一种用于装饰板的含磷阻燃剂制备方法与流程

1.本发明属于建筑装饰板材制备技术领域，具体涉及一种用于装饰板的含磷阻燃剂制备方法。


背景技术：

2.装饰板是一种人造板材，它是用多种专用纸张经过化学处理后，用高温高压胶合剂制成的热固性层积塑料，板面具有各种木纹或图案，光亮平整，色泽鲜艳美观，同时具有较高的耐磨、耐热、耐寒、防火等良好的物理性能，许多高级房舍的墙壁、屋顶，制作讲究的柜、橱、桌、床，精密仪器的工作台，实验室的实验台、电视机、收音机以及其它广播电讯设备的外壳，大都采用这种新型的装饰板。
3.阻燃剂，赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂，主要是针对高分子材料的阻燃设计的，其也是装饰板重要原料之一，阻燃剂中最常用的卤系阻燃剂虽然具有其他阻燃剂系列无可比拟的高效性，但是它对环境和人的危害是不可忽视的。
4.因此，一种安全性高、绿色环保且阻燃性好的阻燃剂也是行业所需要的，而含磷阻燃剂具有低烟、无毒、低卤、无卤等优点，符合阻燃剂的发展方向，具有很好的发展前景。而现有技术的含磷阻燃剂为磷系阻燃剂，大多为有机阻燃剂，制备成本高，尤其用于公共环境或工业使用时，用量大，导致成本增加，增加了工业、公共环境的建造成本。


