[发明专利]一种有机-无机杂化硼氮磷三元阻燃型刨花板及其制备方法

说明书

一种有机‑无机杂化硼氮磷三元阻燃剂制备及其改性处理刨花板的制备方法，该发明以木质材料为基材，通过木质材料预处理、反应型阻燃胶黏剂的制备、施胶共混、热压胶合等步骤，利用硼酸盐与磷酸氢二氨为无机阻燃剂、异丙基化磷酸三苯酯为有机阻燃剂、多苯基多亚甲基多异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯为胶黏剂、甲基丙烯酸为交联剂，利用热压过程中热量在制备胶合板的过程中发生有机无机杂化反应，制备出具有阻燃性能优异的高强度刨花板。该制备流程以及制备用阻燃剂和胶黏剂，可广泛用于多种刨花板的阻燃，尤其适用于杨木、松木、橡木等木刨花、锯末或类似材料或非木材植物纤维碎料如亚麻屑、甘蔗渣、麦秸、稻草等，可大大增强其阻燃性能。

技术领域

本发明属于人造板改性领域，具体为有机-无机杂化硼氮磷三元阻燃剂制备及其改性处理刨花板的制备方法。

技术背景

刨花板由木材碎料(木刨花、锯末或类似材料)或非木材植物纤维碎料(亚麻屑、甘蔗渣、麦秸、稻草或类似材料)施加胶粘剂后在热力和压力作用下胶合成的人造板。刨花板生产可以提高木材的加工综合利用率，缓解木材供应紧张的局面，并且是合理利用农业剩余物资源的有效途径。因为其生产原料主要采用木材剩余物或农作物废料，原料来源广泛，因此刨花板价格低廉，这在很大程度上促进了刨花板工业的发展。

刨花板和其他木质材料一样，具有易燃性，在高温环境下极易被引燃。当刨花板用于室内装修、建筑或物流包装等领域时，如果发生火灾，刨花板则会加速和扩大火灾，灭火处理不及时会使人民的生命及财产造成重大的损失。因此刨花板的阻燃处理在刨花板当前以及未来的发展中极其重要和关键。

氮磷系阻燃剂通过释放NH₃和形成磷酸阻燃层的气相和固相方式对木质材料发挥阻燃作用，相对于卤系阻燃剂具有无毒无味、不产生腐蚀气体，环境相对友好的优势和特点。然而，氮磷系存在吸湿性高、破坏板材胶合强度、烟气释放量大的弊端，同时其热分解温度相对较低，也影响了刨花板在高温环境中的应用。

为了解决上述弊端将硼酸锌阻燃剂添加至氮磷系阻燃剂中，可以部分解决氮磷系阻燃剂存在的分解温度低、烟气释放量大的弊端，但无机氮磷系阻燃剂与硼酸锌共混均存在易吸湿的弊端，同时难以分散至胶层中，从而会造成对胶合强度的负面影响。

利用有机无机杂化的方式采用有机磷酸基阻燃剂为框架构建有机无机杂化硼氮磷三元阻燃剂，利用反应型胶黏剂多聚异氰酸酯作为反应介质，通过将有机无机杂化硼氮磷三元阻燃剂在木质材料胶层中分散，通过热压制备具有高强度、高阻燃性能、低吸湿性的阻燃胶合板。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种有机无机杂化硼氮磷三元阻燃剂阻燃刨花板的制备方法，该发明以木质刨花为基材主体，通过基材预处理、胶黏剂共混、施胶热压，最终制备出阻燃刨花板。该方法也可制备其他种类人造板，如纤维板、胶合板、细木工板等，可以有效提人造板的阻燃性能。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种有机无机杂化硼氮磷三元阻燃剂阻燃刨花板的制备方法，包括以下步骤：

(1)木质材料的预处理：取干燥后含水量小于5％的干净木质材料进行强碱和无机阻燃剂双阶段预处理；首先采用无机强碱配制一定的溶液，溶液中的溶质的主要成分包括NaOH或/和KOH并将木质材料充分浸泡与搅拌持续至无木质材料悬浮于溶液表面；取出后将碱处理木质材料干燥至含表面无明显水分后，将其再次浸渍进含有硼酸盐的无机阻燃剂溶液浸渍，并进行一定时间的搅拌，无机阻燃剂溶液中溶质的主要成由一种或多种硼酸盐组成，包括硼酸锌、硼酸钙、硼酸钠、硼酸铝、硼酸镁、硼酸锂、硼酸铁、硼酸铜，浸渍后进行晾晒，干燥至含水量小于12％，得到预处理木粉。