CN102975250B - 一种木材改性剂及其制备方法 - Google Patents
一种木材改性剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102975250B CN102975250B CN201210479868.5A CN201210479868A CN102975250B CN 102975250 B CN102975250 B CN 102975250B CN 201210479868 A CN201210479868 A CN 201210479868A CN 102975250 B CN102975250 B CN 102975250B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- heating
- add
- urea
- phosphoric acid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000002023 wood Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 239000003607 modifier Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 80
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 40
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 46
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 26
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims description 7
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 6
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J tin(iv) chloride Chemical compound Cl[Sn](Cl)(Cl)Cl HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 6
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 claims description 5
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 claims description 5
- -1 0.8 ~ 1.2 part Chemical compound 0.000 claims 3
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims 3
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- DPDMMXDBJGCCQC-UHFFFAOYSA-N [Na].[Cl] Chemical compound [Na].[Cl] DPDMMXDBJGCCQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 23
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 abstract description 23
- GGAUUQHSCNMCAU-ZXZARUISSA-N (2s,3r)-butane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid Chemical compound OC(=O)C[C@H](C(O)=O)[C@H](C(O)=O)CC(O)=O GGAUUQHSCNMCAU-ZXZARUISSA-N 0.000 abstract description 17
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 abstract description 3
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 32
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 description 23
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 13
