CN111002399A - 一种低吸湿高阻燃胶合板及其制备方法 - Google Patents

一种低吸湿高阻燃胶合板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开的一种低吸湿高阻燃胶合板及其制备方法，由阻燃剂与粘胶剂混合物含浸或涂布于基材而成，所述阻燃剂包括磷氰氯化物、端羟基聚二甲基硅氧烷，固化促进剂，包括以下步骤：S1.负压下，向单板注入阻燃剂；S2.高压下，单板充分浸渍阻燃剂；S3.干燥至单板含水率至14%；S4.混合粘胶剂与阻燃剂，涂布至已干燥单板，组坯复合，即得所述低吸湿高阻燃胶合板，克服现有阻燃胶合板的高吸湿问题。

Description

一种低吸湿高阻燃胶合板及其制备方法
技术领域
本发明涉及板材制造领域，具体涉及一种低吸湿高阻燃胶合板及其制备方法。
背景技术
随着国家对于消防安全的日益重视，各项国家标准的修订、出台，阻燃胶合板的市场正在逐步扩大。阻燃胶合板由于符合国家对于建筑材料在防火性能上的使用要求，因此在高档酒店、高层楼房、大型商场等工程上面应用的量很多；目前很多家具厂对于防火家具的研制也使用上了阻燃胶合板；还有火车车厢、房车、船舶等，对于阻燃胶合板也有大量的应用。
目前市面上常见的阻燃胶合板具有高吸湿的特性，在空气湿度大的地区使用会产生板面水痕甚至发霉、腐朽，如应用在防火家具上，还会导致木饰面变色。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种低吸湿高阻燃胶合板及其制备方法，克服现有阻燃胶合板的高吸湿问题。
本发明的技术方案是，提供一种低吸湿高阻燃胶合板，由阻燃剂与粘胶剂混合物含浸或涂布于基材而成，所述阻燃剂包括磷氰氯化物、端羟基聚二甲基硅氧烷，固化促进剂。
优选地，所述磷氰氯化物包括六氯环三磷腈及其衍生物。
优选地，所述固化促进剂包括咪唑类、三苯基膦及其衍生物类、叔胺类、季胺盐类和三氟化硼及其衍生物类的一种或至少两种。
优选地，所述粘胶剂包括三聚氰胺改性脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂中的一种或几种。
优选地，所述六氯环三磷腈或六氯环三磷腈衍生物与端羟基聚二甲基硅氧烷的摩尔比为1：6。
还提供一种低吸湿高阻燃胶合板的制备方法，包括以下步骤：S1.负压下，向单板注入阻燃剂；S2.高压下，单板充分浸渍阻燃剂；S3.干燥至单板含水率至14%；S4.混合粘胶剂与阻燃剂，涂布至已干燥单板，组坯复合，即得所述低吸湿高阻燃胶合板。
优选地，所述负压压力为-0.1—0.5MPa，所述高压压力为1.5-3MPa。
优选地，所述粘胶剂与阻燃剂的质量比为5：1。
六氯环三磷腈分子上的氯极易被端羟基聚二甲基硅氧烷的羟基亲核取代，形成聚合物，固化后形成三维网状结构，即高分子固化膜，合成出反应型磷腈阻燃材料，隔绝空气阻燃，同时也隔绝外部，降低吸水率，磷腈化合物受热分解可生成NH3、N2和深度氮氧化物等不可燃性气体，释放了材料表面的可燃、助燃气体浓度并降低了被阻燃材料的表面温度，抑制燃烧。同时，热降解过程中可生成偏磷酸和聚偏磷酸等强脱水剂，易使被端羟基聚二甲基硅氧烷脱水炭化，形成含磷炭层膜具有三维空间的致密结构而不易燃烧，在不可燃气体的发泡作用下形成膨胀的泡沫隔热层，该炭层能有效抑制了内层材料燃烧过程中气体小分子的向外释放，同时也阻碍了外部热和氧向内层材料的传递，从而有力地阻隔了材料基质和环境的热氧交换，大大抑制了材料的燃烧；聚磷酸除了能有效地抑制聚合物固相中碳的氧化外，本身又是一种不易挥发的稳定化合物，非常粘稠，覆盖于被燃物表面，形成一层良好的薄膜状物质，阻碍氧气向反应区扩散，起了隔绝效应，起到阻燃的作用，同时羟基聚二甲基硅氧烷的羟基被消耗掉，羟基聚二甲基硅氧烷失去亲水基团，因此形成的磷腈阻燃材料不亲水，吸湿率低。
