本发明涉及凹凸棒土加工
技术领域：
，具体涉及一种凹凸棒土木材阻燃剂及其制备方法。
背景技术：
：木材为重要的工业工程用材料，建筑装修用木材总消耗量的比例呈逐年上升趋势。但是，未经处理的木材及其制品为易燃性材料，存在火灾隐患。据世界各国的火灾统计资料分析，有21%的火灾中与木材有关。为了减少火灾，许多国家均以法律的形式要求对使用的木材必须进行阻燃处理，木材阻燃常用阻燃剂进行处理，但现有的木材阻燃剂中，有机阻燃剂因其燃烧时放出大量有毒气体且价格昂贵，而不提倡使用；树脂型阻燃剂，由于阻燃性能不够理想并且存在浸注困难、处理材颜色变深等问题，未被广泛使用，目前使用最广泛的无机阻燃剂，具有来源广泛、价格低、无毒环保等优点，但目前很多无机阻燃剂对木材的阻燃效果不明显，而且抗流失性能差，变形大。凹凸棒土是一种具层链状的含水富镁铝的硅酸盐矿物，其显微结构包括3个层次：（1）、基本结构单元为棒状单晶体，棒晶直径为0.01μm数量级，长度可达0.1-1μm；（2）、由单晶平行聚集而成的棒晶束；（3）、由晶束相互聚集堆砌而形成的各种聚集体，粒径通常为0.01-0.1mm数量级。目前有少量研究将凹凸棒土作为高分子聚合物的阻燃剂原料方，但是效果均不理想。技术实现要素：本发明的目的是提供一种凹凸棒土木材阻燃剂及其制备方法，以凹凸棒土为主要原料，制备方法简单，阻燃效果好，用于木材的阻燃载药处理。本发明提供了如下的技术方案：一种凹凸棒土木材阻燃剂，包括以下份计的原料：凹凸棒土150~200份、含磷化合物10~15份、氨基化合物10~15份、含硼化合物10~15份、铝盐10~15份、表面活性剂2~8份、三氧化二锑1~3份和二氧化硅溶胶1~3份。优选地，按重量份计包括凹凸棒土175份、含磷化合物12份、氨基化合物12份、含硼化合物12份、铝盐12份、表面活性剂5份、三氧化二锑2份和二氧化硅溶胶2份。优选地，所述含磷化合物为磷酸、亚磷酸、次磷酸、焦磷酸、聚磷酸铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵中的任一种。优选地，所述氨基化合物为双氰胺或者尿素。优选地，所述含硼化合物为硼酸、硼砂、四硼酸钠、硼酸盐中的任一种。优选地，所述铝盐为氯化铝、硫酸铝、硝酸铝中的任一种。本发明还提供一种凹凸棒土木材阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：步骤（1）、取凹凸棒土进行研磨粉碎得凹凸棒土粉末，向凹凸棒土粉末中倒入10~15重量倍的清水，在转速1000~1200r/min条件下高速搅拌5~10min得到的混合液，静置50~60min后进行加热，加热温度为60~85℃，加热时间为20~30min，加热后进行干燥处理得到提纯后的凹凸棒土粉末；步骤（2）、利用10~25kev，30~35kg的氮离子束对步骤（1）中所得的提纯后的凹凸棒土粉末进行辐照处理，以将凹凸棒土棒晶打散解离；步骤（3）、将步骤（2）辐照处理后的凹凸棒土粉末加入质量浓度为10~15%的乙醇溶液中，以转速200~300r/min搅拌15~25min，再经过超声处理，静置后得到高悬浮凹凸棒土乙醇悬浊液，过滤，水洗至ph值为6~8，再过滤，干燥得到活化凹凸棒土粉末；步骤（4）、按照配比取含磷化合物、氨基化合物、含硼化合物、铝盐、表面活性剂、三氧化二锑和二氧化硅溶胶加入到活化凹凸棒土粉末中，混合均匀得混合物料，向混合物料中加入3~5倍重量的清水，在转速200~300r/min条件下搅拌50~60min，静置后得到凹凸棒土阻燃剂溶液；步骤（5）、向步骤（4）中得到的凹凸棒土阻燃剂溶液通入50~60℃的热空气使其翻腾，时间为20~30min，静置后进行干燥处理，并将物料研磨成60~80μm的颗粒，即得所述凹凸棒土木材阻燃剂。