一种防火胶合板或单板层积材及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种胶合板或单板层积材，更具体地涉及一种防火胶合板或单板层积 材及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 目前市场上的胶合板是由木段旋切成单板或由木方刨切成薄木，再用胶粘剂胶合 而成的三层或多层的板状材料，通常用奇数层单板，并使相邻层单板的纤维方向互相垂直 胶合而成；而单板层积材是旋切的厚单板，以顺纹方向按序组坯，端部斜接、搭接或对接涂 胶加工而成。胶合板和单板层积材的制备是以木质单板为主要原材料，涂刷胶粘剂，经组 坯、预压、修补、热压、砂光等工序制成。胶合板和单板层积材以其良好的物理力学性能和加 工性能，广泛用于建筑装饰及装修、家具制造、木质门制造、地板制造、船舶和车辆内装修。 胶合板或单板层积材与其他木质材料相同，具有较高的燃烧热值、较低的起火燃烧温度以 及较快的火焰传播速度，属于可燃性材料。
[0003] 为了降低胶合板或单板层积材的火灾危险性，通常采用磷氮系阻燃剂或硼系阻燃 剂对木质单板进行阻燃处理，制成难燃胶合板或单板层积材；或直接用阻燃剂对胶合板或 单板层积材进行阻燃处理。如专利 CN1947967、CN101121891A、CN101121274、CN102114650A 等。
[0004] 现有的难燃胶合板主要存在以下问题：遇火燃烧时，木质单板层层剥落，碳化层龟 裂，碳化速度快，通常为0. 8mm/min~1. 3mm/min ;燃烧性能符合GB8624-2012B1级规定，为 难燃材料，不能使用于建筑构件及材料燃烧性能要求为A级的场合。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的第一个技术问题是提供一种防火胶合板或单板层积材；该胶合板 或单板层积材具有碳化速度小于〇. 5mm/min、物理力学性能符合结构用胶合板或单板层积 材规定、燃烧性能和烟气毒性符合GB8624-2012A级建筑材料规定、甲醛释放量小于0. 5mg/ L等特点。
[0006] 本发明要解决的第二个技术问题是提供一种防火胶合板或单板层积材的制造方 法。
[0007] 为解决第一个技术问题，本发明一种防火胶合板或单板层积材，包括：木质单板、 阻燃剂ZR-AP和胶粘剂，所述木质单板：阻燃剂ZR-AP :胶粘剂的绝干质量比为100 : 5~ 80 : 5 ~100。
[0008] 优选地，所述木质单板：阻燃剂ZR-AP :胶粘剂的绝干质量比为100 : 15~40 : 15~50。当每100份绝干木质单板中阻燃剂ZR-AP的绝干质量小于15份时，由于阻燃剂 ZR-AP的添加量不足，防火胶合板或单板层积材的燃烧性能仅能达到GB8624规定的难燃性 (B1级）材料或可燃材料（D级）规定；当每100份绝干木质单板中阻燃剂ZR-AP的绝干质 量大于15份时，随着阻燃剂ZR-AP的添加量增加，防火胶合板或单板层积材的阻燃性能增 加，达到40份时完全满足不燃材料（A级）规定；当每100份绝干木质单板中阻燃剂ZR-AP 的绝干质量大于80份时，产品的强度和加工性能降低。当每100份绝干木质单板中胶粘剂 的绝干质量小于15份时，由于胶粘剂的添加量不足，防火胶合板或单板层积材的理化性能 难于达到相关标准的规定；当每100份绝干木质单板中胶粘剂的绝干质量大于15份时，随 着胶粘剂添加量的增加，产品的理化性能和阻燃性能提高，达到50份时完全符合结构用产 品的规定；当每100份绝干木质单板中胶粘剂的绝干质量大于100份时，防火胶合板或单板 层积材的硬度过大、加工性能差、成本提高。
[0009] 进一步地，所述木质单板是由针叶材或阔叶材树种的木材经旋切或刨切制成，厚 度为0· 1mm~5. 0_，含水率为2. Owt%~100.0 wt% ;优选地为8. Owt%~25. Owt%。其 中，含水率=木材中水的质量/木材的绝干质量X 1〇〇%。当木质单板的含水率低于2.0% 时，单板在阻燃处理过程中容易损坏、造成浪费；当木质单板的含水率小于25.0%时，可采 取常温常压工艺但单板进行阻燃浸渍处理；当木质单板的含水率大于25. 0 %时，木材细胞 腔中的自由水会影响阻燃剂的吸收量，为了保证木质单板中吸收到足够的阻燃剂，必须采 取提高阻燃剂浓度、采用加压浸渍的措施。
