阻燃效果和与粘胶剂的相容性发挥到最佳，即：胶合板是包括木段旋切成单板或包括木方刨切成薄木，再用胶粘剂胶合而成，通过将胶合板浸泡在阻燃剂的方式，阻燃剂可以有效的附着在胶合板的表面，提高胶合板的阻燃性的同时，还能减少阻燃剂的使用量，降低了生产成本；而纤维板是包括质地松软的木质纤维素制成，通过在胶粘剂中加入本发明阻燃剂，能提高板材的阻燃性能。

Description

木材环保无醛阻燃剂
技术领域
本发明涉及一种建材板材，具体涉及一种木材环保无醛阻燃剂，属于建筑材料技术领域。
背景技术
人造板(wood based panel)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胶合而成的板材或模压制品。主要包括胶合板、刨花(碎料)板和纤维板等三大类产品，其延伸产品和深加工产品达上百种，被广泛应用到建筑工程、室内装修、家具制造、包装等行业。但包括于人造板的组成原料多为植物纤维，是可燃材料，因此极易引发火灾。据报道，21％以上的火灾是又木材等纤维材料引起的，而住宅中70％是因木质材料易燃引起的。因此，提高人造板的阻燃性能是降低火灾发生率的举措之一。
现有技术中，对于人造板的研究更多的是对制作过程采用到的胶粘剂的改进与探索，例如授权公告号为CN105295740B的中国发明专利公开了一种无醛的液态胶粘剂及人造板加工方法，其通过发明的液态胶粘剂来增强人造板在制作时的粘胶能力和降低人造板的加工成本，并具有无醛、环保的功能；再如申请公布号为CN108130022A的的中国发明专利申请公开了一种用于秸秆人造板的胶粘剂及秸秆人造板的制备方法，其通过发明的胶粘剂来提高粘胶的固化速度，并不含有甲醛，降低成本、绿色环保。通过以上公开文献不难看出，现有的人造板的阻燃性能多是通过将具有阻燃作用的成分添加入胶粘剂内，混合搅拌后与胶粘剂一同均匀施加在板层与板层之间。该种方法虽然施加方法简单、人造板的生产成本较低，但存在阻燃成分与胶粘剂不能很好地相容，将影响阻燃剂施加的均匀性，则导致人造板整体的阻燃效果下降；并且胶粘剂在人造板的加工过程，均是涂覆在板与板之间，即人造板的内部有阻燃性能，而板面未有阻燃成分，因此将会导致板面的阻燃效果差，影响人造板整体的防火与阻燃功能。
发明内容
本发明的发明目的是，针对上述问题，提供一种木材环保无醛阻燃剂，该种阻燃剂不含醛类和苯类成分，环保无毒，并且不会影响人造板原有的板材性能，可有效提高人造板的阻燃性能，提高板材的应用安全性。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
木材环保无醛阻燃剂，按重量份计，包括以下原料制成：氢氧化镁80～125份、氢氧化铝60～100份、超细硼酸锌50～80份、纳米Mg/Al-LDH 30～50份、改良剂8～18份。
进一步优选地，所述木材环保无醛阻燃剂，按重量份计，包括以下原料制成：氢氧化镁60～80份、氢氧化铝70～85份、超细硼酸锌45～60份、纳米Mg/Al-LDH 25～40份、改良剂5～10份。
作为优选实施方式，所述的木材环保无醛阻燃剂,按重量份计，包括以下原料制成：氢氧化镁65份、氢氧化铝79份、超细硼酸锌51份、纳米Mg/Al-LDH 32份、改良剂5份。
作为优选实施方式，所述的木材环保无醛阻燃剂,按重量份计，包括以下原料制成：氢氧化镁90份、氢氧化铝67份、超细硼酸锌70份、纳米Mg/Al-LDH 46份、改良剂11份。
上述方案中，所述氢氧化镁和氢氧化铝表面均包覆硅烷偶联剂。
上述方案，进一步地，所述改良剂为纳米二氧化硅。
包括于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
1.本发明的阻燃剂包括氢氧化镁、氢氧化铝、超细硼酸锌、纳米Mg/Al-LDH和改良剂组成，为无机阻燃剂，不含甲醛，无毒无异味，组成简单，绿色环保。
