CN109483687B - 一种高阻燃改性纤维板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高阻燃改性纤维板，包括阻燃改性纤维60‑80份、阻燃剂6‑10份、胶黏剂10‑15份、防霉剂0.01‑0.03份、防水剂0.2‑0.6份，所述的阻燃改性纤维由以下步骤制得：(1)将木屑粉切成直径0.3‑1cm，长度为3‑5cm的木条，备用；(2)将木条与水按照体积比1:2‑5的比例混合均匀，然后添加木条总重0.1％的纤维素酶和木条总重0.05％的果胶酶，温度40‑50度酶解10‑20min；(3)然后加入木条总重量1‑3％的水玻璃、ρ‑氧化铝3‑5％、白炭黑1‑3％、硅藻土15‑20％，搅拌均匀，然后在300‑400r/min、真空度0.05‑0.1MPa下反应1‑2h；(4)然后过滤、干燥、粉碎成50‑80目的颗粒。本发明对木屑进行阻燃改性处理，制备的纤维板不但具有优良的阻燃性，而且具有良好的粘结性，可以有效降低胶黏剂和阻燃剂的用量，提高阻燃纤维板的阻燃性。
Description
技术领域
本发明涉及一种高阻燃改性纤维板及其制备方法，属于植物纤维板领域。
背景技术
随着国民经济的持续发展，人造板作为重要的工程材料，越来越广泛地应用于建筑装饰装修、家具生产、地板生产、船舶和车辆内装修等领域，为国民经济建设发挥了重要作用。然而，与其它木质材料一样，人造板具有较高的燃烧值和较低的起燃温度以及非常快的火焰传播速度，因此具有很大的火灾危害性授权公告号CN103406968B，发明名称：高级环保阻燃纤维板及其制造方法，，以木片为原料，热磨得到纤维，加入辅助原料制造得到高级环保阻燃纤维板，每1m3成品纤维板组成和重量为：纤维580～630kg、石蜡7～9kg、胶黏剂200～230kg(固含量40％～50％)、固化剂0.2～0.3kg、染色剂1.0～2.0kg、阻燃剂38～50kg和水适量。其制造方法主要包括热磨、混合、干燥、成型、热压、裁边、砂光工序。该生产工艺简单、技术参数精确、工艺可靠性强、生产效率高，而且生产出来的产品阻燃性能好、甲醛释放量低、物理力学性能优越。该专利主要通过添加大量阻燃剂来达到阻燃效果，提高纤维板的阻燃性能。但是添加有机阻燃剂存在潜在环境污染，添加无机阻燃剂，需要大量无机阻燃剂才可以。并且由于植物纤维与阻燃剂和胶黏剂在生产过程中存在混合不均匀，混合不均匀会对植物纤维板的阻燃存在很大影响，会有效地降低阻燃性能。
发明内容
本发明涉及一种高阻燃改性纤维板及其制备方法，采用对植物纤维进行阻燃改性处理，有效地解决了现有植物纤维板制备过程中原料混合不均匀，导致阻燃性不好等问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种高阻燃改性纤维板，包括阻燃改性纤维60-80份、阻燃剂6-10份、胶黏剂10-15份、防霉剂0.01-0.03份、防水剂0.2-0.6份，所述的阻燃改性纤维由以下步骤制得：
(1)将木屑粉切成直径0.3-1cm，长度为3-5cm的木条，备用；
(2)将木条与水按照体积比1:2-5的比例混合均匀，然后添加木条总重0.1％的纤维素酶和木条总重0.05％的果胶酶，温度40-50度酶解10-20min；
(3)然后加入木条总重量1-3％的水玻璃、ρ-氧化铝3-5％、白炭黑1-3％、硅藻土15-20％，搅拌均匀，然后在300-400r/min、真空度0.05-0.1MPa下反应1-2h；
(4)然后过滤、干燥、粉碎成50-80目的颗粒。
进一步，本发明的一种优选方案为：所述胶粘剂是脲醛树脂、三聚氰胺改性脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂、苯酚-尿素-甲醛树脂的一种、两种或两种以上的混合物。
进一步，本发明的一种优选方案为：所述的阻燃剂包括无机阻燃剂、磷-氮系阻燃剂和膨胀石墨，无机阻燃剂、磷-氮系阻燃剂和膨胀石墨的重量比为30：20:1-5。