[0010] 进一步地，所述阻燃剂ZR-AP是由第一原料、第二原料和第三原料制成；所述第一 原料为磷酸；所述第二原料选自氢氧化铝或/和氧化铝；所述第三原料选自氢氧化钠、氢 氧化钾、硅酸钠、硅酸钾和磷酸钠中的一种或多种；制备方法是：将第一原料和第二原料在 85~200°C下反应5~300min，冷却至90°C以下；加入第三原料，在25~90°C下反应5~ 120min，制得阻燃剂ZR-AP ;所述第一原料：第二原料：第三原料的质量比为100 : 5~ 260 : 0·5 ~150。
[0011] 优选地，所述阻燃剂ZR-AP是由第一原料、第二原料和第三原料制成；所述第一 原料为磷酸；所述第二原料选自氢氧化铝或/和氧化铝；所述第三原料选自氢氧化钠、氢 氧化钾、硅酸钠、硅酸钾和磷酸钠中的一种或多种；制备方法是：将第一原料和第二原料在 95~135°C下反应10~60min，冷却至60°C以下；加入第三原料，在30~60°C下反应20~ 60min，制得阻燃剂ZR-AP ;所述第一原料：第二原料：第三原料的质量比为100 : 15~ 70 : 2~50。其中，对于每100份第一原料，第二原料的质量为15~70,第三原料的质量 为2~50时，合成阻燃剂ZR-AP的条件容易控制，使用该阻燃剂生产的防火胶合板或单板 层积材的阻燃性能和理化性能最佳。
[0012] 进一步地，所述胶粘剂是脲醛树脂胶粘剂、三聚氰胺改性脲醛树脂胶粘剂、三聚氰 胺甲醛树脂胶粘剂、酚醛树脂胶粘剂、苯酚-尿素-甲醛树脂胶粘剂、苯酚-尿素-三聚氰 胺-甲醛树脂胶粘剂、间苯二酚树脂胶粘剂、异氰酸树脂胶粘剂、氨基树脂胶粘剂中的一种 或两种以上任意比例的混合物。
[0013] 为解决第二个技术问题，本发明防火胶合板或单板层积材的制造方法，包括如下 步骤：
[0014] 1)将阻燃剂ZR-AP配制成5. Owt%~80.0 wt%的阻燃剂水溶液；
[0015] 2)将木质单板放入浸渍槽或高压罐中，注入步骤1)得到的阻燃剂水溶液，在常压 或加压状态下浸渍处理，浸渍时间以单板中吸收的绝干阻燃剂ZR-AP确定；
[0016] 3)将步骤2)浸渍处理后的木质单板在80~230°C下加热处理1. 0~150.0 min ;
[0017] 4)将步骤3)加热处理后的木质单板涂布胶粘剂。
[0018] 进一步地，所述步骤1)中阻燃剂ZR-AP是由第一原料、第二原料和第三原料制成； 所述第一原料为磷酸；所述第二原料选自氢氧化铝或/和氧化铝；所述第三原料选自氢氧 化钠、氢氧化钾、硅酸钠、硅酸钾和磷酸钠中的一种或多种；制备方法是：将第一原料和第 二原料在85~200°C下反应5~300min，冷却至90°C以下；加入第三原料，在25~90°C 下反应5~120min，制得阻燃剂ZR-AP ;所述第一原料：第二原料：第三原料的质量比为 100 : 5 ~260 : 0· 5 ~150。
[0019] 优选地，所述步骤1)中阻燃剂ZR-AP是由第一原料、第二原料和第三原料制成；所 述第一原料为磷酸；所述第二原料选自氢氧化铝或/和氧化铝；所述第三原料选自氢氧化 钠、氢氧化钾、硅酸钠、硅酸钾和磷酸钠中的一种或多种；制备方法是：将第一原料和第二 原料在95~135°C下反应10~60min，冷却至60°C以下；加入第三原料，在30~60°C下反 应20~60min，制得阻燃剂ZR-AP ;所述第一原料：第二原料：第三原料的质量比为100 : 15 ~70 : 2 ~50。
[0020] 进一步地，所述步骤1)中将阻燃剂ZR-AP配制成15. Owt%~40.0 wt%的阻燃剂 水溶液。将阻燃剂ZR-AP配制成水溶液，可使不溶于水的氢氧化铝和氧化铝变为可溶于水 的盐。
[0021] 进一步地，所述步骤2)中木质单板是由针叶材或阔叶材树种的木材经旋切或 刨切制成，厚度为〇· 1mm~5. 0mm，含水率为2. Owt %~100.0 wt % ;优选地，含水率为 8. Owt % ~25. Owt %。
[0022] 进一步地，所述步骤2)中在常压或加压状态下浸渍处理的浸渍时间为0.2~ 500min ;优选地为0. 5~120min。在常压或加压状态下进行浸渍处理，可使阻燃剂ZR-AP进 入到木材的细胞腔和细胞壁中。
[0023] 进一步地，所述步骤3)中将所述步骤2)浸渍处理后的木质单板在110~150°C下 加热处理5. 0~50.0 min。对木质单板进行加热处理，使可溶于水的