技术实现要素：

5.针对上述背景技术提出的问题，本发明采用的技术方案如下：
6.一种用于装饰板的含磷阻燃剂制备方法，所述方法包括以下步骤：
7.1)制备无机阻燃剂：
8.(a)将硅藻土和水合硅石经球磨机粉碎后，浸水除杂，脱水烘干后研磨成粉末混合物；
9.(b)向粉末混合物中加入酸性溶液，搅拌2.5h后，过滤，去除沉淀，保留酸性溶液，调节ph值为6-6.5，获得弱酸性混合液体；
10.(c)向弱酸性混合液体中加入氢氧化铝颗粒和二氧化硅颗粒，持续搅拌25min-40min，得到硅系混合液；
11.(d)向硅酸钠中加入无水乙醇，搅拌均匀后滴加酸性溶液，水浴加热1h，使ph值为6-6.3，得到含有硅的溶胶；
12.(e)将含有硅的溶胶和硅系溶液均加入至反应釜中，搅拌45min-60min至混合均匀，过滤，得到固化混合物；
13.(f)将固化混合物加入去离子水冲洗至ph值为中性，置入100℃-110℃的烘箱内持续烘干3h-5h，得到无机阻燃剂颗粒；
14.2)制备磷系混合剂：
15.(h)取适量的三氯氧磷至反应桶内，反应桶隔水冷却，向反应桶边搅拌边加入无水
乙醇，持续1.5h-2h，保温在10℃-12℃，进行一级酯化反应，获得酯化液；
16.(i)将酯化液使用蒸馏瓶通过真空减压蒸馏，蒸出液用三氯氧磷吸收，吸收瓶用冰水冷却，使吸收液温度保持在-5℃-5℃，当蒸出液沸点发生突变时，停止蒸馏，获得吸收液；
17.(j)向吸收液中重复加入无水乙醇，按照步骤(h)进行二级酯化反应，在通过步骤(i)进行二次减压蒸馏，获得磷酸三酯溶液；
18.(k)向磷酸三酯溶液中加入成品磷酸酯和水，放置在无氧环境下搅拌30min后，加入烷氧基根催化剂混合后，在无氧条件下升温至40℃-60℃搅拌均匀，滴加环氧乙烷，待反应加料结束后，升温至60℃-80℃，直至老化样液测酸值低于0.2mgkoh/g时，获得磷系混合剂；
19.3)制备含磷阻燃剂：
20.(m)将上述无机阻燃剂颗粒置入反应釜内，无氧条件下注入上述磷系混合剂，加热至60℃保温，加入水持续搅拌30min后，滴加催化剂，升温至100℃-120℃，搅拌3h-5h，获得成品混合液；
21.(n)将成品混合液加入去离子水搅拌后20min后，过滤，置入100℃-110℃的烘箱内持续烘干6h-8h，得到含磷阻燃剂。
22.较佳的，所述方法中组成成分的重量份如下：
23.水合硅石15-25份、硅藻土20-28份、氢氧化铝颗粒5-10份、二氧化硅颗粒6-11份、硅酸钠45-55份；
24.三氯氧磷5-8份、无水乙醇8-12份。
25.较佳的，步骤(a)中水合硅石粉末的颗粒粒径为5μm-8μm，硅藻土的颗粒粒径为5μm-6μm。
26.较佳的，步骤(c)中氢氧化铝颗粒粒径为8μm-10μm、二氧化硅颗粒粒径为8μm-10μm。
27.较佳的，步骤(d)中的酸性溶液为盐酸溶液。
28.较佳的，步骤(d)中水浴温度为55℃-62℃。
29.较佳的，步骤(i)中真空度要求为3.5kpa-4kpa。
30.较佳的，步骤(i)中催化剂为磷酸催化剂。
31.采用本发明技术方案，获得以下有益效果：
32.1、本发明通过分别制备无机阻燃剂和磷系混合剂，再将无机阻燃剂和磷系阻燃剂通过加入水和催化剂进行化合后获得含磷阻燃剂，步骤上，将阻燃剂和磷系混合剂分开制备，提高各自化合物混合的稳定性，再通过催化混合，获得稳定性强的含磷阻燃剂；
33.2、本发明无机阻燃剂制备成本地，原料易获得，在无机阻燃剂制备中，增加硅藻土和水合硅石，进一步研磨除杂后，获得粒径小的硅藻土和水合硅石，提高溶于酸性溶液的反应速度，使含磷阻燃剂不仅具有良好阻燃性的同时，通过本含磷阻燃剂制备的装饰板还能分解甲醛、苯、氡气等有害致癌物质，达到绿色环保的作用。
具体实施方式
34.为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明技术方案进一步说明。
35.一种用于装饰板的含磷阻燃剂制备方法，所述方法包括以下步骤：
36.1)制备无机阻燃剂：
37.(a)将硅藻土和水合硅石经球磨机粉碎后，浸水除杂，脱水烘干后研磨成粉末混合物；
38.(b)向粉末混合物中加入酸性溶液，搅拌2.5h后，过滤，去除沉淀，保留酸性溶液，调节ph值为6-6.5，获得弱酸性混合液体；
39.(c)向弱酸性混合液体中加入氢氧化铝颗粒和二氧化硅颗粒，持续搅拌25min-40min，得到硅系混合液；
40.(d)向硅酸钠中加入无水乙醇，搅拌均匀后滴加酸性溶液，水浴加热1h，使ph值为6-6.3，得到含有硅的溶胶；
41.(e)将含有硅的溶胶和硅系溶液均加入至反应釜中，搅拌45min-60min至混合均匀，过滤，得到固化混合物；
42.(f)将固化混合物加入去离子水冲洗至ph值为中性，置入100℃-110℃的烘箱内持续烘干3h-5h，得到无机阻燃剂颗粒；
43.2)制备磷系混合剂：
44.(h)取适量的三氯氧磷至反应桶内，反应桶隔水冷却，向反应桶边搅拌边加入无水乙醇，持续1.5h-2h，保温在10℃-12℃，进行一级酯化反应，获得酯化液；
45.(i)将酯化液使用蒸馏瓶通过真空减压蒸馏，蒸出液用三氯氧磷吸收，吸收瓶用冰水冷却，使吸收液温度保持在-5℃-5℃，当蒸出液沸点发生突变时，停止蒸馏，获得吸收液；
46.(j)向吸收液中重复加入无水乙醇，按照步骤(h)进行二级酯化反应，在通过步骤(i)进行二次减压蒸馏，获得磷酸三酯溶液；
47.(k)向磷酸三酯溶液中加入成品磷酸酯和水，放置在无氧环境下搅拌30min后，加入烷氧基根催化剂混合后，在无氧条件下升温至40℃-60℃搅拌均匀，滴加环氧乙烷，待反应加料结束后，升温至60℃-80℃，直至老化样液测酸值低于0.2mgkoh/g时，获得磷系混合剂；
48.3)制备含磷阻燃剂：
49.(m)将上述无机阻燃剂颗粒置入反应釜内，无氧条件下注入上述磷系混合剂，加热至60℃保温，加入水持续搅拌30min后，滴加催化剂，升温至100℃-120℃，搅拌3h-5h，获得成品混合液；
50.(n)将成品混合液加入去离子水搅拌后20min后，过滤，置入100℃-110℃的烘箱内持续烘干6h-8h，得到含磷阻燃剂。
51.所述方法中组成成分的重量份如下：
52.水合硅石15-25份、硅藻土20-28份、氢氧化铝颗粒5-10份、二氧化硅颗粒6-11份、硅酸钠45-55份；
53.三氯氧磷5-8份、无水乙醇8-12份。
54.步骤(a)中水合硅石粉末的颗粒粒径为5μm-8μm，硅藻土的颗粒粒径为5μm-6μm。
55.步骤(c)中氢氧化铝颗粒粒径为8μm-10μm、二氧化硅颗粒粒径为8μm-10μm。
56.步骤(d)中的酸性溶液为盐酸溶液。
57.步骤(d)中水浴温度为55℃-62℃。
58.步骤(i)中真空度要求为3.5kpa-4kpa。
59.步骤(i)中催化剂为磷酸催化剂。
60.实施例1
61.水合硅石15份、硅藻土20份、氢氧化铝颗粒7份、二氧化硅颗粒8份、硅酸钠50份；
62.三氯氧磷5份、无水乙醇8份；
63.按照上述方法分别制备，获得含磷阻燃剂。
64.实施例2
65.水合硅石10份、硅藻土25份、氢氧化铝颗粒7份、二氧化硅颗粒8份、硅酸钠50份；
66.三氯氧磷7份、无水乙醇10份；
67.按照上述方法分别制备，获得含磷阻燃剂。
68.实施例3
69.水合硅石25份、硅藻土28份、氢氧化铝颗粒7份、二氧化硅颗粒8份、硅酸钠50份；
70.三氯氧磷8份、无水乙醇12份；
71.按照上述方法分别制备，获得含磷阻燃剂。
72.实施例4
73.水合硅石10份、硅藻土15份、氢氧化铝颗粒7份、二氧化硅颗粒8份、硅酸钠50份；
74.三氯氧磷2份、无水乙醇6份；
75.按照上述方法分别制备，获得含磷阻燃剂。
76.实施例5
77.水合硅石30份、硅藻土35份、氢氧化铝颗粒7份、二氧化硅颗粒8份、硅酸钠50份；
78.三氯氧磷10份、无水乙醇15份；
79.按照上述方法分别制备，获得含磷阻燃剂。
80.不同实施例制备的含磷阻燃剂，按照相同成分的原料制备的装饰板，燃烧获得的性能表，如下：
[0081][0082]
上述性能表可见，按照本发明方法和成分比重的水合硅石、硅藻土越大，三氯氧磷随之增加，则着点时间越长，每平方持续燃烧时间越长，阻燃性越好。
[0083]
上述实施例仅示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。