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- 239000011120 plywood Substances 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 241000219000 Populus Species 0.000 description 6
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 4
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 4
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000011345 viscous material Substances 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YUWBVKYVJWNVLE-UHFFFAOYSA-N [N].[P] Chemical compound [N].[P] YUWBVKYVJWNVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 239000004114 Ammonium polyphosphate Substances 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SCSNHYQHLRSOIN-UHFFFAOYSA-K [Cl-].[Zn+2].[Cl+].[Cl-].[Cl-] Chemical compound [Cl-].[Zn+2].[Cl+].[Cl-].[Cl-] SCSNHYQHLRSOIN-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N aldehydo-D-glucose Chemical class OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 235000019826 ammonium polyphosphate Nutrition 0.000 description 1
- 229920001276 ammonium polyphosphate Polymers 0.000 description 1
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000012796 inorganic flame retardant Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 1
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
- 239000010875 treated wood Substances 0.000 description 1
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 1
- 230000004584 weight gain Effects 0.000 description 1
- 235000019786 weight gain Nutrition 0.000 description 1
Landscapes
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
Abstract
本发明涉及一种木材改性剂，以及它的制备方法。所述木材改性剂包括以下重量份的原料：磷酸50~180份，尿素30~60份，催化剂0.2~0.5份和丁烷四羧酸1~6份。本发明提供的木材改性剂，初次将丁烷四羧酸应用在木材处理领域，并配合其他组分，进行合理配比，达到了很好的协同效果；和现有技术相比，抗流失性能极佳，对木材的尺寸稳定剂有较大贡献；且阻燃效果同样优异，制备方法简单，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及木材制品上所用的化学试剂领域，具体地，涉及一种木材改性剂，以及它的制备方法。
背景技术
木材及其制品广泛应用于室内装修、家具制造、房屋建筑及外部装饰中，这些材料属于可燃材料，极易引起火灾，且易干缩湿胀、尺寸稳定性较差，如何提高材料的阻燃性与尺寸稳定性已成为全世界广泛关注的问题。
目前，防止木材及其制品发生火灾的最常用方法是在这些材料中使用阻燃剂，这些阻燃剂大多基于含磷、氮、硼、铝和卤素等化合物，无机阻燃剂由于具有阻燃性好、不产生有毒性气体（卤素阻燃剂除外）、不析出、不挥发、价格低廉、来源广泛、安全性高等特点而得到广泛应用。
公开日为2000年4月5日、公开号为CN1249325A的中国专利申请中公开了一种防火阻燃剂，该阻燃剂由尿素、磷酸、硼砂、硼酸等混合而成，适用于棉布、化纤、纸张、木材等易燃物的阻燃。
