[发明专利]一种凹凸棒土基纳米木材阻燃剂

说明书

技术领域

本发明涉及木材阻燃剂，具体为一种凹凸棒土基纳米木材阻燃剂。

背景技术

凹凸棒土是一种具层链状的含水富镁铝的硅酸盐矿物，其显微结构包括3个层次：（1）基本结构单元为棒状单晶体，棒晶直径为0.01μm数量级，长度可达0.1-1μm；（2）由单晶平行聚集而成的棒晶束；（3）由晶束相互聚集堆砌而形成的各种聚集体，粒径通常为0.01-0.1mm数量级。目前有少量研究将凹凸棒土作为高分子聚合物的阻燃剂原料方，但是效果不大好。在木材阻燃领域，很多有机阻燃剂成本高，易产生污染，无机阻燃剂阻燃效果不明显，产品变形大。能填充于木材介观结构中的富含铝镁等阻燃元素的纳米凹凸棒土却鲜有报道被用于阻燃木材。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种凹凸棒土基纳米木材阻燃剂，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种凹凸棒土基纳米木材阻燃剂，其原料包括以下重量份的组分：

凹凸棒土：60%-70%

聚磷酸铵：15%-20% 

硼酸锌：10-20%

纳米氧化铜：7%-10%

纳米三氧化钼：7%-10% 

纳米二氧化硅：3.5%-5% 

纳米二氯化锡：3.5%-5%。 

一种凹凸棒土基纳米木材阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：

第一步：按照原料的重量份的组分分别称取原料，向凹凸棒土中倒入PH=1-2的酸溶液，常温下搅拌30min, 超声10min, 静置20min，倾析上层悬浮液，离心多次后的固体用去离子水洗涤至洗液pH值呈中性为止；

第二步：将经过酸改性后的凹凸棒土在105℃下烘干，研磨，密封保存，即得到酸改性凹凸棒土；

第三步：将酸改性凹凸棒土与水溶性阻燃组分混合，对于溶于水的阻燃组分聚磷酸铵和硼酸锌，首先依次在超声波、微波条件下采用分散剂对凹凸棒土与水的混合物进行30-40min分散处理，再将分散后的凹凸棒土悬浮液与聚磷酸铵和硼酸锌的水溶液混合并搅拌20min，使聚磷酸铵和硼酸锌进入凹凸棒土纳米孔道当中，制得凹凸棒土基阻燃剂溶液；

第四步：酸改性凹凸棒土与非水溶性阻燃组分混合：对于不溶于水的阻燃组分纳米氧化铜、纳米三氧化钼、纳米二氧化硅和纳米二氯化锡的混合物，首先依次在超声波、微波条件下采用分散剂对上述阻燃剂与水的混合物进行30-40min的分散处理，制得阻燃悬浮液，再在常温搅拌条件下用偶联剂水溶液处理凹凸棒土8h，然后将阻燃悬浮液与凹凸棒土水溶液混合并搅拌20min，制得凹凸棒土基纳米阻燃剂溶液。

本发明中，所述酸可以是盐酸、硫酸或硝酸。

本发明中，所述分散剂可以是聚乙二醇、十二烷基磺酸钠、焦磷酸钠或六偏磷酸钠。

本发明中，偶联剂可以是硅烷偶联剂KH550、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂。