专利名称：一种纤维板使用的高效环保阻燃剂及制备方法
技术领域：
本发明涉及一种阻燃剂及制备方法，尤其是一种纤维板生产使用的高效环保阻燃剂及其合成方法。属于林产化工及人造板技术领域。
背景技术：
目前，我国已经成为世界上最大的人造板生产和消费国。纤维板在家 具制造和室内装饰装修方面的消耗，占产量的90%以上。但它属于易燃材料，存在着一些不安全因素。按照强制性国标GB 20286-2006《公共场所用阻燃制品燃烧性能要求和标识》规定的公共场所使用的木制品和家具必须符合相应的阻燃标准等级，以消除隐患及保证安全。阻燃纤维板在国内目前只属于研制或小规模生产阶段。对纤维板进行阻燃处理，主要采取生产中添加阻燃剂的制备办法，即将阻燃剂单独(或配制成溶液)与脲醛树脂胶混合均匀后，通过热磨喷放管道施加到湿纤维上，再进行干燥、铺装、热压等工序而制成阻燃纤维板。操作工艺简单，既避免二次干燥及减少了阻燃剂的流失性，又不改变纤维板的生产工艺及设备条件，阻燃板的品质优质稳定。但是，市场上较适合用于纤维板生产的木材阻燃剂主要有氮-磷系、硼系、溴系、无机氧化物及铵盐类阻燃剂等等。这些阻燃剂不论是混合组分或单组分，其本身与纤维板使用脲醛胶的匹配性或分散性差，且大部分阻燃剂为固体或膏状体，不易在生产中施加或对脲醛胶产生严重凝胶老化现象，同时大部分阻燃剂被用于处理阻燃板易导致吸板材吸潮变形等现象，不利于二次加工又缩短板材使用寿命，以上种种缺陷导致市场出售的阻燃剂不但很难满足纤维板生产工艺的要求，而造成阻燃板的物理力学性能老化下降及严重受潮吸涨变形发霉等突出问题。
发明内容
本发明的目的之一是针对上述阻燃剂的种种缺陷和不足，结合纤维板生产实际，开发出一种阻燃高效、抗流失、成本低及易施用的乳液型阻燃剂。适用于生产阻燃人造板尤其是阻燃纤维板。本发明的目的之二是提供该高效环保阻燃剂的生产合成方法。I、本发明具体技术方案(配方)包含以下原料及重量比组份
甲醛 36. 5-37.4% 工业级 4.0 13.0份
双氰胺彡98% 工业级9.0 16.0份
磷酸二氢铵>85% 工业级12.0 24.0份
硼酸锌彡98% 工业级10.0 22.0份
三乙醇胺彡99% 工业级3. (T11.0份
有机溶剂彡98% 工业级4. (Tl2. 0份交联剂彡98%工业级1.0 5.0份
氨水彡25% 工业级5.0 18.0份
水自来水20.0 40.0份。2、合成工艺
制备方法包括以下合成工艺步骤和条件
(1)一次性投入甲醛、水、双氰胺，启动搅拌器，在搅拌及催化剂作用下缓慢加入磷酸二氢铵；加热至50. 0 70. 0°C,自然升温至80. 0 90. (TC并保温I. 0 3. Oh ；
(2)当聚合反应达到pH=3.(T3. 5后，投入有机溶剂及交联剂并保温0. 5 I. 0h，聚合度达到pH=3. 5 4. 0后，投入三乙醇胺溶液及硼酸锌，并于70. (T80. (TC保温10. 0^30. Omin ;用氨水调pH=5. 0 6. 5，冷却至45°C以下出料。3、质量技术指标
密度=1. 15 I. 35g/cm3，黏度(T 4 杯，20°C ) =14. 0 30. Os,固体含量:46. 0 65. 0%,游离醛无，PH值=5. (T6. 5，贮存期>半年，外观白色乳状液。4、本发明阻燃剂具有以下独特优势
I)该阻燃剂是结合纤维板生产工艺实际而创新开发的一种复合乳液型阻燃剂，施加简单，实用性强。按8(T250kg/m3比例与摩尔比为I. (Tl. 18脲醛树脂混合搅拌均匀或单独从热磨喷放管施加到湿纤维上，并经干燥、铺装、热压等工序制成阻燃纤维板，其阻燃性能可达到国标GB/T8624-2006标准规定的B与C级标准，物理力学性能达到国标GB/T11718-2009标准，环保性能甲醛释放量完全达到GB 18580-2001 E1级或欧洲Etl级标准。2)本阻燃剂不仅无卤低毒无腐蚀性，人造板制胶车间即可满足生产要求，而且具有树脂的胶粘性及良好匹配性功能，生产使用安全环保，易于施加，具有阻燃优异、抑烟高效等突出优点，顺应了阻燃剂一剂多效、环保友好的发展要求。且产品优质价廉，经济效益显著。
具体实施例方式实施例I :将37%甲醛溶液22. 0g、水110. 0g、双氰胺49. 5g，一次性投入三口烧瓶，启动搅拌器，在搅拌下缓慢加入磷酸二氢铵66. 0g。加热至6(T7(TC停止，自然升温至85°C并保温90min。当聚合反应达到要求(pH=3. I)后，投入异丙醇22.0 g及交联剂5. 5g (其中六甲基四胺4. I g及十二烷基硫酸钠I. 4 g)并保温3(T35min，当聚合度达到要求后(PH=3. 4)后，加入40%三乙醇胺溶液16. 5g，调pH=4. 0，并加入硼酸锌55. 0g，在70 75°C保温20min后，用氨水28. 0 30. Og调pH=5. 2 5. 5，冷却至45°C以下出料。产品技术指标密度=1. 20 1. 