2.在制造人造板时根据板材的特点的不同，阻燃剂的使用方法也不同，使得阻燃剂的阻燃效果和与粘胶剂的相容性发挥到最佳，即：胶合板是包括木段旋切成单板或包括木方刨切成薄木，再用胶粘剂胶合而成，通过将胶合板浸泡在阻燃剂的方式，阻燃剂可以有效的附着在胶合板的表面，提高胶合板的阻燃性的同时，还能减少阻燃剂的使用量，降低了生产成本；而纤维板是包括质地松软的木质纤维素制成，通过在胶粘剂中加入本发明阻燃剂，能提高板材的阻燃性能。
3、将本发明的阻燃剂应用在人造板的制作工艺中，包括于阻燃剂中加入的纳米Mg/Al-LDH组分，使制得的人造板的抑烟效果比市场上胶粘剂中含有的阻燃成分的阻燃效果相比，能够提高15％，同时还能提高人造板在阻燃过程中的抑烟效果。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
木材环保无醛阻燃剂，按重量份计，氢氧化镁65份、氢氧化铝79份、超细硼酸锌51份、纳米Mg/Al-LDH 32份、改良剂5份。其中，所述所述氢氧化镁和氢氧化铝表面均包覆硅烷偶联剂。所述改良剂为纳米二氧化硅。本实施例中，所述氢氧化镁和氢氧化铝均为粉末剂。
所述阻燃剂的制备方法为：首先将超细硼酸锌用研磨机器研磨至纳米级粒径的粉末，得粉末A待用；然后取氢氧化镁和氢氧化铝混合，研磨机器研磨至纳米级粒径的粉末，得粉末B，然后采用硅烷偶联剂对粉末B的表面进行包覆，其中硅烷偶联剂与粉末B的质量比＝2～5:1；最后按重量份取纳米Mg/Al-LDH和改良剂，再分别加入粉末A、粉末B，在真空条件下，充分搅拌混合，得粉末C，按去离子水：粉末C＝1.5～3.8的重量比，向粉末C中加入去离子水，混合搅拌后用研磨机研磨1～2.5h后即得。
一种人造板加工方法,该加工方法是胶合板的加工方法，包括：1)将胶粘剂涂覆在木材单板上，然后将若干块木材单板依次序堆叠得到板坯；2)将板坯直接送入热压机进行热压，热压温度为90摄氏度，热压压力为10kg/cm2；3)接着，将热压后的热压板整齐堆放，冷却至常温后进行锯边、抛光，得到粗板材；4)将上述阻燃剂按阻燃剂：水＝0.5:110的比例稀释成的阻燃剂溶液，然后将步骤3)处理得到的粗板材的表面均匀涂覆水性防水涂料，自然晾干后将所述粗板材浸渍到阻燃剂溶液中1.5h即得成品。
实施例2
与实施例1所不同的是，所述一种人造板加工方法,该加工方法是纤维板的加工方法，包括：1)向含水率低于6％的木质纤维中分别加入胶粘剂、上述阻燃剂和水，充分搅拌混合，其中木质纤维：胶粘剂：阻燃剂：水的质量比＝1:0.2:0.1：1.1，得到木质纤维坯料；2)将步骤1)得到的木质纤维坯料铺装在钢制托盘上，然后送入热压机中进行热压，热压温度为115摄氏度，热压压力为12kg/cm2，热压时间为25分钟，得到纤维粗板；3)将得到的纤维粗板板整齐堆放，冷却至常温后进行锯边、抛光；4)将上述阻燃剂按阻燃剂：胶粘剂＝1.0:2.5的比例进行搅拌混合，然后均匀喷在步骤3)制得的纤维粗板的表面；5)在步骤4)处理得到的纤维粗板的表面均匀涂覆水性防水涂料，自然晾干后即得成品。
实施例3
与实施例1所不同的是，所述一种人造板加工方法,该加工方法是刨花板的加工方法，包括：1)将胶粘剂、上述阻燃剂与刨花按质量比为0.20：0.1：100进行充分混合，并铺装成多层结构刨花板的板坯；2)将板坯直接送入热压机进行热压，热压温度为90摄氏度，热压压力为10kg/cm2；3)将步骤2)热压后的热压板整齐堆放，冷却至常温后进行锯边、抛光，得到粗板材；4)将上述阻燃剂按阻燃剂：胶粘剂＝0.4:1的重量比混合得到阻燃试剂，然后将在步骤3)得到的粗板材的表面均匀涂覆所述阻燃试剂，自然晾干即得成品。
实施例4
木材环保无醛阻燃剂，按重量份计，包括以下原料制成：氢氧化镁90份、氢氧化铝67份、超细硼酸锌70份、纳米Mg/Al-LDH 46份、改良剂11份。其中，所述氢氧化镁和氢氧化铝表面均包覆硅烷偶联剂。所述改良剂为纳米二氧化硅。