公开日为2006年7月26日、公开号为CN1807552A的中国专利申请中公开了一种磷氮复合阻燃剂，该阻燃剂是通过尿素和磷酸进行化学反应后再加入中和剂如氨进行中和反应制成的，适用于纺织品和木材制品等易燃物的阻燃。
专利号为ZL200710122243.2的中国专利提供了一种用于木材及人造板的具备消纳甲醛作用的阻燃剂及其制备方法。
虽然上述文献中公开的阻燃剂具有制造方法简单、成本低等优点，但是其抗流失性均较差，对木材的尺寸稳定性没有贡献。
发明内容
本发明的目的是提供一种木材改性剂及其制备方法。该木材改性剂尺寸稳定，抗流失性好。
本发明提供的木材改性剂，包括以下重量份的原料：磷酸50~180份，尿素30~60份，催化剂0.2~0.5份和丁烷四羧酸1~6份。
本发明提供的木材改性剂，优选地，包括以下重量份的原料：磷酸50~150份，尿素32~54份，催化剂0.25~0.48份和丁烷四羧酸2~6份。
其中，所述催化剂为：氯化锡，硫酸铜，氯化钠，氯化铁，硫酸铝，硼酸和氯化锌。
进一步地，所述催化剂采用以下重量份的原料配制而成：氯化锡0.8~1.2份，硫酸铜1.5~2.5份，氯化钠0.8~1.2份，氯化铁0.8~1.2份，硫酸铝0.8~1.2份，硼酸0.8~1.2份和氯化锌1.5~2.5份。
本发明所述的木材改性剂，还包括水，其用量为50~200份，优选70~180份（均相当于木材改性剂所有成分的总量而言）。
其中，所述水为自来水或软化水等，优选软化水。
本发明提供的所述木材改性剂的制备方法，包括：使磷酸和尿素在催化剂的作用下进行聚合反应。
特别是，所述制备方法包括：在加热的磷酸中加入尿素，混合均匀后继续加热，再加入催化剂，再继续加热，并且当反应物（加入催化剂后的磷酸和尿素）的体积增加至原来体积的两倍时，停止加热；之后使反应物（加入催化剂后的磷酸和尿素）降温，加入丁烷四羧酸，进行搅拌，继续降温，即得；磷酸、尿素、催化剂和丁烷四羧酸均按所述比例加入。
其中，加入丁烷四羧酸的同时按所述比例加入水。
其中，磷酸加热的温度为50~60℃。
其中，混合磷酸和尿素后，继续加热的温度为90~120℃。
其中，加入催化剂后，继续加热的温度为130~140℃。
其中，对反应物（加入催化剂后的磷酸和尿素）降温的温度为60~80℃。
其中，加入丁烷四羧酸后，继续降温的温度为30~40℃。
具体地，包括以下步骤：
1）在反应釜中加入磷酸，搅拌同时加热，使温度上升至50~60℃；
2）加入尿素，对磷酸和尿素的混合物进行搅拌，使原料分布、受热均匀，继续加热；
3）温度上升至110~120℃时，向反应釜中加入催化剂，继续加热；
4）使温度上升至130~140℃，并且当反应釜内反应物（加入催化剂后的磷酸和尿素）的体积增加至原来体积的两倍时，停止加热；
5）使反应物（加入催化剂后的磷酸和尿素）降温至60~80℃，向反应釜中加入丁烷四羧酸和水，搅拌25~35min；
6）继续降温至30~40℃，出料，贮存。
本发明的改性剂是一种水基型氮磷无机阻燃·稳定剂，其优点体现在以下方面：
1）本发明的改性剂使用丁烷四羧酸，能和木材中羟基发生交联反应，提高木材的尺寸稳定性和抗流失性能。
2）本发明改性剂不但阻燃效果显著，而且具有较好的尺寸稳定功能；处理木材增重率在20%左右，氧指数能够达到45%以上，尺寸稳定性ASE能够达到20%以上，流失率低于25%。
3）本发明改性剂同样具有甲醛消除功能；用于胶合板等人造板处理，能够有效提高人造板环保特性，甲醛释放量可稳定在E0级（≤0.5mg/L），具有明显的甲醛消除效果。
4）本发明改性剂的制备方法简单，成本较低；固体含量45%以上的改性剂制造成本约为3000元/吨，远低于现有国内外阻燃剂的价格（4000~6000元/吨左右）。
因此，本发明提供的木材改性剂，初次将丁烷四羧酸应用在木材处理领域，并配合其他组分，进行合理配比，达到了很好的协同效果。和现有技术相比，抗流失性能极佳，对木材的尺寸稳定剂有较大贡献；且阻燃效果同样优异，制备方法简单，成本低。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明所使用到的物料均为可以从市场上购得的常规物料，可以使用其他规格的产品，但以本发明限定的规格为优。本发明实施例未提及的反应条件均为本领域的常规选择。
本发明所用的软化水硬度均低于8度。
本发明磷酸的浓度为85%；尿素中氮含量为46.4%；丁烷四羧酸的纯度为99%。也可以使用：磷酸浓度75%以上，尿素含量为46.2%以上，丁烷四羧酸的纯度为95%以上。这里的百分数均为质量比。
实施例1
一、按以下重量配比进行原料备料：
催化剂为北京林业大学材料科学与技术学院环保阻燃技术中心自行配制的淡黄绿色粉剂：氯化锡40g，硫酸铜80g，氯化钠35g，氯化铁40g，硫酸铝40g，硼酸45g和氯化锌70g（按照比例研磨后粉碎均匀）。
二、制备方法：
1）在配有搅拌机、温度和压力显示器以及冷凝管的反应釜中，加入反应原料中的磷酸，搅拌同时加热，使温度上升至60℃；
2）向反应釜内加入全部尿素，同时对磷酸和尿素的混合物继续进行搅拌，使物料分布、受热均匀；
