[发明专利]一种膨胀炭层厚度可控型阻燃剂及阻燃木材的制备方法

说明书

本发明属于木材加工技术领域，具体涉及一种膨胀炭层厚度可控型阻燃剂及阻燃木材的制备方法，该阻燃剂的制备包括：将植酸、尿素放入反应容器中，加热冷凝回流得到油状液体；将油状液体放入超低温设备中冷冻；利用冷冻干燥机干燥得到固态中间体；将固态中间体与淀粉、冰醋酸加入至纯水中，加热搅拌即可得到所需的阻燃剂；将阻燃剂涂覆在原料木材上，经阴干、烘干、水分平衡即可制备得到阻燃木材。本发明采用植酸和尿素为原料，获得不同反应程度的植酸铵；利用植酸、植酸铵、尿素三者配比不同，达到调控淀粉基阻燃膨胀炭层厚度的目的，扩展淀粉基膨胀型阻燃剂在作为木材阻燃剂时的应用。

技术领域

本发明属于木材加工技术领域，具体涉及一种膨胀炭层厚度可控型阻燃剂及阻燃木材的制备方法。

背景技术

木材作为一种天然的可降解环保材料，在人们的生活中扮演着重要的角色。但由于其易燃性，极大地限制了其应用。因此，在发挥木材优良性能的同时对其进行改性处理，提高其阻燃性能，以扩大木材的应用范围，是节约木材资源，满足人们生活多种功能需要的重要途径。

近年来随着对阻燃要求的提高和环保意识的增强，阻燃剂的无卤化、抑烟及减毒已经成为当前和今后阻燃剂研究领域的前沿性课题。相比传统的阻燃剂由于其存在添加量大、发烟量大和产生有毒、腐蚀性气体等严重缺点正被新一代环保型阻燃剂所替代。膨胀型阻燃剂是近年来我国阻燃领域广为关注的新型复合阻燃剂。它具备独特的阻燃机制和无卤、低烟、低毒的特性，是阻燃剂无卤化的重要途径。膨胀阻燃系统因其酸源、炭源、气源“三源”的协同作用，在燃烧时于材料表面形成致密的多孔泡沫炭层。既可阻止内层高聚物的进一步降解及可燃物向表面的释放，又可阻止热源向高聚物的传递以及隔绝氧源，从而阻止火焰的蔓延和传播。膨胀型阻燃剂具有优良的阻燃性能，又具有无卤、低烟、低毒、防熔滴和无腐蚀性气体的优点，符合未来阻燃剂的发展方向，具有十分广阔的发展前景。

但是现有的膨胀型阻燃剂在作为木材阻燃剂使用时仍然存在不足之处，其膨胀炭层的厚度不能进行有效的控制，限制了其应用。因此，有必要提供一种膨胀炭层厚度可控型阻燃剂以及利用该阻燃剂制备阻燃木材的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种膨胀炭层厚度可控型阻燃剂及阻燃木材的制备方法。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

本发明提供一种膨胀炭层厚度可控型阻燃剂，该阻燃剂的制备工艺包括如下步骤：

1)将植酸、尿素按照一定摩尔比放入反应容器中，在90～130℃温度下加热冷凝回流4～8h，得到油状液体；

2)将得到的油状液体放入超低温设备中，在-80℃温度下冷冻12～48h；接着利用冷冻干燥机，在-50℃温度下干燥12～48h，得到固态中间体；

3)将得到的固态中间体与淀粉、冰醋酸按照一定的质量比加入至适量的纯水中，在85～95℃温度下加热搅拌5～20min，即可得到所需的阻燃剂。

进一步地，所述植酸、尿素的摩尔比为1:x，其中x＝3～20；

当x＝6时，步骤2)中得到的固态中间体为植酸铵固体；

当x6时，步骤2)中得到的固态中间体为植酸/植酸铵复合固体；

当x6时，步骤2)中得到的固态中间体为尿素/植酸铵复合固体。

进一步地，步骤1)中，在120℃温度下加热冷凝回流6h。

进一步地，步骤2)中，将得到的油状液体放入超低温设备中，在-80℃温度下冷冻24h。

进一步地，步骤2)中，利用冷冻干燥机，在-50℃温度下干燥24h。

进一步地，步骤3)中，在85～95℃温度下加热搅拌5～20min。