一种水溶性木材阻燃剂、制备方法及其用途

一种水溶性木材阻燃剂、制备方法及其用途

技术领域

本发明涉及木材阻燃剂技术领域，具体地说是一种水溶性木材阻燃剂、制备方法及其用途。

背景技术

目前，木材阻燃剂种类繁多，按其有效阻燃元素主要有：含有磷、氮、硼和卤素的化合物或混合物的阻燃剂。由于卤素阻燃剂在高温下将产生有害气体，对人体及环境产生不良影响，目前已被逐渐禁止使用；而含磷、氮、硼元素的阻燃剂则是目前木质阻燃剂的主体。随着社会的发展与进步，人们对木质阻燃剂的要求已从最初的只侧重于阻燃本身，到注重阻燃、发烟、材性、环境特性、附加性能和经济性等全方位的综合性能，这使得木质阻燃剂新品种的开发和生产难度越来越大；其次，现有木质阻燃剂基本上是采用浸泡的方式处理木材以达到阻燃效果，往往存在浸入木材深度不够，载药率不高，只在木材表面有阻燃效果，而当表层被破坏后，其阻燃效果就会立即消失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无卤、抑烟、高效和综合性能优良的水溶性木材阻燃剂、制备方法及其用途。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种水溶性木材阻燃剂，其组分按质量百分数配比为：聚磷酸20%～40%、双氰胺10%～30%、聚磷酸铵10%～30%、硼酸5%～10%、硼砂5%～10%、硅溶胶5%～15%、二乙醇胺0.5%～3%、0.1%～1%。

所述聚磷酸的质量百分比浓度为75%～85%。

所述二氧化硅溶胶的二氧化硅的含量为20～40wt%。

本发明的一种水溶性木材阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）、按质量百分数配比称取各组分；

（2）、将双氰胺加水配制成质量百分比浓度为40%～70%水溶液，加入磷酸，并加热至80℃～90℃温度下反应1～2小时，然后冷却，再经过滤、结晶、烘干、粉碎后，得到脲基磷酸盐GUP阻燃剂；

（3）、将步骤（2）得到的脲基磷酸盐GUP阻燃剂和聚磷酸铵、硼酸、硼砂、硅溶胶、二乙醇胺、一起混合均匀后，出料、烘干、粉碎、过筛，即得本发明的一种水溶性木材阻燃剂。

采用本发明的一种水溶性木材阻燃剂对木材进行阻燃处理的工艺步骤如下：

（1）、将待处理的木材干燥处理，使其含水率≤12%，并在对其进行阻燃处理前予以微波预处理10～30分钟；

（2）、将本发明的一种水溶性木材阻燃剂加水配制成质量浓度为15%～20%阻燃液；

（3）、将步骤（1）经干燥、预处理后的木材装入高压浸渍罐中，盖好盖后，将高压浸渍罐抽真空度至0.06MPa～0.09MPa，保持30～60分钟，然后在高压浸渍罐内注满步骤（2）的阻燃液，卸除真空，缓慢加压至1.2～1.4MPa，并保持2～4小时，卸压，排出阻燃液，然后将高压浸渍罐再次抽真空至0.06MPa～0.09MPa，在保持10～30分钟后，解除真空，取出木材；

（4）、将阻燃浸渍处理后的木材予以干燥后，得到可使用的阻燃木材。

通过上述对木材处理进行阻燃处理的工艺，木材阻燃剂在木材的有效浸注深度可达8～10mm，而且每次处理后的阻燃液可循环利用，阻燃液的浓度不因处理木材次数的变化而发生改变。

本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明的一种水溶性木材阻燃剂具有优良的阻燃抑烟性能和抗流失性能，经其阻燃处理后的木材的氧指数可达60%以上，烟密度在25%以下。

具体实施方式

下面结合具体的优选实施例来进一步说明本发明的技术方案。

一种水溶性木材阻燃剂，其组分按质量百分数配比为：聚磷酸30%、双氰胺20%、聚磷酸铵15%、硼酸8%、硼砂8%、硅溶胶15%、二乙醇胺3%、1%。其中，所述聚磷酸的质量百分比浓度为75%～85%；所述二氧化硅溶胶的二氧化硅的含量为20～40wt%。

其制备方法为：（1）、按质量百分数配比称取各组分；（2）、将双氰胺加水配制成质量百分比浓度为40%～70%水溶液，加入磷酸，并加热至80℃～90℃温度下反应1～2小时，然后冷却，再经过滤、结晶、烘干、粉碎后，得到脲基磷酸盐GUP阻燃剂；（3）、将步骤（2）得到的脲基磷酸盐GUP阻燃剂和聚磷酸铵、硼酸、硼砂、硅溶胶、二乙醇胺、一起混合均匀后，出料、烘干、粉碎、过筛，即得本发明的一种水溶性木材阻燃剂。

采用本发明的一种水溶性木材阻燃剂对木材进行阻燃处理的工艺步骤如下：

（1）、将待处理的木材干燥处理，使其含水率≤12%，并在对其进行阻燃处理前予以微波预处理10～30分钟；

（2）、将本发明的一种水溶性木材阻燃剂加水配制成质量浓度为15%～20%阻燃液；

（3）、将步骤（1）经干燥、预处理后的木材装入高压浸渍罐中，盖好盖后，将高压浸渍罐抽真空度至0.06MPa～0.09MPa，保持30～60分钟，然后在高压浸渍罐内注满步骤（2）的阻燃液，卸除真空，缓慢加压至1.2～1.4MPa，并保持2～4小时，卸压，排出阻燃液，然后将高压浸渍罐再次抽真空至0.06MPa～0.09MPa，在保持10～30分钟后，解除真空，取出木材；

（4）、将阻燃浸渍处理后的木材予以干燥后，得到可使用的阻燃木材。