3）继续加热使温度上升至120℃时，向反应釜中缓慢均匀加入催化剂，使混合物进行反应，反应物料变成浅绿色；
4）继续加热使温度达到135℃后，加热的同时观察反应现象，随着温度升高，浅绿色液体逐渐变成乳白色粘稠物，泡沫急剧增多，温度上升速度明显加快，物料的体积迅速膨胀，冷凝管有大量气体排出，待反应釜内反应物的体积增加至原来体积的两倍时停止加热，继续搅拌，反应釜内物料依靠自身的放热在剧烈反应，温度继续上升，待反应趋于平稳，温度开始下降时，表明反应完毕；
5）降温至70℃，向反应釜中加入丁烷四羧酸及温度为50℃的软化水，搅拌30min；
6）降温至30℃，将所得产物倒入容器储存备用。
三、产品的技术指标：
实施例2
一、按以下重量配比进行原料备料：
其中的催化剂为：氯化锡40g，硫酸铜135g，氯化钠45g，氯化铁45g，硫酸铝65g，硼酸65g和氯化锌85g（按照比例研磨后粉碎均匀）。
二、制备方法：
1）在配有搅拌机、温度和压力显示器以及冷凝管的反应釜中，加入反应原料中的磷酸，搅拌同时加热，使温度上升至50℃；
2）向反应釜内加入尿素，同时对磷酸和尿素的混合物继续进行搅拌，使物料分布、受热均匀；
3）继续加热使温度上升至115℃时，向反应釜中缓慢均匀加入催化剂，使混合物进行反应；
4）继续加热使温度达到140℃后，加热的同时观察反应现象，随着温度升高，浅绿色液体逐渐变成乳白色粘稠物，泡沫急剧增多，温度上升速度明显加快，物料的体积迅速膨胀，冷凝管有大量气体排出，待反应釜内反应物的体积增加至原来体积的两倍时停止加热，继续搅拌，反应釜内物料依靠自身的放热在剧烈反应，温度继续上升，待反应趋于平稳则温度不再上升，温度开始下降时，表明反应完毕；
5）降温至80℃，向反应釜中加入丁烷四羧酸及温度为50℃的软化水，搅拌35min；
6）降温至30℃，将所得产物倒入容器储存备用。
三、产品的技术指标：
实施例3
一、按以下重量配比进行原料备料：
其中的催化剂为：氯化锡35g，硫酸铜45g，氯化钠35g，氯化铁35g，硫酸铝25g，硼酸25g和氯化锌80g（按照比例研磨后粉碎均匀）。
1）在配有搅拌机、温度和压力显示器以及冷凝管的反应釜中，加入反应原料中的磷酸，搅拌同时加热，使温度上升至60℃；
2）向反应釜内加入尿素，对磷酸和尿素的混合物继续进行搅拌，使物料分布、受热均匀；
3）继续加热使温度上升至110℃时，向反应釜中缓慢均匀加入催化剂，使混合物进行反应，反应物料变成浅绿色；
4）继续加热使温度达到130℃后，继续加热的同时观察反应现象，随着温度升高，浅绿色液体逐渐变成乳白色粘稠物，泡沫急剧增多，温度上升速度明显加快，物料的体积迅速膨胀，冷凝管有大量气体排出，主要为氨气和水蒸气，用水吸收，待反应釜内反应物的体积增加至原来体积的两倍时停止加热，继续搅拌，反应釜内物料依靠自身的放热在剧烈反应，温度继续上升，待反应趋于平稳则温度不再上升，温度开始下降时，表明反应完毕；
5）降温至60℃，向反应釜中加入丁烷四羧酸及温度为50℃的软化水，搅拌25min；
6）降温至40℃，将所得产物倒入容器储存备用。
三、产品的技术指标：
实施例4
一、按以下重量配比进行原料备料：
其中的催化剂比例同实施例1。
二、制备方法：
1）在配有搅拌机、温度和压力显示器以及冷凝管的反应釜中，加入反应原料中的磷酸，搅拌同时加热，使温度上升至60℃；
2）向反应釜内加入尿素，对磷酸和尿素的混合物继续进行搅拌，使物料分布、受热均匀；
3）继续加热使温度上升至110℃时，向反应釜中缓慢均匀加入催化剂，使混合物进行反应，反应物变成浅绿色；
4）继续加热使温度达到130℃后，加热的同时观察反应现象，随着温度升高，浅绿色液体逐渐变成乳白色粘稠物，泡沫急剧增多，温度上升速度明显加快，物料的体积迅速膨胀，冷凝管有大量气体排出，主要为氨气和水蒸气，用水吸收，待反应釜内反应物的体积增加至原来体积的两倍时停止加热，继续搅拌，反应釜内物料依靠自身的放热在剧烈反应，温度继续上升，待反应趋于平稳则温度不再上升，温度开始下降时，表明反应完毕；
5）降温至70℃，向反应釜中加入丁烷四羧酸及温度为50℃的软化水，搅拌30min；
6）降温至35℃，将所得产物倒入容器储存备用。
三、产品的技术指标：
实验例1
分别采用本发明实施例1~4的产品处理胶合板。
1、实验材料
单板：杨木单板，厚度1.4~1.5mm，含水率7%~9%，幅面450×450mm；
胶粘剂：按常规技术自制的改性脲醛树脂（脲与甲醛摩尔比1:1），胶粘剂的性能指标如下：
2、具体实验步骤
1）将本发明实施例1~4的木材改性剂配成浓度为10%的水溶液，对单板进行浸渍处理30min；
2）使用除湿干燥箱，在干燥温度为80℃下对处理过的单板进行干燥处理，使其最终含水率达到在6~8%；
3）调胶：在胶粘剂中加入15％的面粉、1％的氯化铵，搅拌均匀；
4）对单板进行涂胶，涂胶量为双面涂280g/m2；
5）对由五层单板组坯的板材依次进行冷压、热压、冷却和裁边。其中冷压压力为1~1.2MPa，冷压时间为30min；热压压力为1.2MPa，热压温度为120℃，热压时间为60s/mm。
