一種阻燃劑及含其的阻燃中、高密度纖維板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種阻燃劑及含其的阻燃中、高密度纖維板，該阻燃劑是由下述重量份的原料制成：聚磷酸銨40-90份、膨脹劑5-50份、硼化物5-20份，該阻燃劑呈粉狀，屬高效膨脹性阻燃劑，具有熱穩(wěn)定性好，阻燃效率高，成本低廉的特點(diǎn)。在制造阻燃中、高密度纖維板時(shí)，可直接施加至纖維的輸送管道，在管道中與懸浮的纖維通過氣流作用均勻混合，幾乎不改變?cè)械纳a(chǎn)流程，可以克服現(xiàn)有中、高密度纖維板成本高、阻燃劑添加量大、干燥能耗大、產(chǎn)品吸濕性強(qiáng)的問題。
【專利說明】一種阻燃劑及含其的阻燃中、高密度纖維板
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及木材加工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種阻燃劑，還涉及一種含有該阻燃劑的阻燃中、高密度纖維板。
【背景技術(shù)】
[0002]纖維板是以木材或其他植物纖維為原料，通過添加膠粘劑和防水劑，經(jīng)干燥、鋪裝、熱壓、砂光等工序制成的板材或型材。纖維板以其良好的物理力學(xué)性能和加工性能，廣泛用于建筑裝飾裝修、家具生產(chǎn)、地板生產(chǎn)、船舶和車輛內(nèi)裝修。纖維板與其他木質(zhì)材料的成分相似，具有較高的燃燒熱值、較低的起火燃燒溫度以及很快的火焰?zhèn)鞑ニ俣?，因而防火?zāi)能力很低。中、高密度纖維板是以木質(zhì)纖維為原料，通過施加脲醛樹脂或其他適用的膠粘劑制成的一種中高檔木質(zhì)板材，被廣泛地應(yīng)用到家具、室內(nèi)裝修、建筑和公共設(shè)施等領(lǐng)域。中、高密度纖維板作為一種木質(zhì)材料，屬可燃物，易引起火災(zāi)。
[0003]為了降低纖維板的火災(zāi)危險(xiǎn)性，目前通過物理方法或化學(xué)方法對(duì)其進(jìn)行阻燃處理。
[0004]在物理方法中，在纖維板表面覆蓋不燃材料或防火涂料，以對(duì)其進(jìn)行防火保護(hù)。這類方法存在以下缺點(diǎn):使纖維板喪失其良好的加工性能和使用性能；飾面材料的膠結(jié)和涂飾性能差，使用壽命短。如中國專利CN101108503，公開了一種阻燃中密度纖維板及其生產(chǎn)方法，其中在纖維中添加重量20-80 %的膨脹蛭石粉。
[0005]在化學(xué)方法中，目前阻燃中、高密度纖維板阻燃大多采用的阻燃劑是含N、P、B元素的無機(jī)物多組分混合溶液，如水溶性聚磷酸銨、磷酸與尿素共聚得到的產(chǎn)物、三聚氰胺聚磷酸鹽等含P-N的無機(jī)物，與硼酸、硼砂、硼酸鋅等硼化物混合得到的水溶液。如中國專利CN101892020B，公開了一種阻燃劑，按原料組分及相應(yīng)的百分含量包括如下:三聚氰胺衍生物12-20%、含硼化合物18-30%、水50-70%。但該類阻燃劑以水溶液方式施加，需專門增加一套用于阻燃劑計(jì)量和施加的設(shè)備，提高了設(shè)備成本和工藝的復(fù)雜性；同時(shí)帶入的大量水分會(huì)大大增加干燥設(shè)備負(fù)荷，延長(zhǎng)纖維的干燥時(shí)間，降低纖維的輸送速率，從而最終導(dǎo)致產(chǎn)能下降；另外，該類阻燃劑具有較大的吸濕性和一定的酸性，對(duì)阻燃中高密度的物理力學(xué)性能影響嚴(yán)重。
[0006]目前也有采用粉狀阻燃劑施加方式制造阻燃中、高密度纖維板的方法，但該方法的阻燃劑施加量較大，生產(chǎn)阻燃板阻燃劑添加量:B級(jí)一般需要100-120kg/m3，C級(jí)一般需要50-60kg/m3。阻燃劑施加量大，一方面導(dǎo)致阻燃成本高，另一方面會(huì)對(duì)產(chǎn)品物理力學(xué)性能影響嚴(yán)重，勢(shì)必要提高施膠量來彌補(bǔ)，從而該方法施膠量高達(dá)到220-240kg/m3。因此，該方法仍存在阻燃劑和施膠量較大，阻燃成本較高的問題。
[0007]綜上所述，開發(fā)一種具有高性價(jià)比的阻燃劑十分必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高效膨脹型阻燃劑，可以克服現(xiàn)有阻燃劑添加量大的不足。
