[发明专利]一种木材阻燃剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种木材阻燃剂及其制备方法，尤其是一种具有少烟、低毒、无刺激性和无腐蚀性的阻燃剂及其制备方法，属于木材阻燃剂技术领域。

背景技术

基于木质的结构、性质和应用特点，木质阻燃剂主要有：含有磷、氮、硼和卤素的化合物或混合物的阻燃剂。由于含卤素的阻燃剂在燃烧时会产生强腐蚀性且有毒的卤化氢等气体，并伴随有浓密的烟雾，故近年来含卤阻燃剂的研究和应用逐渐减少，而含有磷、氮、硼元素的阻燃剂则是目前木质阻燃剂的主体。另外还有：以尿素、双氰胺和三聚氰胺等氨基化合物的羟甲基化为特征的有机氮-磷或有机氮-磷-硼复合阻燃剂，它属于有机木质阻燃剂。例如，Goldstein等由双氰胺、磷酸和少量甲醛合成的木质阻燃剂(US3159503，1964)；Juneja由双氰胺、三聚氰胺、磷酸、甲醛和少量硼酸制备的木质阻燃剂(US3832316，1974)，以及用双氰胺、尿素、磷酸、甲醛和少量硼酸的混合物处理木质(US917334)；类似的阻燃剂可见美国专利(US3816212，US3874990，US4010296，)和日本专利文献(JP04045148)，后者的配方中含有一定量的无机铵盐。有机木质阻燃剂的迁移和析出性虽然有所改善，某些甲醛用量较大的阻燃剂实际上已近似于树脂型阻燃剂而较好地解决了迁移和析出问题，但是该类阻燃剂在木质处理和使用过程中会释放出有毒的甲醛而污染环境。此外，这类阻燃剂往往需要将处理材料加热到较高温度，以促使阻燃剂在木质中的固定，因而易造成木质的酸降解，损害木质的物理力学性能。

美国专利US5389309报导的木质阻燃剂组成是：A)双氰胺和尿素作为在火灾情况下释放氮气的氮源；B)磷酸的铵盐类化合物；C)水溶性脲醛树脂；D)含有三聚氰胺和酸性盐催化剂的活化剂。该阻燃剂的优点是，不腐蚀金属、不易被微生物和害虫破坏、在室温下干燥和火灾温度以下对热活化分解有抵抗力。欧洲专利EP747183用含有羟基和/或烷氧基端基的含磷或含硼的甲基硅氧烷齐聚物浸渍木质，该齐聚物实际上是有反应活性的阻燃低聚合度树脂。其优点是，由于磷、硼元素以化学键合的方式固定在有机硅树脂上，所以减弱了被水的沥出作用同时保证了对木质的长期保护作用。日本专利J03097708报导的木质用阻燃树脂配方含有下列成分：A)由含溴的环氧树脂和至少一种一元和二元不饱和羧酸反应制得的树脂；B)不饱和单体；C)含磷增塑剂；D)固化剂。该配方的有优点是，将此阻燃树脂注入木质并固化后制得的阻燃木质，保持木质的厚重手感并且改善了尺寸稳定性和表面硬度。

上述木质阻燃剂虽然总类繁杂，但是真正投入实际应用的品种并不很多，许多木质阻燃剂含有大量的卤素元素，在遇到火灾等事故时，其燃烧过程中将会产生大量的有毒气体，造成对人体的致命伤害。随着社会的进步，人们对木质阻燃剂的要求已从最初的只侧重于阻燃本身，到注重阻燃、发烟、材性、环境特性、附加性能和经济性等全方位的综合性能，这使得木质阻燃剂新品种的开发和生产难度越来越大；其次，现有木质阻燃剂基本上是采用浸泡的方式来处理木材以达到阻燃效果，往往存在浸入木材深度不够，载药率不高，只在木材表面有阻燃效果，而当表层被破坏后，其阻燃效果就会立即消失。再者，现有木质阻燃剂基本上都存在迁移和析出的问题。

发明内容

针对现有木材阻燃剂存在的问题，本发明提供一种高效阻燃剂及其制备方法和此种高效阻燃剂的制备及阻燃木材的处理方法，辅以表面活性剂，可降低阻燃剂溶液的表面张力，增加浸润深度，提高载药率。

本发明通过下列技术方案实现：一种木材阻燃剂，其特征在于由下列质量百分比的原料组成：

脲基磷酸盐GUP    10～70％

磷酸蜜胺盐MP     10～70％

硼的化合物       10～30％

锑的化合物       1～10％

表面活性剂       0.5～5％

其中，脲基磷酸盐GUP由下列质量百分比的原料组成：

磷的含氧酸       10～60％

二氰二胺         10～60％

水               30～80％

磷酸蜜胺盐MP由下列质量百分比的原料组成：

磷的含氧酸       10～60％

三聚氰胺         10～60％

水               30～80％。

所述磷的含氧酸为下列酸式盐中的一种或者两种以上混合物：磷酸、亚磷酸、次磷酸、偏磷酸、聚磷酸、焦磷酸，且浓度为75～85％。