优选地，所述步骤（3）中凹凸棒土粉末和乙醇溶液的质量比为1：10~1：15。优选地，所述步骤（3）中超声处理条件为1000~2000w，时间为5~30min。本发明的有益效果：以凹凸棒土为主要原料，制备方法简单，阻燃效果好，用于木材的阻燃载药处理，具体如下：（1）、本发明以凹凸棒土为原料，经过粉碎和提纯，经过氮离子辐照处理，再做改性处理得到高悬浮性凹凸棒土，悬浮性能好且稳定；（2）、本发明利用超声技术，制备高悬浮凹凸棒土乙醇悬浊液，克服凹凸棒土在乙醇中难分散的问题，通过添加三氧化二锑，提高了阻燃性能；（3）、本发明含有较高的磷、氮、硼、铝元素含量，为复合而成的高效无卤阻燃体系，并且易溶于水，可直接配制成阻燃药液，用于木材的阻燃载药处理。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。实施例1一种凹凸棒土木材阻燃剂，包括以下份计的原料：凹凸棒土150份；含磷化合物10份；氨基化合物10份；含硼化合物10份；铝盐10份；表面活性剂2份；三氧化二锑1份；二氧化硅溶胶1份。其中，所述含磷化合物为磷酸，所述氨基化合物为双氰胺。其中，所述含硼化合物为硼酸，所述铝盐为氯化铝。本实施例中还提供一种凹凸棒土木材阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：步骤（1）、取凹凸棒土进行研磨粉碎得凹凸棒土粉末，向凹凸棒土粉末中倒入10重量倍的清水，在转速1000r/min条件下高速搅拌5min得到的混合液，静置50min后进行加热，加热温度为60℃，加热时间为20min，加热后进行干燥处理得到提纯后的凹凸棒土粉末；步骤（2）、利用10kev，30kg的氮离子束对步骤（1）中所得的提纯后的凹凸棒土粉末进行辐照处理，以将凹凸棒土棒晶打散解离；步骤（3）、将步骤（2）辐照处理后的凹凸棒土粉末加入质量浓度为10%的乙醇溶液中，以转速200r/min搅拌15min，再经过超声处理，静置后得到高悬浮凹凸棒土乙醇悬浊液，过滤，水洗至ph值为6，再过滤，干燥得到活化凹凸棒土粉末；步骤（4）、按照配比取含磷化合物、氨基化合物、含硼化合物、铝盐、表面活性剂、三氧化二锑和二氧化硅溶胶加入到活化凹凸棒土粉末中，混合均匀得混合物料，向混合物料中加入3倍重量的清水，在转速200r/min条件下搅拌50min，静置后得到凹凸棒土阻燃剂溶液；步骤（5）、向步骤（4）中得到的凹凸棒土阻燃剂溶液通入50℃的热空气使其翻腾，时间为20min，静置后进行干燥处理，并将物料研磨成60μm的颗粒，即得所述凹凸棒土木材阻燃剂。其中，所述步骤（3）中凹凸棒土粉末和乙醇溶液的质量比为1：10。其中，所述步骤（3）中超声处理条件为1000w，时间为5min。实施例2一种凹凸棒土木材阻燃剂，包括以下份计的原料：凹凸棒土200份；含磷化合物15份；氨基化合物15份；含硼化合物15份；铝盐15份；表面活性剂8份；三氧化二锑3份；二氧化硅溶胶3份。其中，所述含磷化合物为亚磷酸，所述氨基化合物为尿素。其中，所述含硼化合物为硼砂，所述铝盐为硫酸铝。