3、胶合板性能检测
按GB/T17657-1999《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》对制备的胶合板产品进行性能检测，检测结果见表1。
参照GB/T2406-93《塑料燃烧性试验方法氧指数法》测定制备的胶合板产品的氧指数指标，检测结果见表1。
4、对比数据
对比组1：同样制备胶合板作为对照，除不用本发明改性剂浸渍以外，其他制备步骤与本实验例相同，检测结果见表1。
对比组2：采用市购的一种氮-磷系水基型阻燃剂（聚磷酸铵阻燃剂，聚合度小于20）作为对照，除用该阻燃剂10%浓度水溶液对单板进行浸渍处理（浸渍30min）外（不用本发明改性剂浸渍），其他制备步骤与本实验例相同，检测结果见表1。
表1：胶合板性能（浸渍30min）
表1中的实验结果表明，本发明改性剂不但阻燃效果显著，而且具有非常明显的甲醛消除效果。用本发明改性剂浸渍处理的胶合板，其阻燃胶合板氧指数在45％以上，甲醛释放量可稳定在E0级（≤0.5mg/L）。
实验例2
将本发明实施例1~4的改性剂配制成10%浓度水溶液，分别对实验例中制得的胶合板试件进行浸渍处理10min，60℃干燥单板至含水率为10~12%（其他同实验例1），按实验例1中的相应方法测试各种性能。
对照组1：同实验例1中的对比组1。
表2：胶合板性能（浸渍10min）
从表2的实验结果表明，降低本发明改性剂的浸渍时间，甲醛释放量和氧指数均有降低，主要是减少了阻燃剂的负载量；但均显示出很好的抑烟性能。
实验例3
分别采用本发明实施例1-4的产品处理杨木木材。
1、实验材料
杨木：树龄十年，边材，尺寸（径向×弦向×轴向）30×30×5mm。
2、按以下工艺处理杨木试件：
1）将本发明实施例1~4的改性剂分别配成10%浓度水溶液；
2）杨木试件在使用前用苯醇混合液(2:1)抽提12小时，放入105℃鼓风干燥箱中12小时，称量绝干试件的重量并测量其尺寸；
3）将试件放于盛有上述改性剂的烧杯中，用石块压住试件。将烧杯放入真空箱，在真空度0.02MPa常温状态下保持0.5小时；恢复至常压，保持24小时。取出试件，将表面拭净；放入105℃鼓风干燥箱12小时，测量其重量与尺寸。将处理过的试件放入盛有清水的烧杯中，保证水面覆盖试件。将烧杯放入真空干箱中，真空度0.02MPa，保持0.5小时，常压保持24小时，测量其重量与尺寸。再将试件放入105℃鼓风干燥箱中12小时，称量绝干试件的重量并测量其尺寸。
3、对比数据
对照组2：采用市购的上述阻燃剂（同实验例1），配成10%水溶液，按上述方法对杨木进行处理。
表3：处理试件性能
从表3的实验结果表明，用本发明改性剂处理木材，尺寸稳定作用较好，且具有很好的抗流失性，流失率比现有的阻燃剂相比，非常之低。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (7)
1.一种木材改性剂，包括以下重量份的原料：磷酸50～180份，尿素30～60份，催化剂0.2～0.5份和丁烷四羧酸1～6份；
所述催化剂采用以下重量份的原料配制而成：氯化锡0.8～1.2份，硫酸铜1.5～2.5份，氯化钠0.8～1.2份，氯化铁0.8～1.2份，硫酸铝0.8～1.2份，硼酸0.8～1.2份和氯化锌1.5～2.5份；
所述木材改性剂的制备方法包括：在加热的磷酸中加入尿素，混合均匀后继续加热，加入催化剂，再继续加热，并且当反应物的体积增加至原来体积的两倍时，停止加热；之后使反应物降温，加入丁烷四羧酸，进行搅拌，继续降温，即得；磷酸、尿素、催化剂和丁烷四羧酸均按所述比例加入；
磷酸加热的温度为50～60℃；混合磷酸和尿素后，继续加热的温度为90～120℃；加入催化剂后，继续加热的温度为130～140℃；对反应物降温的温度为60～80℃；加入丁烷四羧酸后，继续降温的温度为30～40℃。
2.根据权利要求1所述的木材改性剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：磷酸50～150份，尿素32～54份，催化剂0.25～0.48份和丁烷四羧酸2～6份。
3.根据权利要求1或2所述的木材改性剂，其特征在于，该木材改性剂还包括50～200份水。
4.根据权利要求3所述的木材改性剂，其特征在于，所述水的用量为70～180份。
5.权利要求1或2所述木材改性剂的制备方法，包括：在加热的磷酸中加入尿素，混合均匀后继续加热，加入催化剂，再继续加热，并且当反应物的体积增加至原来体积的两倍时，停止加热；之后使反应物降温，加入丁烷四羧酸，进行搅拌，继续降温，即得；磷酸、尿素、催化剂和丁烷四羧酸均按所述比例加入；
磷酸加热的温度为50～60℃；混合磷酸和尿素后，继续加热的温度为90～120℃；加入催化剂后，继续加热的温度为130～140℃；对反应物降温的温度为60～80℃；加入丁烷四羧酸后，继续降温的温度为30～40℃。