所述木材环保无醛阻燃剂的加工方法与实施例1中的相同。
将上述阻燃剂应用至人造板加工方法中,该加工方法是胶合板的加工方法，包括：1)将胶粘剂涂覆在木材单板上，然后将若干块木材单板依次序堆叠得到板坯；2)将板坯直接送入热压机进行热压，热压温度为100摄氏度，热压压力为14kg/cm2；3)接着，将热压后的热压板整齐堆放，冷却至常温后进行锯边、抛光，得到粗板材；4)将上述阻燃剂按阻燃剂：水＝2.1:110的比例稀释成的阻燃剂溶液，然后将步骤3)处理得到的粗板材的表面均匀涂覆水性防水涂料，自然晾干后将所述粗板材浸渍到阻燃剂溶液中3.0h即得成品。
实施例5
与实施例4所不同的是：一种人造板加工方法,该加工方法是纤维板的加工方法，包括：1)向含水率低于6％的木质纤维中分别加入胶粘剂、上述阻燃剂和水，充分搅拌混合，其中木质纤维：胶粘剂：阻燃剂：水的质量比＝1:0.5:0.2：1.7，得到木质纤维坯料；2)将步骤1)得到的木质纤维坯料铺装在钢制托盘上，然后送入热压机中进行热压，热压温度为135摄氏度，热压压力为18kg/cm2，热压时间为35分钟，得到纤维粗板；3)将得到的纤维粗板板整齐堆放，冷却至常温后进行锯边、抛光；4)将上述阻燃剂按阻燃剂：胶粘剂＝1.5:4.1的比例进行搅拌混合，然后均匀喷在步骤3)制得的纤维粗板的表面；5)在步骤4)处理得到的纤维粗板的表面均匀涂覆水性防水涂料，自然晾干后即得成品。
实施例6
与实施例4所不同的是：一种人造板加工方法,该加工方法是刨花板的加工方法，包括：1)将胶粘剂、上述阻燃剂与刨花按质量比为0.35：0.2：100进行充分混合，并铺装成多层结构刨花板的板坯；2)将板坯直接送入热压机进行热压，热压温度为100摄氏度，热压压力为14kg/cm2；3)将步骤2)热压后的热压板整齐堆放，冷却至常温后进行锯边、抛光，得到粗板材；4)将上述阻燃剂按阻燃剂：胶粘剂＝0.7:1.5的重量比混合得到阻燃试剂，然后将在步骤3)得到的粗板材的表面均匀涂覆所述阻燃试剂，自然晾干即得成品。
实施例7
木材环保无醛阻燃剂，按重量份计，包括以下原料制成：氢氧化镁80份、氢氧化铝70份、超细硼酸锌60份、纳米Mg/Al-LDH 25份、改良剂8份。其中，所述氢氧化镁和氢氧化铝表面均包覆硅烷偶联剂。所述改良剂为纳米二氧化硅。
所述木材环保无醛阻燃剂的加工方法与实施例1中的相同。
一种人造板加工方法,该加工方法是胶合板的加工方法，包括：1)将胶粘剂涂覆在木材单板上，然后将若干块木材单板依次序堆叠得到板坯；2)将板坯直接送入热压机进行热压，热压温度为95摄氏度，热压压力为12kg/cm2；3)接着，将热压后的热压板整齐堆放，冷却至常温后进行锯边、抛光，得到粗板材；4)将上述阻燃剂按阻燃剂：水＝0.8:110的比例稀释成的阻燃剂溶液，然后将步骤3)处理得到的粗板材的表面均匀涂覆水性防水涂料，自然晾干后将所述粗板材浸渍到阻燃剂溶液中1.8h即得成品。
实施例8
木材环保无醛阻燃剂，按重量份计，包括以下原料制成：氢氧化镁125份、氢氧化铝60份、超细硼酸锌80份、纳米Mg/Al-LDH 50份、改良剂18份。所述改良剂为纳米二氧化硅。所述氢氧化镁和氢氧化铝表面均包覆硅烷偶联剂。
一种人造板加工方法,该加工方法是纤维板的加工方法，包括：1)向含水率低于6％的木质纤维中分别加入胶粘剂、上述阻燃剂和水，充分搅拌混合，其中木质纤维：胶粘剂：阻燃剂：水的质量比＝1:0.4:0.1：1.5，得到木质纤维坯料；2)将步骤1)得到的木质纤维坯料铺装在钢制托盘上，然后送入热压机中进行热压，热压温度为120摄氏度，热压压力为15kg/cm2，热压时间为30分钟，得到纤维粗板；3)将得到的纤维粗板板整齐堆放，冷却至常温后进行锯边、抛光；4)将上述阻燃剂按阻燃剂：胶粘剂＝1.2:2.8的比例进行搅拌混合，然后均匀喷在步骤3)制得的纤维粗板的表面；5)在步骤4)处理得到的纤维粗板的表面均匀涂覆水性防水涂料，自然晾干后即得成品。