固化促进剂的添加是为了快速固化，本发明所使用的固化剂即可单独使用，也可多种混合使用，对比端羟基聚二甲基硅氧烷成分，其用量在0.001%-2.5%范围内，更适合的范围在0.03%-1.2%之间。
本发明的有益效果在于：
1. 六氯环三磷腈分子上的氯极易被端羟基聚二甲基硅氧烷的羟基亲核取代，并聚合形成固化的磷腈阻燃材料，有效阻燃，且因聚合物无羟基等亲水基团，吸湿率低，应用在空气湿度大的地区时，使用性能风险和赔付风险大大降低；
2. 因阻燃剂成分均为高分子，分子量大，不易负载，通过先负压后高压的浸渍环境，提供单板的载药量，进一步提高胶合板的阻燃性、降低其吸湿性，同时增压有利于加快六氯环三磷腈和端羟基聚二甲基硅氧烷反应；
3. 在浸渍阻燃剂前提供负压状态，使单板内部的纤维结构发生松动，再注入阻燃剂后改为高压，使得阻燃剂迅速渗透单板内部，阻燃剂浸渍更为充分，降低生产时间；
4. 阻燃剂分两段添加，初次浸渍入单板中，在组坯时，添加至三聚氰胺脲醛树脂，六氯环三磷腈与树脂发生固化成膜，隔绝空气，降低吸水性。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
实施例1
18mm杨木阻燃胶合板的制备方法，具体步骤如下：
1、阻燃单板制备：将3.6mm杨木单板放入真空加压罐中，施加压力-0.10MPa共30min，再注入浓度为12%的低吸湿性阻燃剂溶液（阻燃剂由下列质量配比的组分组成：10份磷氰氯化物、40端羟基聚二甲基硅氧烷，1份咪唑类固化促进剂），施加压力1.5MPa，加压时间240min，载药率约为11.87%；
2、干燥：使用滚筒式烘干机将阻燃杨木单板含水率烘干至14%；
3、调胶：三聚氰胺改性脲醛树脂：低吸湿性阻燃剂溶液（阻燃剂由下列质量配比的组分组成：10份磷氰氯化物、40端羟基聚二甲基硅氧烷，1份咪唑类固化促进剂）：面粉=100：20：15，搅拌20min，至胶液搅拌均匀，无结团现象。
4、涂胶、组坯：将3张3.6mm阻燃杨木短芯单板进行涂胶，涂胶量为200g/m2,单板按投料标准进行整理，主要是按其外观等级进行分选，符合标准的投料，需严格控制含水率。将3层涂胶短芯与2层未涂胶的长芯进行组坯，纵横交错。
5、冷压：将组坯完毕的板坯进入预压机冷压，时间控制在90min，压力1.0MPa。
6、修芯：对冷压成型的板坯进行表面修整，割除芯板重叠，填补缺芯。
7、热压：将修芯完毕的板坯热压，温度125℃，时间21min，压力0.8MPa。
8、砂光: 将热压完毕的板坯进行定厚砂光，砂带为150目。
9、裁边：将砂光完毕的板坯进行裁边，规格为1240*2460mm。
10、布面：饰面为0.35mm厚度的重组装饰单板，涂胶量为140g/m2，热压时间6min，温度100℃，压力0.6MPa。
11、裁边：将布面后的成板进行裁边，规格为1220*2440mm。
实施例2
15mm杨木阻燃胶合板的制备方法，具体步骤如下：
1、阻燃单板制备：将3.0mm杨木单板放入真空加压罐中，施加压力-0.08MPa共25min，再注入浓度为8%的低吸湿性阻燃剂溶液（阻燃剂由下列质量配比的组分组成：20份磷氰氯化物、60端羟基聚二甲基硅氧烷，5份三苯基膦），施加压力1.5MPa，加压时间180min，载药率约为6.24%；
2、干燥：使用滚筒式烘干机将阻燃杨木单板含水率烘干至14%；
3、调胶：三聚氰胺改性脲醛树脂：低吸湿性阻燃剂溶液（阻燃剂由下列质量配比的组分组成：20份磷氰氯化物、60端羟基聚二甲基硅氧烷，5份三苯基膦）：面粉=100：20：15，搅拌20min，至胶液搅拌均匀，无结团现象。
4、涂胶、组坯：将3张3.0mm阻燃杨木短芯单板进行涂胶，涂胶量为200g/m2,单板按投料标准进行整理，主要是按其外观等级进行分选，符合标准的投料，需严格控制含水率。将3层涂胶短芯与2层未涂胶的长芯进行组坯，纵横交错。
5、冷压：将组坯完毕的板坯进入与预压机冷压，时间控制在90min，压力1.0MPa。
6、修芯：对冷压成型的板坯进行表面修整，割除芯板重叠，填补缺芯。