6.权利要求3或4所述木材改性剂的制备方法，包括：在加热的磷酸中加入尿素，混合均匀后继续加热，加入催化剂，再继续加热，并且当反应物的体积增加至原来体积的两倍时，停止加热；之后使反应物降温，加入丁烷四羧酸，进行搅拌，继续降温，即得；磷酸、尿素、催化剂和丁烷四羧酸均按所述比例加入；加入丁烷四羧酸的同时按比例加入水；
磷酸加热的温度为50～60℃；混合磷酸和尿素后，继续加热的温度为90～120℃；加入催化剂后，继续加热的温度为130～140℃；对反应物降温的温度为60～80℃；加入丁烷四羧酸后，继续降温的温度为30～40℃。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)在反应釜中加入磷酸，搅拌同时加热，使温度上升至50～60℃；
2)加入尿素，对磷酸和尿素的混合物进行搅拌，使原料分布、受热均匀，继续加热；
3)温度上升至110～120℃时，向反应釜中加入催化剂，继续加热；
4)使温度上升至130～140℃，并且当反应釜内反应物的体积增加至原来体积的两倍时，停止加热；
5)使反应物降温至60～80℃，向反应釜中加入丁烷四羧酸和水，搅拌25～35min；
6)继续降温至30～40℃，出料，贮存。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210479868.5A CN102975250B (zh) | 2012-11-22 | 2012-11-22 | 一种木材改性剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210479868.5A CN102975250B (zh) | 2012-11-22 | 2012-11-22 | 一种木材改性剂及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102975250A CN102975250A (zh) | 2013-03-20 |
| CN102975250B true CN102975250B (zh) | 2015-06-03 |
Family
ID=47849742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210479868.5A Expired - Fee Related CN102975250B (zh) | 2012-11-22 | 2012-11-22 | 一种木材改性剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102975250B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103659970B (zh) * | 2013-12-12 | 2016-08-17 | 北京林业大学 | 一种木材阻燃改性剂及其制备方法 |
| CN106142260A (zh) * | 2016-08-09 | 2016-11-23 | 南京博俊新材料有限公司 | 基于环保处理的木材阻燃改性剂 |
| CN106625946A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-05-10 | 南京博俊新材料有限公司 | 一种木材改性剂及其生产方法 |
| CN106625945A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-05-10 | 南京博俊新材料有限公司 | 一种无卤阻燃的木材改性剂及其生产方法 |
| CN106476099A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-03-08 | 南京博俊新材料有限公司 | 一种防腐的木材改性剂及其生产方法 |
| CN109968481A (zh) * | 2019-05-15 | 2019-07-05 | 赛为木业（石首）有限公司 | 一种阻燃木材改性剂及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101121891A (zh) * | 2007-09-24 | 2008-02-13 | 北京林业大学 | 一种阻燃剂及其制备方法 |
| JP2010162727A (ja) * | 2009-01-14 | 2010-07-29 | Nara Prefecture | 木質材料用不燃化薬剤、この木質材料用不燃化薬剤の製造方法、この木質材料用不燃化薬剤を用いた木質材料の不燃化方法及び不燃化木質材料 |
| CN102105544A (zh) * | 2007-07-02 | 2011-06-22 | 格林百奥生态材料科技（上海）有限公司 | 用于纤维素材料的粘合及改性的聚合物组合物 |
-
2012