进一步，本发明的一种优选方案为：所述的无机阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化锌中的一种或一种以上的混合物；所述的磷-氮系阻燃剂为磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸三铵、聚磷酸铵、磷酸胍、磷酸酯、三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐中的一种、或一种以上的混合物。
进一步，本发明的一种优选方案为：所述的防水剂是固体石蜡、液体石蜡、石蜡乳液中的一种、两种或两种以上的混合物。
进一步，本发明的一种优选方案为：所述的纤维素酶的酶活力为2万U/g。
进一步，本发明的一种优选方案为：所述的果胶酶的酶活力为4万U/g。
进一步，本发明的一种优选方案为：所述的防霉剂采用ZJFC-III无色竹材防霉防腐剂。
进一步，本发明的一种优选方案为：所述的防水剂为木材防水剂(佛山市丽源化工有限公司)
本发明的高阻燃改性纤维板的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备复合阻燃剂：按重量比称取无机阻燃剂、磷-氮系阻燃剂和膨胀石墨，混合均匀，得到复合阻燃剂；
(2)复合阻燃剂与阻燃改性纤维在搅拌机作用下均匀分散；
(3)将胶黏剂、防霉剂和防水剂混合均匀，以喷雾方式加入混有复合阻燃剂的纤维中，边搅拌边喷雾加入，与木纤维充分混合；
(4)对施加胶黏剂的纤维进行干燥，使其含水率在8-10％；
(5)将干燥后的木纤维均匀置于模具中进行铺装，在热压机中，并缓慢加压，当压力上升到6-8MPa时保压5-8min，然后缓慢降压到3-5MPa并保持2-3min，再升压至6-8MPa，热压20-30min，热压温度160-180度；
(6)待热压时间到后，关闭热压机，先缓慢泄压，冷却，即得到阻燃纤维板。
本发明的有益效果：
本发明对木屑进行阻燃改性处理，首先采用短时纤维素酶和果胶酶酶解，使得木屑部分酶解，在木屑上形成微孔，然后添加水玻璃、ρ-氧化铝、白炭黑和硅藻土，搅拌均匀真空度0.05-0.1MPa下反应1-2h，使得上述物质有效地进入木条且覆盖在其表面，有效地提高了木条的阻燃性。而且选择的水玻璃、ρ-氧化铝、白炭黑和硅藻土的组合，不但具有优良的阻燃性，而且具有良好的粘结性，可以有效降低胶黏剂和阻燃剂的用量，提高阻燃纤维板的阻燃性。
本发明的阻燃剂采用无机阻燃剂、磷-氮系阻燃剂和膨胀石墨可以有效地提高阻燃性，降低使用阻燃剂量。
具体实施方式
下面将具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种高阻燃改性纤维板，包括阻燃改性纤维60份、阻燃剂8份、胶黏剂10份、防霉剂0.01份、防水剂0.4份，所述的阻燃改性纤维由以下步骤制得：
(1)将木屑粉切成直径0.3-1cm，长度为3-5cm的木条，备用；
(2)将木条与水按照体积比1:2的比例混合均匀，然后添加木条总重0.1％的纤维素酶和木条总重0.05％的果胶酶，温度40-50度酶解10min；
(3)然后加入木条总重量1％的水玻璃、ρ-氧化铝5％、白炭黑2％、硅藻土15％，搅拌均匀，然后在300r/min、真空度0.05MPa下反应1h；
(4)然后过滤、干燥、粉碎成50-80目的颗粒。
胶粘剂是脲醛树脂、三聚氰胺改性脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂、苯酚-尿素-甲醛树脂的一种、两种或两种以上的混合物。
阻燃剂包括无机阻燃剂、磷-氮系阻燃剂和膨胀石墨，无机阻燃剂、磷-氮系阻燃剂和膨胀石墨的重量比为30：20:1。
无机阻燃剂为氢氧化铝；所述的磷-氮系阻燃剂为磷酸二氢铵。
防水剂是固体石蜡。
纤维素酶的酶活力为2万U/g，果胶酶的酶活力为4万U/g。
防霉剂采用ZJFC-III无色竹材防霉防腐剂，在防霉防腐的同时，可以有效地防止木屑变色，可以有效地提高产品的品质。
防水剂为木材防水剂，购自佛山市丽源化工有限公司。
本发明的高阻燃改性纤维板的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备复合阻燃剂：按重量比称取无机阻燃剂、磷-氮系阻燃剂和膨胀石墨，混合均匀，得到复合阻燃剂；