实施例9
木材环保无醛阻燃剂，按重量份计，包括以下原料制成：氢氧化镁80份、氢氧化铝100份、超细硼酸锌80份、纳米Mg/Al-LDH 30份、改良剂8份。所述改良剂为纳米二氧化硅。所述氢氧化镁和氢氧化铝表面均包覆硅烷偶联剂。
一种人造板加工方法,该加工方法是刨花板的加工方法，包括：1)将胶粘剂、上述阻燃剂与刨花按质量比为0.28：0.1：100进行充分混合，并铺装成多层结构刨花板的板坯；2)将板坯直接送入热压机进行热压，热压温度为95摄氏度，热压压力为12kg/cm2；3)将步骤2)热压后的热压板整齐堆放，冷却至常温后进行锯边、抛光，得到粗板材；4)将上述阻燃剂按阻燃剂：胶粘剂＝0.5:1.2的重量比混合得到阻燃试剂，然后将在步骤3)得到的粗板材的表面均匀涂覆所述阻燃试剂，自然晾干即得成品。
试验例1
检测：对实施例1、实施例2和实施例3制得的阻燃剂，参照GB/21723-2008国家标准进行理化性能检测，检测结果如表1：
理化性能 GB/T21723-2008 实施例1 实施例2 实施例3
阻燃性能 GB 8624-2012 A1级 A1级 A1级
烟气毒性 GB/T20285-2006 AQ1 AQ1 AQ1
表1
从表1可以看出，本发明木材环保无醛阻燃剂，阻燃性能优异，安全无毒。
对实施例1～实施例9制得的人造板板材，参照GB/21723-2008国家标准进行理化性能检测，参照GB/T17657-1999国家标准检测甲醛释放量，检测结果如表2：
表2
从上表2的各项检测数据表明，对采用本发明制得的人造板板材，均能达到国家标准，且甲醛释放量为零，阻燃性能达到不燃A1级，烟气毒性符合安全一级的要求。
试验例2
实施例1、实施例4和实施例7中，阻燃剂组成的各原料中，剔除纳米Mg/Al-LDH这一组分后，其余的组分的分量以及阻燃剂的制作方法均与实施例1的相同，并将剔除掉纳米Mg/Al-LDH后的阻燃剂应用至人造板加工上，人造板的加工方法与实施例1～实施例9的相同。制得的人造板板材，参照GB/21723-2008国家标准进行理化性能检测，参照GB/T17657-1999国家标准检测甲醛释放量，检测结果如表3：
表3
从上表3的各项检测数据表明，剔除掉纳米Mg/Al-LDH后的阻燃剂应用至人造板加工上，制得的人造板板材，虽然还能达到国家的标准，但人造板的静曲强度、内结合强度和阻燃性能被降低，而甲醛释放量这一指标升高。因此，剔除掉纳米Mg/Al-LDH后的阻燃剂既影响人造板的强度指标，也影响甲醛与阻燃的指标。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (6)

1.木材环保无醛阻燃剂，其特征在于，按重量份计，包括以下原料制成：氢氧化镁80～125份、氢氧化铝60～100份、超细硼酸锌50～80份、纳米Mg/Al-LDH 30～50份、改良剂8～18份。
2.根据权利要求1所述的木材环保无醛阻燃剂,其特征在于：按重量份计，包括以下原料制成：氢氧化镁60～80份、氢氧化铝70～85份、超细硼酸锌45～60份、纳米Mg/Al-LDH 25～40份、改良剂5～10份。
3.根据权利要求1所述的木材环保无醛阻燃剂,其特征在于：按重量份计，包括以下原料制成：氢氧化镁65份、氢氧化铝79份、超细硼酸锌51份、纳米Mg/Al-LDH 32份、改良剂5份。
4.根据权利要求1所述的木材环保无醛阻燃剂,其特征在于：按重量份计，包括以下原料制成：氢氧化镁90份、氢氧化铝67份、超细硼酸锌70份、纳米Mg/Al-LDH 46份、改良剂11份。
5.根据权利要求1所述的木材环保无醛阻燃剂,其特征在于：所述氢氧化镁和氢氧化铝表面均包覆硅烷偶联剂。
6.根据权利要求1所述的木材环保无醛阻燃剂,其特征在于：所述改良剂为纳米二氧化硅。
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