[0009]一種阻燃劑，由下述重量份的原料制成:聚磷酸銨40-90份、膨脹劑5-50份、硼化物5-20份。
[0010]優(yōu)選的，由下述重量份的原料制成:聚磷酸銨60-70份、膨脹劑20-35份、硼化物10-15 份。
[0011]更優(yōu)選的，由下述重量份的原料制成:聚磷酸銨65份、膨脹劑30份、硼化物12份。
[0012]本發(fā)明所述的聚磷酸銨為I型聚磷酸銨(聚合度n>30)或II型聚磷酸銨(聚合度n>1000)，當(dāng)二者混合時(shí)，可以是任意比例。
[0013]所述的膨脹劑為膨脹型石墨、三聚氰胺。
[0014]所述的硼化物為硼酸鋅、硼砂和硼酸的一種或幾種的混合物，混合時(shí)，可以是任意比例。
[0015]本發(fā)明阻燃劑的各組分的粒徑可以根據(jù)需要在生產(chǎn)中進(jìn)行調(diào)整，使得各組分的粒徑可以均勻的分散于纖維之間，從而使阻燃劑在板材中分布均勻，優(yōu)選阻燃劑粒徑為200-300 目。
[0016]本發(fā)明還提供了一種含有上述阻燃劑的阻燃中、高密度纖維板。
[0017]本發(fā)明含有上述阻燃劑的阻燃中、高密度纖維板，按照現(xiàn)有技術(shù)常規(guī)工藝或稍加調(diào)整進(jìn)行生產(chǎn)，優(yōu)選以粉狀的形式直接添加到干燥管道下游，在管道中與懸浮的纖維通過氣流作用均勻混合。
[0018]本發(fā)明含有上述阻燃劑的阻燃中、高密度纖維板，可以克服現(xiàn)有中、高密度纖維板成本高、阻燃劑添加量大、干燥能耗大、產(chǎn)品吸濕性強(qiáng)的問題。
[0019]本發(fā)明的阻燃劑屬于高效膨脹型阻燃劑，將聚磷酸銨、硼化物、膨脹劑復(fù)配，充分發(fā)揮各組分的協(xié)同作用，從而制備出的一種新型的高效膨脹型阻燃劑。其阻燃機(jī)理主要包括成炭機(jī)理、氣體稀釋作用機(jī)理、覆蓋機(jī)理和膨脹物隔熱隔氧作用機(jī)理。其中的聚磷酸銨，分子通式為(ΝΗ4)η+2Ρη03η+1，是一種熱穩(wěn)定性好，阻燃效率高的無機(jī)化合物。聚磷酸銨在高溫燃燒過程中釋放出的聚偏磷酸等酸性物質(zhì)，可作為酯化酸源和脫水劑，在與聚合物發(fā)生酯化反應(yīng)并使酯化產(chǎn)物脫水成炭，炭層能起到隔熱和隔絕空氣的作用；同時(shí)能產(chǎn)生水蒸氣、二氧化氮等不燃?xì)怏w，能稀釋空氣中的氧濃度。硼化物在高溫下分解成三氧化二硼和水蒸氣，其中三氧化二硼在高溫下呈熔融的粘稠狀態(tài)，能覆蓋在纖維表面，起到隔絕空氣的作用；其中硼酸鋅又是一種有效的抑煙劑，能有效降低煙氣的釋放量。膨脹型石墨在達(dá)到膨脹溫度后，能迅速膨脹50-300倍，從而使燃燒熔融體系迅速膨脹，形成一個(gè)有效的隔熱和隔氧層。單獨(dú)使用聚磷酸銨制備阻燃中、高密度纖維板，通過觀察產(chǎn)品燃燒過后的剩余物的物理特征，燃燒剩余物堅(jiān)硬結(jié)實(shí)，但體積較燃燒前無明顯膨脹，因?yàn)樵诎宀娜紵^程中，聚磷酸銨能有效地將炭源物質(zhì)脫水成炭，酸源在起主要作用，但膨脹效果不明顯。加入膨脹型石墨后，燃燒剩余物體積膨脹顯著，阻燃性能顯著提高。進(jìn)一步地，通過聚磷酸銨、硼化物和膨脹型石墨三者的協(xié)效作用，產(chǎn)品經(jīng)燃燒試驗(yàn)后，不燃炭層厚度顯著增大，燃燒剩余物質(zhì)量顯著增多，阻燃效果顯著提高。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0021]1、本發(fā)明在阻燃劑中加入膨脹型石墨或三聚氰胺后，產(chǎn)品燃燒剩余物體積膨脹明顯，其阻燃性能得到顯著提高，同時(shí)成本大大降低。[0022]2、本發(fā)明的阻燃劑的主要成分為聚磷酸銨和膨脹型石墨，二者均近中性，且都難溶或不溶于水，因此對(duì)板材的力學(xué)性能影響較小，同時(shí)也不存在吸濕問題。如采用II型聚磷酸銨和I型聚磷酸銨混合施加，成本會(huì)得到大大降低。
[0023]3、本發(fā)明的阻燃劑使用了價(jià)格低廉、原料廣泛易得的膨脹型石墨、三聚氰胺和硼酸等組分，使得阻燃劑的成本大大降低；同時(shí)，由于各組分之間的協(xié)同作用顯著，大大降低了阻燃劑的施加量。如以II型聚磷酸銨與其余組分復(fù)配成的阻燃劑，生產(chǎn)難燃B級(jí)阻燃中密度纖維板，阻燃劑的施加量?jī)H需65-70kg/m3。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面以具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例。