(2)复合阻燃剂与阻燃改性纤维在搅拌机作用下均匀分散；
(3)将胶黏剂、防霉剂和防水剂混合均匀，以喷雾方式加入混有复合阻燃剂的纤维中，边搅拌边喷雾加入，与木纤维充分混合；
(4)对施加胶黏剂的纤维进行干燥，使其含水率在8％；
(5)将干燥后的木纤维均匀置于模具中进行铺装，在热压机中，并缓慢加压，当压力上升到6MPa时保压6min，然后缓慢降压到3MPa并保持2min，再升压至6MPa，热压20min，热压温度160度；
(6)待热压时间到后，关闭热压机，先缓慢泄压，冷却，即得到阻燃纤维板。
实施例2
一种高阻燃改性纤维板，包括阻燃改性纤维70份、阻燃剂6份、胶黏剂13份、防霉剂0.02份、防水剂0.6份，所述的阻燃改性纤维由以下步骤制得：
(1)将木屑粉切成直径0.3-1cm，长度为3-5cm的木条，备用；
(2)将木条与水按照体积比1:3的比例混合均匀，然后添加木条总重0.1％的纤维素酶和木条总重0.05％的果胶酶，温度40-50度酶解10-20min；
(3)然后加入木条总重量2％的水玻璃、ρ-氧化铝4％、白炭黑1％、硅藻土18％，搅拌均匀，然后在350r/min、真空度0.08MPa下反应2h；
(4)然后过滤、干燥、粉碎成50-80目的颗粒。
胶粘剂是脲醛树脂、三聚氰胺改性脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂、苯酚-尿素-甲醛树脂的一种、两种或两种以上的混合物。
阻燃剂包括无机阻燃剂、磷-氮系阻燃剂和膨胀石墨，无机阻燃剂、磷-氮系阻燃剂和膨胀石墨的重量比为30：20:3。
无机阻燃剂为氢氧化镁；所述的磷-氮系阻燃剂为三聚氰胺磷酸盐。
防水剂是液体石蜡。
纤维素酶的酶活力为2万U/g，果胶酶的酶活力为4万U/g。
防霉剂采用ZJFC-III无色竹材防霉防腐剂，在防霉防腐的同时，可以有效地防止木屑变色，可以有效地提高产品的品质。
防水剂为木材防水剂，购自佛山市丽源化工有限公司。
本发明的高阻燃改性纤维板的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备复合阻燃剂：按重量比称取无机阻燃剂、磷-氮系阻燃剂和膨胀石墨，混合均匀，得到复合阻燃剂；
(2)复合阻燃剂与阻燃改性纤维在搅拌机作用下均匀分散；
(3)将胶黏剂、防霉剂和防水剂混合均匀，以喷雾方式加入混有复合阻燃剂的纤维中，边搅拌边喷雾加入，与木纤维充分混合；
(4)对施加胶黏剂的纤维进行干燥，使其含水率在9％；
(5)将干燥后的木纤维均匀置于模具中进行铺装，在热压机中，并缓慢加压，当压力上升到7MPa时保压5min，然后缓慢降压到4MPa并保持3min，再升压至7MPa，热压25min，热压温度170度；
(6)待热压时间到后，关闭热压机，先缓慢泄压，冷却，即得到阻燃纤维板。
实施例3
一种高阻燃改性纤维板，包括阻燃改性纤维80份、阻燃剂10份、胶黏剂15份、防霉剂0.03份、防水剂0.2份，所述的阻燃改性纤维由以下步骤制得：
(1)将木屑粉切成直径0.3-1cm，长度为3-5cm的木条，备用；
(2)将木条与水按照体积比1:5的比例混合均匀，然后添加木条总重0.1％的纤维素酶和木条总重0.05％的果胶酶，温度40-50度酶解20min；
(3)然后加入木条总重量3％的水玻璃、ρ-氧化铝3％、白炭黑3％、硅藻土20％，搅拌均匀，然后在400r/min、真空度0.1MPa下反应2h；
(4)然后过滤、干燥、粉碎成50-80目的颗粒。
胶粘剂是脲醛树脂、三聚氰胺改性脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂、苯酚-尿素-甲醛树脂的一种、两种或两种以上的混合物。
阻燃剂包括无机阻燃剂、磷-氮系阻燃剂和膨胀石墨，无机阻燃剂、磷-氮系阻燃剂和膨胀石墨的重量比为30：20:5。
无机阻燃剂为重量比1:1的氢氧化镁和氢氧化锌的混合物；所述的磷-氮系阻燃剂为重量比1:2的磷酸二氢铵和聚磷酸铵的混合物。
防水剂是固体石蜡、液体石蜡、石蜡乳液中的一种、两种或两种以上的混合物。
纤维素酶的酶活力为2万U/g，果胶酶的酶活力为4万U/g。