本实施例中还提供一种凹凸棒土木材阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：步骤（1）、取凹凸棒土进行研磨粉碎得凹凸棒土粉末，向凹凸棒土粉末中倒入15重量倍的清水，在转速1200r/min条件下高速搅拌10min得到的混合液，静置60min后进行加热，加热温度为85℃，加热时间为30min，加热后进行干燥处理得到提纯后的凹凸棒土粉末；步骤（2）、利用25kev，35kg的氮离子束对步骤（1）中所得的提纯后的凹凸棒土粉末进行辐照处理，以将凹凸棒土棒晶打散解离；步骤（3）、将步骤（2）辐照处理后的凹凸棒土粉末加入质量浓度为15%的乙醇溶液中，以转速300r/min搅拌25min，再经过超声处理，静置后得到高悬浮凹凸棒土乙醇悬浊液，过滤，水洗至ph值为8，再过滤，干燥得到活化凹凸棒土粉末；步骤（4）、按照配比取含磷化合物、氨基化合物、含硼化合物、铝盐、表面活性剂、三氧化二锑和二氧化硅溶胶加入到活化凹凸棒土粉末中，混合均匀得混合物料，向混合物料中加入5倍重量的清水，在转速300r/min条件下搅拌60min，静置后得到凹凸棒土阻燃剂溶液；步骤（5）、向步骤（4）中得到的凹凸棒土阻燃剂溶液通入60℃的热空气使其翻腾，时间为30min，静置后进行干燥处理，并将物料研磨成80μm的颗粒，即得所述凹凸棒土木材阻燃剂。其中，所述步骤（3）中凹凸棒土粉末和乙醇溶液的质量比为1：15。其中，所述步骤（3）中超声处理条件为2000w，时间为30min。实施例3一种凹凸棒土木材阻燃剂，包括以下份计的原料：凹凸棒土175份；含磷化合物12份；氨基化合物12份；含硼化合物12份；铝盐12份；表面活性剂5份；三氧化二锑2份；二氧化硅溶胶2份。其中，所述含磷化合物为磷酸二氢铵，所述氨基化合物为尿素。其中，所述含硼化合物为四硼酸钠，所述铝盐为硝酸铝。本实施例中还提供一种凹凸棒土木材阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：步骤（1）、取凹凸棒土进行研磨粉碎得凹凸棒土粉末，向凹凸棒土粉末中倒入12重量倍的清水，在转速1100r/min条件下高速搅拌7min得到的混合液，静置55min后进行加热，加热温度为70℃，加热时间为25min，加热后进行干燥处理得到提纯后的凹凸棒土粉末；步骤（2）、利用18kev，32kg的氮离子束对步骤（1）中所得的提纯后的凹凸棒土粉末进行辐照处理，以将凹凸棒土棒晶打散解离；步骤（3）、将步骤（2）辐照处理后的凹凸棒土粉末加入质量浓度为12%的乙醇溶液中，以转速250r/min搅拌20min，再经过超声处理，静置后得到高悬浮凹凸棒土乙醇悬浊液，过滤，水洗至ph值为7，再过滤，干燥得到活化凹凸棒土粉末；步骤（4）、按照配比取含磷化合物、氨基化合物、含硼化合物、铝盐、表面活性剂、三氧化二锑和二氧化硅溶胶加入到活化凹凸棒土粉末中，混合均匀得混合物料，向混合物料中加入4倍重量的清水，在转速250r/min条件下搅拌55min，静置后得到凹凸棒土阻燃剂溶液；步骤（5）、向步骤（4）中得到的凹凸棒土阻燃剂溶液通入55℃的热空气使其翻腾，时间为25min，静置后进行干燥处理，并将物料研磨成70μm的颗粒，即得所述凹凸棒土木材阻燃剂。其中，所述步骤（3）中凹凸棒土粉末和乙醇溶液的质量比为1：12。其中，所述步骤（3）中超声处理条件为1500w，时间为20min。实施例4采用实施例1~3的凹凸棒土木材阻燃剂配制成浓度为60~80%的阻燃剂溶液，取4块1000×1000×50mm的木地板置于温度为30~40℃浓度为8~12％的碱液中进行预处理8~12h，处理好后用清水冲洗2~3次，再把预处理好的木板中的3块分别浸渍在实施例1~3的阻燃剂溶液中6~12h，浸渍好后的木地板用红外加热固化60min，剩余1块木地板作为对照组，对这4块木地板按国标(gb/t12441-2005)模拟大板燃烧法进行测试：实施例1实施例2实施例3对照组耐火时间（min）92969510min采用本发明凹凸棒土木材阻燃剂的木板的耐火时间长，阻燃性能高。参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12