7、热压：将修芯完毕的板坯热压，温度125℃，时间17min，压力0.8MPa。
8、砂光:将热压完毕的板坯进行定厚砂光，砂带为150目。
9、裁边：将砂光完毕的板坯进行裁边，规格为1240*2460mm。
10、布面：饰面为0.35mm厚度的重组装饰单板，涂胶量为140g/m2，热压时间5min，温度100℃，压力0.6MPa。
11、裁边：将布面后的成板进行裁边，规格为1220*2440mm。
实施例3
12mm杨木阻燃胶合板的制备方法，具体步骤如下：
1、阻燃单板制备：将2.0mm、3.0mm的杨木单板放入真空加压罐中，施加压力-0.06MPa共20min，再注入浓度为6%的低吸湿性阻燃剂溶液（阻燃剂由下列质量配比的组分组成：15份磷氰氯化物、50端羟基聚二甲基硅氧烷，3份三氟化硼），施加压力1.5MPa，加压时间150min，载药率约为5.12%；
2、干燥：使用滚筒式烘干机将阻燃杨木单板含水率烘干至14%；
3、调胶：三聚氰胺改性脲醛树脂：低吸湿性阻燃剂溶液（阻燃剂由下列质量配比的组分组成：15份磷氰氯化物、50端羟基聚二甲基硅氧烷，3份三氟化硼）：面粉=100：20：15，搅拌20min，至胶液搅拌均匀，无结团现象。
4、涂胶、组坯：将3张2.0mm阻燃杨木短芯单板进行涂胶，涂胶量为200g/m2,单板按投料标准进行整理，主要是按其外观等级进行分选，符合标准的投料，需严格控制含水率。按3层涂胶短芯与2层未涂胶的长芯（3.0mm）进行组坯，纵横交错。
5、冷压：将组坯完毕的板坯进入与预压机冷压，时间控制在90min，压力1.0MPa。
6、修芯：对冷压成型的板坯进行表面修整，割除芯板重叠，填补缺芯。
7、热压：将修芯完毕的板坯热压，温度125℃，时间15min，压力0.8MPa。
8、砂光:将热压完毕的板坯进行定厚砂光，砂带为150目。
9、裁边：将砂光完毕的板坯进行裁边，规格为1240*2460mm。
10、布面：饰面为0.35mm厚度的重组装饰单板，涂胶量为140g/m2，热压时间3min，温度100℃，压力0.6MPa。
11、裁边：将布面后的成板进行裁边，规格为1220*2440mm。
实施例4
12mm杨木阻燃胶合板的制备方法，具体步骤如下：
1、阻燃单板制备：将2.0mm、3.0mm杨木单板放入真空加压罐中，施加压力-0.06MPa共20min，再注入浓度为12%的普通阻燃剂（低聚磷酸铵17份、磷酸二氢铵17份、磷酸氢二铵34份、硼酸7份、氢氧化镁5份、甲阶酚醛树脂20份），施加压力1.5MPa，加压时间150min，载药率约为11.12%；
2、干燥：使用滚筒式烘干机将阻燃杨木单板含水率烘干至14%；
3、调胶：三聚氰胺改性脲醛树脂：普通阻燃剂（低聚磷酸铵17份、磷酸二氢铵17份、磷酸氢二铵34份、硼酸7份、氢氧化镁5份、甲阶酚醛树脂20份）：面粉=100：20：15，搅拌20min，至胶液搅拌均匀，无结团现象。
4、涂胶、组坯：将3张2.0mm阻燃杨木短芯单板进行涂胶，涂胶量为200g/m2,单板按投料标准进行整理，主要是按其外观等级进行分选，符合标准的投料，需严格控制含水率。按3层涂胶短芯与2层未涂胶的长芯（3.0mm）进行组坯，纵横交错。
5、冷压：将组坯完毕的板坯进入与预压机冷压，时间控制在90min，压力1.0MPa。
6、修芯：对冷压成型的板坯进行表面修整，割除芯板重叠，填补缺芯。
7、热压：将修芯完毕的板坯热压，温度125℃，时间15min，压力0.8MPa。
8、砂光:将热压完毕的板坯进行定厚砂光，砂带为150目。
9、裁边：将砂光完毕的板坯进行裁边，规格为1240*2460mm。
10、布面：饰面为0.35mm厚度的重组装饰单板，涂胶量为140g/m2，热压时间3min，温度100℃，压力0.6MPa。
11、裁边：将布面后的成板进行裁边，规格为1220*2440mm。
实施例5
12mm杨木阻燃胶合板的制备方法，具体步骤如下：
