[发明专利]一种阻燃剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻燃材料及其制备方法，特别涉及一种用于木材的阻燃制剂及其制备方法。

背景技术

木材及人造板广泛应用于室内装修、家具制造、房屋建筑及外部装饰中，这些材料属于可燃材料，极易引起火灾，如何提高材料的阻燃功能已成为全世界广泛关注的问题。

目前，防止木材及人造板发生火灾的最常用方法是在这些材料中使用阻燃剂，这些阻燃剂大多基于含磷、氮、硼、铝和卤素等化合物，无机阻燃剂由于具有阻燃性好、不产生有毒性气体(卤素阻燃剂除外)、不析出、不挥发、价格低廉、来源广泛、安全性高等特点而得到广泛应用。

例如，在《精细化工》2000年第2期上发表的文章“木材阻燃处理工艺研究”(作者：李燕芸等)公开了一种磷-氮系无机阻燃剂，其主要是由双氰胺、甲醛、尿素、磷酸二氢铵按一定比例配成的阻燃液。这种无机阻燃剂主要以溶液形态使用，如通过对木材进行浸渍，获得阻燃效果。磷-氮系阻燃剂具有阻燃协同作用，降低分解温度，增加炭的生成，减少可燃性气体的产生以及降低热量等作用。由于磷-氮系阻燃剂对环境的友好性，使其越来越受到重视，但该阻燃剂有甲醛存在，而甲醛是致癌物质，因此容易对环境产生污染。

公开日为1996年7月10日、公开号为CN1126234A的中国专利申请中公开了一种木材阻燃剂及其制备方法，该阻燃剂由尿素、磷酸、硼砂、甲醛等混合而成，在人造板制备过程该阻燃剂可以加入脲醛树脂胶中而起到阻燃作用；公开日为2000年4月5日、公开号为CN1249325A的中国专利申请中公开了一种防火阻燃剂，该阻燃剂由尿素、磷酸、硼砂、硼酸等混合而成，适用于棉布、化纤、纸张、木材等易燃物的阻燃。虽然上述文献中公开的阻燃剂具有制造方法简单成本低等优点，但是其含有硼类、甲醛等有毒物质，不利于环保。

公开日为2006年7月26日、公开号为CN1807552A的中国专利申请中公开了一种磷氮复合阻燃剂，该阻燃剂是通过尿素和磷酸进行化学反应后再加入中和剂如氨进行中和反应制成的，适用于纺织品和木材制品等易燃物的阻燃，该阻燃剂的制备方法相对较简单，安全环保。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于木材的具备消纳甲醛作用的阻燃剂及其制备方法，该阻燃剂无色、无嗅，本身无毒，具有抑烟性能，且制备成本低。

为实现本发明目的，本发明提供一种阻燃剂，包括以下重量份配比原料：

磷酸(浓度为85％)    0.5-1.3

尿素                0.3-0.6

催化剂              0.002-0.004

其中催化剂采用以下重量份配比的原料配制而成：氯化锡0.8-1.2；硫酸铜1.5-2.5；氯化钠0.8-1.2；氯化铁0.8-1.2；硫酸铝0.8-1.2；硼酸0.8-1.2；氯化锌1.5-2.5。

特别是，阻燃剂原料的重量份配比选择：

磷酸(浓度为85％)    0.7-1.1

尿素                0.35-0.45

催化剂              0.0025-0.0035

特别是，本发明阻燃剂的原料中还包括重量份为0.7-1.8的软化水，软化水重量份优选0.9-1.6。

为实现本发明目的，本发明提供一种阻燃剂的制备方法，包括使磷酸和尿素在催化剂的作用下进行聚合反应。

特别是，所述反应包括以下顺序进行的步骤：

1)在反应釜中加入磷酸，搅拌同时加热，使温度上升至50-60℃；

2)加入尿素，对磷酸和尿素的混合物进行搅拌，使物料分布、受热均匀；

3)温度上升至90-120℃时，向反应釜中加入催化剂，继续加热；

4)使温度上升至130-140℃后，停止加热；

5)使反应物降温至60-80℃，向反应釜中加入软化水，搅拌均匀。

其中，软化水的温度为40-60℃。

特别是，本发明阻燃剂的制备方法包括以下顺序进行的步骤：

1)在反应釜中加入磷酸，搅拌同时加热，使温度上升至50-60℃；

2)加入尿素，对磷酸和尿素的混合物进行搅拌，使物料分布、受热均匀；

3)温度上升至90-120℃时，向反应釜中加入催化剂，继续加热；

4)使温度上升至130-150℃后，反应物体积增加至原来体积的2-2.5倍时，停止加热；

5)将反应釜内产物倒出，待其冷却固化后将其粉碎成粉状。