[0025]實(shí)施例1
[0026]一種阻燃劑，由下述原料制成:
[0027]I型聚磷酸銨400g、膨脹型石墨400g、硼酸鋅50g。
[0028]將各組分按照配比混合均勻，即可制成阻燃劑。
[0029]實(shí)施例2
[0030]一種阻燃劑，由下述原料制成:
[0031]II型聚磷酸銨800g、膨脹型石墨100g、三聚氰胺50g、硼砂200g。
[0032]將各組分按照配比混合均勻，即可制成阻燃劑。
[0033]實(shí)施例3
[0034]一種阻燃劑，由下述原料制成:
[0035]I型聚磷酸銨400g、II型聚磷酸銨200g、膨脹型石墨350g、硼酸100g。
[0036]將各組分按照配比混合均勻，即可制成阻燃劑。
[0037]實(shí)施例4
[0038]一種阻燃劑，由下述原料制成:
[0039]I型聚磷酸銨500g、II型聚磷酸銨200g、膨脹型石墨200g、硼酸鋅50、硼砂100g。
[0040]將各組分按照配比混合均勻，即可制成阻燃劑。
[0041]實(shí)施例5
[0042]一種阻燃劑，由下述原料制成:
[0043]I型聚磷酸銨500g、II型聚磷酸銨100g、膨脹型石墨300g、硼酸鋅20、硼酸100g。
[0044]將各組分按照配比混合均勻，即可制成阻燃劑。
[0045]實(shí)施例6
[0046]—種阻燃劑，由下述原料制成:
[0047]I型聚磷酸銨400g、膨脹型石墨500g、硼酸鋅50g。
[0048]將各組分按照配比混合均勻，即可制成阻燃劑。
[0049]實(shí)施例7
[0050]一種阻燃劑，由下述原料制成:
[0051]II型聚磷酸銨900g、三聚氰胺50g、硼砂200g。
[0052]將各組分按照配比混合均勻，即可制成阻燃劑。
[0053]實(shí)施例8[0054]—種阻燃劑，由下述原料制成:
[0055]I型聚磷酸銨500g、II型聚磷酸銨150g、膨脹型石墨300g、硼酸鋅20、硼砂100g。
[0056]將各組分按照配比混合均勻，即可制成阻燃劑。
[0057]實(shí)施例:
[0058]IOmm厚中、高密度纖維板國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的性能要求，見表1。
[0059]表1相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求
[0060]
【權(quán)利要求】
1.一種阻燃劑，其特征在于:該阻燃劑是由下述重量份的原料制成: 聚磷酸銨40-90份、膨脹劑5-50份、硼化物5-20份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃劑，其特征在于:該阻燃劑是由下述重量份的原料制成: 聚磷酸銨60-70份、膨脹劑20-35份、硼化物10-15份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃劑，其特征在于:該阻燃劑是由下述重量份的原料制成: 聚磷酸銨65份、膨脹劑30份、硼化物12份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的阻燃劑，其特征在于:所述的聚磷酸銨為I型聚磷酸銨和/或II型聚磷酸銨，當(dāng)二者混合時(shí)，可以是任意比例。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的阻燃劑，其特征在于:所述的膨脹劑為膨脹型石墨、三聚氰胺。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的阻燃劑，其特征在于:所述的硼化物為硼酸鋅、硼砂和硼酸的一種或幾種的混合物，混合時(shí)，可以是任意比例。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的阻燃劑，其特征在于:所述阻燃劑的阻燃劑粒徑為200-300 目。
8.一種阻燃中、高密度纖維板，其特征在于:含有權(quán)利要求1-3任一所述的阻燃劑。
【文檔編號(hào)】D21H17/66GK103993527SQ201410252266
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】蔣啟榮, 李寧 申請(qǐng)人:蔣啟榮