专利名称：一种木材阻燃剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种阻燃剂，特别是木材阻燃剂。
木材的阻燃技术可以追溯至公元前83年，希腊人用铁矾处理木质碉堡，以防敌人火攻。1935年英国人Wyld用明矾、硼砂、硫酸亚铁等成分配成一种木材阻燃剂，并获得专利(GB551)，这是第一个阻燃专利。1938年，Tramm以磷酸二铵为催化剂，以二氰二胺为膨胀发泡剂，以甲醛为碳化剂，首次生产出防火涂料，涂在木材或其制品表面达到防火的目的。1965年，美国Monsanto公司把聚磷酸铵引进防火涂料，提高了防火涂料的耐洗性。
阻燃人造板一般采用阻燃剂对刨花或木渣浸渍处理后烘干，经胶合而制成。如山东掖县刨花板厂利用硼酸和硼砂溶液浸泡刨花。也可以将阻燃剂和其它药剂一起加入拌胶桶，拌匀后，热压胶合制成板。常用的木材阻燃剂有氢氧化铝、氢氧化镁、硫酸铵、溴化铵、硼酸、磷酸二氢铵、磷酸铵、磷酸胍、聚磷酸铵等。利用其中的一种或多种都具有阻燃效果，一般多种复配效果较好，但要考虑其配伍性。如大连造船厂利用尿素、双氰胺、甲醛、磷酸、氨水五种药剂浸渍木材使木材具有阻燃性。
聚磷酸铵的合成给防火涂料或阻燃浸渍剂带来了技术进步。但聚磷酸铵作为添加型阻燃剂却难以应用于刨花板等人造板中。其原因是聚磷酸铵显酸性，使脲醛胶固化，不仅使胶失去粘性，而且聚磷酸铵添加量难以超过10％，达不到阻燃要求。另外，聚磷酸铵极性较强，与胶的相溶性差，也是影响添加量的原因之一。
本发明的目的是提供一种阻燃效果好的木材阻燃剂。
本发明的阻燃剂含有由尿素、磷酸、硼砂和甲醛合成的改性聚磷酸铵、铝盐和非离子表面活性剂，其中铝盐可选自氯化铝、硫酸铝、硝酸铝或它们的混合物。所述非离子表面活性剂优选平平加。所述阻燃剂的优选重量配比为改性聚磷酸铵∶铝盐∶非离子表面活性剂＝1∶0.1～0.4∶0.01～0.04。所述改性聚磷酸铵的优选重量配比为尿素∶磷酸∶硼砂∶甲醛＝1∶0.5～2∶0.1～0.3∶0.6～1，优选聚合度5—15，PH值优选6～6.5。
本发明的阻燃剂的制备方法可为将尿素、磷酸、硼砂混合，加热至90—130℃，反应后，降温至65℃以下，加入甲醛，升温至70—90℃，反应后得膏状物；将该膏状物与铝盐、非离子表面活性剂混合后即得到本发明的阻燃剂。
本发明的阻燃剂中的经过改性的聚磷酸铵与聚磷酸铵相比极性减弱，配以铝盐后制得的阻燃剂与胶的相溶性好，在制人造板时，阻燃剂添加量可达30％，大大提高了阻燃效果。其中的非离子表面活性剂的主要作用是使阻燃剂不破坏人造板中的石蜡乳液的防水作用。
该阻燃剂可与粘合剂如酚醛胶、脲醛胶混合得到阻燃粘合剂，用于木质人造板的制备，优选重量配比为改性聚磷酸铵∶粘合剂＝1∶0.5～2。所述阻燃粘合剂与刨花混合后，可制成限氧指数达33以上的阻燃刨花板。该板可达到日本JISD1201标准中的一级难燃木材标准，为难燃材料。刨花和阻燃粘合剂的优选重量配比为1∶0.05～0.15。
本发明的木材阻燃剂阻燃效果极佳，特别适用于木质人造板的阻燃。
下面通过实施例进一步说明本发明。
实施例称取尿素1.8kg、磷酸2.4kg、硼砂100g、甲醛1.8kg。将尿素、磷酸、硼砂混合，加热至90℃，停止加热，保温反应40分钟，再升温至110℃反应30分钟，物料PH值为6—6.5，降温至60℃，加入甲醛，升温至80℃，反应25分钟，得膏状的改性聚磷酸铵，产率88—92％。按照改性聚磷酸铵∶铝盐(氯化铝、硫酸铝或硝酸铝)∶非离子表面活性剂(平平加0)∶粘合剂(酚醛胶或脲醛胶)＝1∶0.11∶0.02∶1的重量配比配成阻燃粘合剂，刨花与该阻燃粘合剂以1∶0.088的重量比混合，按照常规制板工艺制成人造板。所制得的阻燃刨花板限氧指数达33以上，达到日本JISD1201标准中的一级难燃木材标准，为难燃材料。
权利要求
1.一种木材阻燃剂，其特征是含有由尿素、磷酸、硼砂和甲醛合成的改性聚磷酸铵、铝盐和非离子表面活性剂。
2.如权利要求1所述的阻燃剂，其特征是进一步含有粘合剂。
3.如权利要求1所述的阻燃剂，其特征是所述铝盐为氯化铝、硫酸铝、硝酸铝或它们的混合物。
4.如权利要求1所述的阻燃剂，其特征是所述非离子表面活性剂为平平加0。
5.如权利要求2所述的阻燃剂，其特征是重量配比改性聚磷酸铵铝盐非离子表面活性剂粘合剂为1∶0.1～0.4∶0.01～0.04∶0.5～2。
6.如权利要求1所述的阻燃剂，其特征是合成改性聚磷酸铵的重量配比尿素∶磷酸∶硼砂∶甲醛为1∶0.5～2∶0.1～0.3∶0.5～1。
7.如权利要求1所述的阻燃剂，其特征是所述改性聚磷酸铵聚合度为5—15。
8.如权利要求2所述的阻燃剂，其特征是所述粘合剂为酚醛胶或脲醛胶。
9.一种如权利要求1—8所述的阻燃剂的制备方法，其特征是将尿素、磷酸、硼砂混合，加热至90—130℃，反应后，降温至65℃以下，加入甲醛，升温至70—90℃，反应后得改性聚磷酸铵，然后加入其它组分。
全文摘要
本发明公开了一种木材阻燃剂。该阻燃剂含有由尿素、磷酸、硼砂、甲醛合成的改性聚磷酸铵以及铝盐等。本发明的阻燃剂加到刨花中可制得难燃材料，得到的阻燃刨花板限氧指数可达33以上。
文档编号B27K5/00GK1126234SQ9411753
公开日1996年7月10日 申请日期1994年10月27日 优先权日1994年10月27日
发明者李群, 李敬三, 李善英 申请人:李敬三