一種木質(zhì)復(fù)合材料用高效阻燃抑煙劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及木質(zhì)復(fù)合材料阻燃抑煙劑領(lǐng)域，具體為一種木質(zhì)復(fù)合材料用高效阻燃抑煙劑及其制備方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]木質(zhì)材料以其獨(dú)特的材料性能和優(yōu)良的環(huán)境學(xué)特性備受人們的青睞，被人們廣泛用于家居和公共場所的裝飾裝修。木質(zhì)材料是一種天然的可再生生物質(zhì)材料，是一種具有火災(zāi)隱患的易燃材料，一旦火災(zāi)發(fā)生，將會(huì)嚴(yán)重威脅到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。同時(shí)，在火災(zāi)中，木質(zhì)材料燃燒時(shí)釋放的煙塵和毒氣更是造成人員傷亡的主要原因。為此，開發(fā)具有高效阻燃抑煙功能的木制品，這已成為有關(guān)技術(shù)人員的共同追求。GB/T17658-1999《阻燃木材燃燒性能試驗(yàn)一火傳播試驗(yàn)方法》、GB/T24267-2009《阻燃木質(zhì)復(fù)合地板》、GB/T14656-2009《阻燃紙和紙板燃燒試驗(yàn)方法》、GB/T8625-2005《建筑材料難燃性試驗(yàn)方法》、GB50222-95《建筑內(nèi)部裝修設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、GB8624-2012《建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》、GA/42.1-92《阻燃木材燃燒性能試驗(yàn)方法木垛法》等一系列國家標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)文件也對(duì)木質(zhì)材料及木制品的阻燃性能作了嚴(yán)格的規(guī)定。
[0004]目前，用于木質(zhì)材料的阻燃劑包括無機(jī)阻燃劑和有機(jī)阻燃劑兩大類。無機(jī)阻燃劑有鎂鋁系、硼系、銻系、鉑系等；有機(jī)阻燃劑主要包括磷系、磷一氮系、鹵系、鹵一磷系、硅系等。以上阻燃劑存在著添加量較大、抑煙性能差或影響木制品的物理力學(xué)性能，有的甚至在添加后造成環(huán)境污染等問題。而木質(zhì)材料、木制品及木質(zhì)復(fù)合材料的又在人們生活和工業(yè)中大量應(yīng)用，因此，相應(yīng)的加工與應(yīng)用行業(yè)已迫切需要開發(fā)一種既具有高效阻燃性能，又具有尚效抑煙性能的阻燃抑煙劑，以提尚木質(zhì)材料的利用的安全性，減少木質(zhì)材料及木制品因火災(zāi)而造成的危害和人員傷亡，促進(jìn)我國綠色阻燃工業(yè)的發(fā)展。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種木質(zhì)復(fù)合材料用高效阻燃抑煙劑及其制備方法，以解決上述【背景技術(shù)】中存在的問題。
[0007]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
一種木質(zhì)復(fù)合材料用高效阻燃抑煙劑，其原料由以下重量份的原料組分組成:
膨脹型阻燃劑:55— 65份；
有機(jī)蒙脫土:2—6份；
納米金屬氫氧化物:15— 25份；
硫酸鎂晶須:10—20份。
[0008]上所述的木質(zhì)復(fù)合材料用高效阻燃抑煙劑，其特征是:所述木質(zhì)復(fù)合材料用高效阻燃抑煙劑的原料為以下重量份的組分: 膨脹型阻燃劑:60份；
有機(jī)蒙脫土:4份；
納米金屬氫氧化物:20份；
硫酸鎂晶須:15份。
[0009]上所述的木質(zhì)復(fù)合材料用高效阻燃抑煙劑，其中膨脹型阻燃劑為合成的焦磷酸三聚氰胺，是一種白色粉末，產(chǎn)率為89.6%。
