[发明专利]木材阻燃剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于木材加工或保存技术领域，主要涉及一种木材阻燃剂及其制备方法。

背景技术

木材在人类悠久的使用历史中，从一种传统的建筑材料到建筑装修材料，一直以其天然材料所特有的魅力深受人们的青睐。木材是一种主要由C、H、O等元素组成的高分子物质，其主要成分为纤维素、半纤维素、木素及少量抽提物，不仅容易燃烧，而且燃烧时防除大量的热，平均热能为15KJ/kg，给人们的生命安全带来了极大的隐患。木质结构房屋着火后，5min温度可达500℃，10min后可达700℃。为此，我国国家标准GB50222-95《建筑内部装修设计防火规范》中规定，墙面、地面及其它装饰材料中所用天然木材、胶合板、木地板及其它木制品均被列为B2级可燃材料，未经阻燃处理限制使用。对木材进行必要的阻燃处理对于预防火灾发生、阻止火灾蔓延、减少人员伤亡有着极其重要的作用。

木材阻燃剂可分为三类：无机阻燃剂、有机阻燃剂和树脂型阻燃剂。无机阻燃剂主要有磷、氮、硼、卤系列，其特点是来源广、价格低、烟气少、阻燃性能好，但吸湿性强、抗流失性差、易起霜变色、油漆困难。有机阻燃剂一般是磷氮硼的多元复合体系，其机理是通过聚合或缩聚反应将磷、氮或卤素结合到高聚物的主链和侧链中，这样可以抗流失，对物理力学性能影响较小，但阻燃性能不稳定，成本高，燃烧时产生大量烟雾和有毒气体。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，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。树脂型阻燃剂的原理是在甲醛、尿素、双氰胺、三聚氰胺树脂制造过程中加入磷氮系化合物，通过树脂的固化形成抗流失的阻燃剂。树脂型胶粘剂可以抗流失、又不影响外观颜色，对木材的强度影响小，耐腐蚀，缺点就是阻燃效果不太理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种有毒害气体释放较少、低迁移、低吸湿、阻燃性能好、价格适中的木材阻燃剂及其制备方法。

本发明提供的技术方案是一种木材阻燃剂，它是由下述重量份的原料配制而成：磷的含氧酸10～30%、硼类化合物10～25%、氨基类化合物10～35%、表面活性剂0.5～8%、余量为水。

作为优选，上述磷的含氧酸选自磷酸、亚磷酸、次磷酸、偏磷酸、聚磷酸和焦磷酸中的一种或多种。

进一步优选，上述磷的含氧酸的质量浓度为75～80%。

作为优选，上述硼类化合物选自硼酸、硼砂、四硼酸钠和水合硼酸锌中的一种或多种。

作为优选，上述氨基类化合物为双氰胺、硫酸铵、二氰二胺或三聚氰胺。

作为优选，上述表面活性剂为一乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺。

本发明还提供了上述木材阻燃剂的制备方法，包括下述步骤：

1）称取配方量的磷的含氧酸、氨基类化合物、表面活性剂和水混合，在70～120℃条件下加热反应1～4小时；

2）再加入配方量的硼类化合物，混合均匀，冷却，即得。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明以氮-磷-硼-表面活性剂复合等高校阻燃体系为基础，充分发挥表面活性剂在降低阻燃剂的表面张力，在木材表面有很强的渗透性，大大提高了载药率。

2、本发明处理后的木材吸湿性低，不影响处理后木材的尺寸稳定性，可在高湿度地区使用。

3、本产品酸碱性温和，有利于避免木材在使用过程中发生酸降解而劣化。

4、本发明在生产和使用过程中，不含农药、砷化物等有害成分，无任何废气和废水排放，对人畜安全，不污染环境。

5、使用本产品时，不需要对处理材料进行高温处理，采用真空加压或常压浸渍即可达到良好的阻燃效果，不影响木材的理化性能，适宜于房屋装修和古建筑、仿古建筑的保护。

具体实施方式

以下具体实施例对本发明作进一步阐述，但不作为对本发明的限定。

实施例1

配方：磷酸（质量浓度为75%）10kg、硼酸10kg、双氰胺10kg、一乙醇胺0.5kg、加水至100kg。

制备方法如下：

1）称取配方量的磷酸、双氰胺、一乙醇胺和水混合，在70℃条件下加热反应1小时；

2）再加入配方量的硼酸，混合均匀，冷却，即得。

实施例2

配方：亚磷酸（质量浓度为80%）30kg、硼砂25kg、硫酸铵35kg、二乙醇胺8kg、加水至100kg。