- 2012-11-22 CN CN201210479868.5A patent/CN102975250B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102105544A (zh) * | 2007-07-02 | 2011-06-22 | 格林百奥生态材料科技（上海）有限公司 | 用于纤维素材料的粘合及改性的聚合物组合物 |
| CN101121891A (zh) * | 2007-09-24 | 2008-02-13 | 北京林业大学 | 一种阻燃剂及其制备方法 |
| JP2010162727A (ja) * | 2009-01-14 | 2010-07-29 | Nara Prefecture | 木質材料用不燃化薬剤、この木質材料用不燃化薬剤の製造方法、この木質材料用不燃化薬剤を用いた木質材料の不燃化方法及び不燃化木質材料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102975250A (zh) | 2013-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102975251B (zh) | 木材阻燃剂、制备方法及其用途 | |
| CN100567456C (zh) | 一种阻燃剂及其制备方法 | |
| CN102975250B (zh) | 一种木材改性剂及其制备方法 | |
| CN104610794B (zh) | 磷‑氮系膨胀型阻燃剂、其合成方法及其应用 | |
| CN101786287B (zh) | 一种环保型阻燃中、高密度纤维板制造方法 | |
| Deng et al. | Study on the preparation of flame retardant plywood by intercalation of phosphorus and nitrogen flame retardants modified with Mg/Al-LDH | |
| CN102619139B (zh) | 水基无卤阻燃纸及其制备方法 | |
| CN105666617B (zh) | 一种阻燃胶粘剂和阻燃材料及其制备方法和应用 | |
| WO2014090105A1 (zh) | 水性膨胀型钢结构防火涂料及制备方法 | |
| CN105666612B (zh) | 一种阻燃热改性木材及其制备方法 | |
| CN102718935B (zh) | 湿帘纸用酚醛树脂的制备方法及湿帘纸的制备方法 | |
| CN102975252B (zh) | 一种木材处理剂及其制备方法 | |
| CN102659959A (zh) | 一种三源一体膨胀型阻燃剂的制备方法 | |
| CN105751346A (zh) | 一种薄型阻燃中密度纤维板及其制备方法 | |
| CN102975246B (zh) | 一种木材处理剂及制备方法 | |
| CN103804619A (zh) | 木质素-苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂胶粘剂及制备方法 | |
| CN102975253B (zh) | 一种木材阻燃剂、制备方法及其用途 | |
| KR101805463B1 (ko) | 목재용 방염액, 이의 제조방법 및 목재보드 | |
| CN101125212B (zh) | 一种甲醛消纳剂及其制备方法 | |
| CN115229926B (zh) | 一种有机-无机杂化硼氮磷三元阻燃型刨花板及其制备方法 | |
| CN103722600B (zh) | 一种木材改性剂及其制备方法 | |
| CN103659970B (zh) | 一种木材阻燃改性剂及其制备方法 | |
| CN110128698A (zh) | 一种环保型阻燃抑烟剂及其制备方法 | |
| CN113146792B (zh) | 一种环保型锡基阻燃刨花板的制备方法 | |
| CN102942796A (zh) | 阻燃木质复合门芯材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20220207 Address after: No. 188, Luzhuang Road, high tech Industrial Development Zone, Suqian City, Jiangsu Province Patentee after: Hongnai Wood Industry Co.,Ltd. Address before: 100083 No. 35 Qinghua East Road, Beijing, Haidian District Patentee before: BEIJING FORESTRY University |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150603 Termination date: 20211122 |