1、阻燃单板制备：将2.0mm、3.0mm杨木单板放入真空加压罐中，施加压力-0.06MPa共20min，再注入浓度为6%的低吸湿性阻燃剂溶液（阻燃剂由下列质量配比的组分组成：15份磷氰氯化物、50端羟基聚二甲基硅氧烷，3份三氟化硼），施加压力1.5MPa，加压时间150min，载药率约为5.34%；
2、干燥：使用滚筒式烘干机将阻燃杨木单板含水率烘干至14%；
3、调胶：三聚氰胺改性脲醛树脂：面粉=100：15，搅拌20min，至胶液搅拌均匀，无结团现象。
4、涂胶、组坯：将3张2.0mm阻燃杨木短芯单板进行涂胶，涂胶量为200g/m2,单板按投料标准进行整理，主要是按其外观等级进行分选，符合标准的投料，需严格控制含水率。按3层涂胶短芯与2层未涂胶的长芯（3.0mm）进行组坯，纵横交错。
5、冷压：将组坯完毕的板坯进入与预压机冷压，时间控制在90min，压力1.0MPa。
6、修芯：对冷压成型的板坯进行表面修整，割除芯板重叠，填补缺芯。
7、热压：将修芯完毕的板坯热压，温度125℃，时间15min，压力0.8MPa。
8、砂光:将热压完毕的板坯进行定厚砂光，砂带为150目。
9、裁边：将砂光完毕的板坯进行裁边，规格为1240*2460mm。
10、布面：饰面为0.35mm厚度的重组装饰单板，涂胶量为140g/m2，热压时间3min，温度100℃，压力0.6MPa。
11、裁边：将布面后的成板进行裁边，规格为1220*2440mm。
实施例6
GB 8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》测定燃烧性能，结果如表1，说明本方案所制备的胶合板阻燃性能强。
实施例7
LY/T 3036-2018《阻燃木质材料吸湿性试验方法》测定吸湿性，结果如表1，说明本方案所制备的胶合板吸湿性低。
表1 阻燃性和吸湿率检测结果
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以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种低吸湿高阻燃胶合板，其特征在于，由阻燃剂与粘胶剂混合物含浸或涂布于基材而成，所述阻燃剂包括10-20份磷氰氯化物、40-60份端羟基聚二甲基硅氧烷，1-5份固化促进剂。
2.根据权利要求1所述的一种低吸湿高阻燃胶合板，其特征在于，所述磷氰氯化物包括六氯环三磷腈及其衍生物。
3.根据权利要求1所述的一种低吸湿高阻燃胶合板，其特征在于，所述固化促进剂包括咪唑类、三苯基膦及其衍生物类、叔胺类、季胺盐类和三氟化硼及其衍生物类的一种或至少两种。
4.根据权利要求1所述的一种低吸湿高阻燃胶合板，其特征在于，所述粘胶剂包括三聚氰胺改性脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种低吸湿高阻燃胶合板，其特征在于，所述六氯环三磷腈或六氯环三磷腈衍生物与端羟基聚二甲基硅氧烷的摩尔比为1：6。
6.一种如权利要求1所述的低吸湿高阻燃胶合板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.负压下，向单板注入阻燃剂；S2.高压下，单板充分浸渍阻燃剂；S3.干燥至单板含水率至14%；S4.混合粘胶剂与阻燃剂，涂布至已干燥单板，组坯复合，即得所述低吸湿高阻燃胶合板。
7.根据权利要求6所述的一种低吸湿高阻燃胶合板的制备方法，其特征在于，所述负压压力为-0.1—0.5MPa，所述高压压力为1.5-3MPa。
8.根据权利要求6所述的一种低吸湿高阻燃胶合板的制备方法，其特征在于，所述粘胶剂与阻燃剂的质量比为5：1。
9.根据权利要求6所述的一种低吸湿高阻燃胶合板的制备方法，其特征在于，S1注入阻燃剂的载药量为6-12%。
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