[0010]上所述的木質(zhì)復(fù)合材料用高效阻燃抑煙劑，其中有機(jī)蒙脫土為蒙脫土與芳基磷酸酯或十八烷基三甲基氯化銨反應(yīng)合成。有機(jī)蒙脫土的陽離子交換能力為110meq/100g ;
上所述的木質(zhì)復(fù)合材料用高效阻燃抑煙劑，其中納米金屬氫氧化物為納米氫氧化鎂、納米氫化鋁中的一種或兩種的組合。
[0011]上述的木質(zhì)復(fù)合材料用高效阻燃抑煙劑，其中硫酸鎂晶須為堿式硫酸鎂晶須，純凈度:^ 96%ο
[0012]上述的木質(zhì)復(fù)合材料用高效阻燃抑煙劑的制備方法，包括以下步驟:
I)膨脹型阻燃劑的合成制備。將73g三聚氰胺、16g硝酸和500mL去離子水加入100mL的四口燒瓶中，攪拌條件下逐漸升溫至90°C，待三聚氰胺溶解后緩慢加入67.6g焦磷酸鈉。在90—95°C條件下繼續(xù)攪拌，注意測量反應(yīng)溶液的pH，當(dāng)pH多6.0時(shí)，停止反應(yīng)，得到白色的膏狀物，并經(jīng)過多次洗滌、抽濾，然后將其置于102±3°C的真空干燥箱中烘至恒重，粉碎過篩后得到白色粉末，即制得膨脹型阻燃劑焦磷酸三聚氰胺，產(chǎn)率為89.6%。
[0013]2)有機(jī)蒙脫土的合成制備。主要包括兩種方法:①將80.0g蒙脫土和400mL去離子水加入100mL的四口燒瓶中，攪拌條件下逐漸升溫至80°C，待蒙脫土充分分散后加入一定量的十八烷基三甲基氯化銨。在80°C條件下攪拌反應(yīng)20h，然后出料、過濾、充分洗滌，直到洗滌后的水用硝酸銀溶液檢測無白色沉淀，然后將其放入102±3°C的真空干燥箱中烘至恒重，充分研磨過篩，即制得有機(jī)蒙脫土。②將80.0g蒙脫土和400mL去離子水加入100mL的四口燒瓶中，在70°C條件下攪拌至溶液均勻。然后將20.0g芳基磷酸酯溶于10mL無水乙醇，并將其緩慢滴加至蒙脫土懸浮液中。滴加完后，在75°C條件下充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)10h，然后將反應(yīng)的混合溶液沉淀、過濾，將其放入102±3°C的真空干燥箱中烘至恒重，充分研磨過篩，即制得含磷蒙脫土。
[0014]3)分別稱取適量的納米金屬氫氧化物和硫酸鎂晶須，將其放入102±3°C的真空干燥箱中烘至恒重，充分研磨過80目篩，備用。
[0015]4)高效阻燃抑煙劑制備。分別稱取55—65份膨脹型阻燃劑、2—6份有機(jī)蒙脫土、15-25份納米金屬氫氧化物、10 — 20份硫酸鎂晶須，將其充分混合均勻。然后將混合物置于102±3°C的真空干燥箱中烘至恒重，研磨40— 50min后過篩，即得到木質(zhì)材料用高效阻燃抑煙劑。
[0016]本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)在于:本發(fā)明將膨脹型阻燃劑、有機(jī)蒙脫土、納米金屬氫氧化物以及硫酸鎂晶須同時(shí)引入同一阻燃體系中，制備了高效阻燃抑煙劑。實(shí)現(xiàn)了膨脹型阻燃劑與有機(jī)蒙脫土(膨脹型阻燃劑-納米協(xié)同)協(xié)同阻燃、有機(jī)蒙脫土與納米金屬氫氧化物(納米-納米協(xié)同)協(xié)同阻燃等多重協(xié)同阻燃效果。同時(shí)，添加的硫酸鎂晶須大大地降燃燒時(shí)火焰的蔓延和滲透，抑制了煙的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)了高效抑煙效果。本發(fā)明將膨脹型阻燃劑、有機(jī)蒙脫土、納米金屬氫氧化物以及硫酸鎂晶須充分混合研磨，輕松得到木質(zhì)復(fù)合材料用高效阻燃抑煙劑。
[0017]有益效果:本發(fā)明所用原料膨脹型阻燃劑、有機(jī)蒙脫土、納米金屬氫氧化物以及硫酸鎂晶須，具有阻燃高效、環(huán)保高效、抑煙高效、低煙低毒等優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明通過混合研磨制備木質(zhì)材料用高效阻燃抑煙劑，工藝簡單、易工業(yè)化、清潔無污染。將本發(fā)明的阻燃抑煙劑均勻混合鋪裝于木刨花、木纖維、木單板、木肩、木粉、竹纖維、竹粉或竹篾等木質(zhì)材料中，或均勻施加于膠黏劑中，或添加于木質(zhì)材料/廢舊塑料復(fù)合材中，制備的人造板、木制品以及木塑復(fù)合材料具有高效阻燃、高效抑煙的特點(diǎn)。