30g/cm3黏度(T 4杯，20°C )=16. 0 25. Os固体含量50.(T60.0% 游离醛无 pH值=5. 2飞.5 贮存期彡半年外观乳白色溶液。实施例2 :将37%甲醛溶液46. 75g、水165. 0g、双氰胺68. 7g，一次性投入三口烧瓶，启动搅拌器，在催化剂及搅拌下缓慢加入磷酸二氢铵99. 0go 15min内加热至6(T70°C停止，自然升温至85 88°C并保温lOOrnin。当聚合反应达到要求(pH=3. 4)后，投入乙醇44. Og及交联剂16. 5g (其中六甲基四胺13.2 g及十二烷基硫酸钠3.3 g)并保温4(T45min，当聚合度达到要求后(PH=3. 5)后，加入50%三乙醇胺溶液38. 5g，调pH=4. 0，并加入硼酸锌88. Og,在70 75°C保温15min后冷却至52°C，投入氨水50 55g调pH=5. 8 6. 0，冷却至35°C以下出料。产品技术指标密度=1. 22 I. 32g/cm3黏度(T 4杯，20°C ) =18. 0 25. Os固体含量55.0 65.0% 游离醛无 pH值=5. 8 6.0 贮存期彡半年外观乳白色溶液。实施例3 :将37%甲醛溶液71. 5g、水220. 0g、双氰胺88. 0g，一次性投入三口烧瓶，启动搅拌器，在催化剂搅拌作用下缓慢加入磷酸二氢铵132. Ogo 15min内加热至65 7(TC停止，自然升温至85、2°C并保温80min。当聚合反应达到要求(pH=3. 2)后，投入乙醇、异丙醇混合共66. Og及交联剂27. 5. g (其中六甲基四胺22. 9 g及十二烷基硫酸钠4. 6g)，并保温30min，当聚合度达到要求后(pH=3. 3)后，加入45%三乙醇胺溶液60. 5g，调pH=4. 0，并加入硼酸锌121. 0g，在70 75°C保温15min后，投入氨水80. 0 85. Og调pH=6. 0 6. 5，冷却至40°C出料。 产品技术指标密度=1. 25 I. 35g/cm3黏度(T 4杯，20°C ) =19. 0 25. Os固体含量50.0 60.0% 游离醛无 pH值=6.0 6. 5 贮存期彡半年外观乳白色溶液。
权利要求
1.一种纤维板使用的高效环保阻燃剂，其特征包含以下原料及重量比组份双氰胺9. (Γ16. O份、磷酸二氢铵12. (Γ24. O份、甲醛4. (Γ13. O份、硼酸锌10. (Γ22. O份、氨水5. (Γ18. O份、三乙醇胺3. (TlI. O份、有机溶剂4. (Γ12. O份、交联剂I. 0 5· O份、水20. 0 40· O 份。
2.根据权利要求I所述的高效环保阻燃剂，其特征在于有机溶剂为异丙醇或乙醇的其中一种或两种混合物。
3.根据权利要求I所述高效环保阻燃剂，其特征在于交联剂采用六亚甲基四胺及十二烷基硫酸钠混合物，两者混合重量比为3 5: I。
4.根据权利要求I所述的高效环保阻燃剂，其特征在于三乙醇胺均配制成20.0 50. 0%的水溶液。
5.根据权利要求I所述的高效环保阻燃剂，其特征在于制备方法包括以下合成工艺步骤和条件 (I)一次性投入甲醛、水、双氰胺，启动搅拌器，在搅拌及催化剂作用下缓慢加入磷酸二氢铵；加热至50. 0 70· 0°C,自然升温至80. 0 90· (TC并保温I. 0 3· Oh ； 当聚合反应达到ρΗ=3. (Γ3. 5后，投入有机溶剂及交联剂并保温O. 5^1. 0h，聚合度达到pH=3. 5 4. O后，投入三乙醇胺溶液及硼酸锌，并于70. (Γ80. (TC保温10. (Γ30. Omin ;用氨水调ρΗ=5. (Γ6. 5，冷却至45°C以下出料。
6.根据权利要求Γ5所述的高效环保阻燃剂，其质量技术特征满足密度=1. 15 I. 35g/cm3，黏度(T 4 杯，20°C ) =14. 0 30· Os，固体含量46. 0 65· 0%，游离醛无，pH值=5. (Γ6. 5，贮存期彡半年， 外观白色乳状液。
全文摘要
本发明公开了一种纤维板使用的高效环保阻燃剂及制备方法，该阻燃剂由甲醛、双氰胺、磷酸二氢铵、硼酸锌、氨水、三乙醇胺、有机溶剂、交联剂及水组成。本发明制备的阻燃剂无卤低毒无腐蚀性，热稳定性好、阻燃效率高、抑烟性强。纤维板生产利用该阻燃剂80～250kg/m3与摩尔比为1.0～1.18脲醛树脂或改性脲醛树脂混合搅拌均匀或单独从热磨喷放管施加可制成阻燃纤维板，其阻燃性能达到国标GB/T8624-2006标准规定的B与C级，物理力学性能达到国标GB/T11718-2009标准，甲醛释放量完全达到GB18580-2001E1或欧洲E0级。人造板制胶车间即可满足生产条件，实用性强，施加方便。
文档编号B27K3/52GK102950632SQ20121046280
公开日2013年3月6日 申请日期2012年11月16日 优先权日2012年11月16日
发明者韦淇峰, 詹满军 申请人:广西丰林木业集团股份有限公司