无卤素阻燃剂组合物用于基材上的间接防火层的用途的制作方法

[]本发明提供了对木类和纤维素类材料赋予阻燃性的改进方法，所述材料可用于生产家具和室内建筑构造，例如木类材料，例如木材(木料)和科技木，例如胶合板、强化木材、纤维板(例如中密度纤维板(mdf)或高密度纤维板(hdf))、颗粒板(pb)、定向刨花板(osb)、叠层木材、平行木片胶合木(psl)、长条刨片层积材(lsl)和定向刨花成材(osl)、胶合叠层木材(胶合层木)和单板层积材(lvl)，以及用于装饰性内饰的材料，例如装饰面板。

背景技术：

0、[背景技术]

1、木类和纤维素类材料广泛用作建筑材料和家具的构造。此外，装饰性面板通常用于家具的构造和装饰性内饰中。从火灾情况下的安全性方面出发，材料必须满足高阻燃性标准。

2、欧洲标准din en 13823被广泛接受用于比较不同材料的阻燃性。仍然得到可靠结果的一些较陈旧方法是iso 5658-2(2006)和uni 9174(2010)。基于这些方法，可以对材料进行分类(例如，根据din en 13501-1(2019-05)的euroclass)。

3、当遵循euroclass体系时，可燃性材料(例如木类和纤维素类材料，例如木类面板和抗倍特板)的分类基于根据din en 13823的单体燃烧(sbi)测试的结果。sbi测试的分类参数是燃烧增长速率指数(figra)、横向火焰蔓延(lfs)、总释放热(thr600s)、烟雾增长速率(smogra)和总烟雾产生(tsp)。figra和thr指数是euroclass评级所依赖的主要因素。

4、为了增加它们的阻燃性，可以用阻燃剂组合物和膨胀型组合物处理木类和纤维素类材料。阻燃剂组合物可以通过吸收能量(否则将用于燃烧过程的持续)来减缓火灾的蔓延。膨胀型组合物在热的影响下膨胀形成用于使基材与热隔离的大量泡沫层(膨胀炭)，从而减慢基材的热解。此外，膨胀炭防止氧气接触基材，从而抑制燃烧。

5、典型的膨胀型组合物含有酸供体、碳供体和发泡剂。在暴露于热时，酸供体分解以释放酸。酸转而催化碳供体的碳化以形成碳层，以及分解发泡剂以释放惰性气体。惰性气体起到使碳供体碳化所形成的碳骨架膨胀的作用，从而产生膨胀炭。作为合适的酸供体，已知有磷酸盐。作为碳供体，可以使用多元醇或糖。作为发泡剂，已经使用含氮化合物，例如双氰胺、三聚氰胺、脲或胍。使用三聚氰胺作为发泡剂的组合物是已知的，例如由us 2012/0295996 a1、us 6,989,113 b1和wo 2018/122406 a1可知。

6、从环境和经济观点来看，配制水基膨胀型组合物(优选是无卤素的组合物)是理想且有利的。然而，当尝试制备这种组合物时，必须处理溶解度和相容性问题。

7、已经记载有用阻燃添加剂处理基材(例如木类材料，例如木类面板或抗倍特板)的不同方法。普遍的方法涉及在形成压缩板之前向木材原料(例如条、碎片或纤维)添加阻燃添加剂，如例如de 103 61 878a1、ep 2 586 849 a2和wo 2018/122406 a1中所述的。然而，在这种方法中，需要大量的活性剂，因为活性剂最终包含在成品的整个体积中。此外，已经使用水溶液处理过的原料可能易于随后浸出活性剂。最后，也可能出现活性剂与用于由经处理的原料形成产品的粘合剂或树脂之间的相容性问题。us 2004 266 303公开了一种覆有非织造玻璃纤维垫的石膏板。

8、阻燃剂可以在制备颗粒板的情况下作为颗粒物添加至木材颗粒，或者在制备纤维板或定向刨花板的情况下作为液体悬浮液、分散液或溶液加入纤维。在这种情况下，活性剂和粘合剂之间的相容性也可能是一个问题，并且仍然需要使用大量的活性剂。