[0018]
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了使本發(fā)明的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、工作流程、使用方法達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0020]實(shí)施例1
一種本發(fā)明的木質(zhì)復(fù)合材料用高效阻燃抑煙劑的制備方法，包括以下步驟:
I)膨脹型阻燃劑的合成制備。將73g三聚氰胺、16g硝酸和500mL去離子水加入100mL的四口燒瓶中，攪拌條件下逐漸升溫至90°C，待三聚氰胺溶解后緩慢加入67.6g焦磷酸鈉。在90—95°C條件下繼續(xù)攪拌，注意測量反應(yīng)溶液的pH，當(dāng)pH多6.0時(shí)，停止反應(yīng)，得到白色的膏狀物，并經(jīng)過多次洗滌、抽濾，然后將其置于102±3°C的真空干燥箱中烘至恒重，粉碎過篩后得到白色粉末，即制得膨脹型阻燃劑焦磷酸三聚氰胺，產(chǎn)率為89.6%。
[0021]2)有機(jī)蒙脫土的合成制備。將80.0g蒙脫土和400mL去離子水加入100mL的四口燒瓶中，攪拌條件下逐漸升溫至80°C，待蒙脫土充分分散后加入一定量的十八烷基三甲基氯化銨。在80°C條件下攪拌反應(yīng)20h，然后出料、過濾、充分洗滌，直到洗滌后的水用硝酸銀溶液檢測無白色沉淀，然后將其放入102±3°C的真空干燥箱中烘至恒重，充分研磨過篩，即制得有機(jī)蒙脫土。
[0022]3)分別稱取適量的納米金屬氫氧化物(上述納米金屬氫氧化物均產(chǎn)自北京德科島金科技有限公司)和硫酸鎂晶須，將其放入102±3°C的真空干燥箱中烘至恒重，充分研磨過80目篩，備用。
[0023]4)高效阻燃抑煙劑制備。分別稱取55份膨脹型阻燃劑、2份有機(jī)蒙脫土、15份納米金屬氫氧化物、10份硫酸鎂晶須(產(chǎn)自上海凱射豐實(shí)業(yè)有限公司)，將其充分混合均勻。然后將混合物置于102±3°C的真空干燥箱中烘至恒重，研磨40— 50min后過80目篩，即得到木質(zhì)材料用高效阻燃抑煙劑。
[0024]實(shí)施例2
一種本發(fā)明的木質(zhì)復(fù)合材料用高效阻燃抑煙劑的制備方法，包括以下步驟:
I)膨脹型阻燃劑的合成制備。將73g三聚氰胺、16g硝酸和500mL去離子水加入100mL的四口燒瓶中，攪拌條件下逐漸升溫至90°C，待三聚氰胺溶解后緩慢加入67.6g焦磷酸鈉。在90—95°C條件下繼續(xù)攪拌，注意測量反應(yīng)溶液的pH，當(dāng)pH多6.0時(shí)，停止反應(yīng)，得到白色的膏狀物，并經(jīng)過多次洗滌、抽濾，然后將其置于102±3°C的真空干燥箱中烘至恒重，粉碎過篩后得到白色粉末，即制得膨脹型阻燃劑焦磷酸三聚氰胺，產(chǎn)率為89.6%。
[0025]2)有機(jī)蒙脫土的合成制備。將80.0g蒙脫土和400mL去離子水加入100mL的四口燒瓶中，攪拌條件下逐漸升溫至80°C，待蒙脫土充分分散后加入一定量的十八烷基三甲基氯化銨。在80°C條件下攪拌反應(yīng)20h，然后出料、過濾、充分洗滌，直到洗滌后的水用硝酸銀溶液檢測無白色沉淀，然后將其放入102±3°C的真空干燥箱中烘至恒重，充分研磨過篩，即制得有機(jī)蒙脫土。
[0026]3)分別稱取適量的納米金屬氫氧化物和硫酸鎂晶須，將其放入102±3°C的真空干燥箱中烘至恒重，充分研磨過80目篩，備用。
[0027]4)高效阻燃抑煙劑制備。分別稱取60份膨脹型阻燃劑、4份有機(jī)蒙脫土、20份納米金屬氫氧化物、15份硫酸鎂晶須，將其充分混合均勻。然后將混合物置于102±3°C的真空干燥箱中烘至恒重，研磨40— 50min后過80目篩，即得到木質(zhì)材料用高效阻燃抑煙劑。
[0028]實(shí)施例3
I)膨脹型阻燃劑的合成制備。將73g三聚氰胺、16g硝酸和500mL去離子水加入100mL的四口燒瓶中，攪拌條件下逐漸升溫至90°C，待三聚氰胺溶解后緩慢加入67.6g焦磷酸鈉。在90—95°C條件下繼續(xù)攪拌，