9、非专利文献1记载了由多磷酸铵(app)、季戊四醇(per)和三聚氰胺-脲-甲醛树脂(muf)的混合物组成的阻燃性胶粘剂树脂用于制备阻燃性装饰(frd)胶合板的用途。

10、us 9669 564公开了一种旨在将阻燃性赋予木材的方法和阻燃性木制品。所述方法包括将含水阻燃性浸渍物施用于由胶合板或osb组成的木制品。

11、就木类和纤维素类基材而言，阻燃剂和膨胀型组合物作为外涂层的应用似乎很少受到关注。特别是，用含水组合物处理这种基材似乎没有进行过广泛研究。然而，在wo 99/35196a1中记载了用于涂覆基材的含水膨胀型组合物的实例。

12、在诸如de 43 07 406 a1和wo 99/35196a1等文献中记载了基于三聚氰胺-甲醛树脂和偏磷酸酯的混合物的膨胀型涂层。然而，由于偏磷酸酯比较昂贵，因此希望找到一种用于降低其用量或能够完全取代它们且同时保持足够的膨胀性的手段。此外，当施加使用磷酸酯制备的涂层时，推荐施加保护性面层，从而增加进一步的努力和成本。鉴于它们的高酸度，避免使用偏磷酸酯也会是有利的。

13、除了潜在的相容性问题之外，将阻燃剂或膨胀型涂层施加到基材表面上的方法面临着确保涂层不会因搬运操作和/或暴露于元件而过度劣化的障碍。换言之，与在木类材料的生产过程中添加到原料中的阻燃剂相反，采取涂层形式的阻燃剂或膨胀型组合物不仅需要显示足够的稳定性，而且还需要显示足够的耐久性。

14、非专利文献1：

15、wu m,song w,wu y,qu w.“preparation and characterization of the flameretardant decorated plywood based on the intumescent flame retardantadhesive”materials(basel).2020年2月3日；13(3):676.doi:10.3390/ma13030676.pmid:32028679；pmcid:pmc7040706.

16、[目的]

17、本发明人已经寻求解决上文讨论的问题并提供一种用于对基材(例如可用于生产家具和室内建筑构造的木类和纤维素类材料)和用于装饰性内饰的材料赋予阻燃性的手段，其比先前的手段更有效，且不会在经处理的产品的阻燃性和物理性质方面造成任何损失。

18、因此，本发明的目的是提供一种用于对木类和纤维素类材料赋予阻燃性的改进方法。

技术实现思路

0、[
技术实现要素：
]

1、本发明通过如下所述的对基材赋予阻燃性的方法解决了所认定的问题。

2、通过使用如下所述的对基材赋予阻燃性的方法，可以仅使用少量的活性剂获得显示优异的阻燃性的材料。特别是，与传统的方法和组合物相比，本发明实现了对于实现特定对火反应性能(例如euroclass体系中的特定分类水平)所需的阻燃剂的显著减少。例如，在制备低可燃性的木质复合板中使用的阻燃剂的量通常为70-80kg/m3，而本发明仅需要该量的一部分来获得相当的性能。不仅从经济的角度来看，而且从生态的观点来看，所需阻燃剂量的这种减少都代表了改善。此外，组合物是无卤素的。这些组合物通常被认为是更安全的、无毒的并且不在环境中或生物体中积聚。

3、此外，通过依赖涂覆工艺，而不是添加原料，可以将制造基材的过程与用阻燃剂处理基材的过程分开。因此，可以消除在生产例如阻燃性木类面板等材料时在低温下运行和采用长压制时间的需要，并且可以提高生产率。最后，本发明的组合物和方法使得能够获得足够稳定且耐久的涂层，以允许在内部构造应用中使用经处理的产品，从而消除了对施加另外的外涂层的需要。

4、特别是，本发明涉及权利要求1所述的方法。从属权利要求2至15中记载了进一步的实施方式。

5、本发明还涉及权利要求16所述的膨胀型载体，权利要求23或24所述的阻燃产品。

6、本发明还涉及权利要求25所述的阻燃产品，以及权利要求26至37所述的制备膨胀型载体的方法。