防霉剂采用ZJFC-III无色竹材防霉防腐剂，在防霉防腐的同时，可以有效地防止木屑变色，可以有效地提高产品的品质。
防水剂为木材防水剂，购自佛山市丽源化工有限公司。
本发明的高阻燃改性纤维板的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备复合阻燃剂：按重量比称取无机阻燃剂、磷-氮系阻燃剂和膨胀石墨，混合均匀，得到复合阻燃剂；
(2)复合阻燃剂与阻燃改性纤维在搅拌机作用下均匀分散；
(3)将胶黏剂、防霉剂和防水剂混合均匀，以喷雾方式加入混有复合阻燃剂的纤维中，边搅拌边喷雾加入，与木纤维充分混合；
(4)对施加胶黏剂的纤维进行干燥，使其含水率在10％；
(5)将干燥后的木纤维均匀置于模具中进行铺装，在热压机中，并缓慢加压，当压力上升到8MPa时保压8min，然后缓慢降压到5MPa并保持3min，再升压至8MPa，热压30min，热压温度180度；
(6)待热压时间到后，关闭热压机，先缓慢泄压，冷却，即得到阻燃纤维板。
对比例1
与实施例基本相同，不同点在于：所述的阻燃改性纤维由以下步骤制得：
(1)将木屑粉切成直径0.3-1cm，长度为3-5cm的木条，备用；
(2)然后加入木条总重量1％的水玻璃、ρ-氧化铝5％、白炭黑2％、硅藻土15％，搅拌均匀，然后在300r/min、真空度0.05MPa下反应1h；
(3)然后过滤、干燥、粉碎成50-80目的颗粒。
对比例2
与实施例1基本相同，不同点在于：水玻璃、ρ-氧化铝、白炭黑和硅藻土直接与其它原料混合，不对木屑进行改性处理。
按照GBT-17657-2013人造板及饰面人造板理化性能试验方法以及GB8624-2012建筑材料及制品燃烧性能分级测定实施例1-3和对比例1-2性能，具体见下表。
由上表可知，本发明的高阻燃改性纤维板具有良好的性能，尤其是阻燃性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高阻燃改性纤维板，其特征在于：包括阻燃改性纤维60-80份、阻燃剂6-10份、胶粘剂10-15份、防霉剂0.01-0.03份、防水剂0.2-0.6份，所述的阻燃改性纤维由以下步骤制得：
（1）将木屑粉切成直径0.3-1cm，长度为3-5cm的木条，备用；
（2）将木条与水按照体积比1:2-5的比例混合均匀，然后添加木条总重0.1%的纤维素酶和木条总重0.05%的果胶酶，温度40-50度酶解10-20min；
（3）然后加入木条总重量1-3%的水玻璃、ρ-氧化铝3-5%、白炭黑1-3%、硅藻土15-20%，搅拌均匀，然后在300-400r/min、真空度0.05-0.1MPa下反应1-2h；
（4）然后过滤、干燥、粉碎成50-80目的颗粒；
所述的阻燃剂包括无机阻燃剂、磷- 氮系阻燃剂和膨胀石墨，无机阻燃剂、磷- 氮系阻燃剂和膨胀石墨的重量比为30：20:1-5；所述的纤维素酶的酶活力为2万 U/g；所述的果胶酶的酶活力为4万U/g；
所述的一种高阻燃改性纤维板的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备复合阻燃剂：按重量比称取无机阻燃剂、磷- 氮系阻燃剂和膨胀石墨，混合均匀，得到复合阻燃剂；
(2)复合阻燃剂与阻燃改性纤维在搅拌机作用下均匀分散；
(3)将胶粘剂、防霉剂和防水剂混合均匀，以喷雾方式加入混有复合阻燃剂的纤维中，边搅拌边喷雾加入，与木纤维充分混合；
(4)对施加胶粘剂的纤维进行干燥，使其含水率在8-10％；
(5)将干燥后的木纤维均匀置于模具中进行铺装，在热压机中，并缓慢加压，当压力上升到6-8MPa时保压5-8min，然后缓慢降压到3-5MPa并保持2-3min，再升压至6-8MPa，热压20-30min，热压温度160-180度；
(6)待热压时间到后，关闭热压机，先缓慢泄压，冷却，即得到阻燃纤维板。
2.根据权利要求1所述的一种高阻燃改性纤维板，其特征在于：所述胶粘剂是脲醛树脂、三聚氰胺改性脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂、苯酚-尿素-甲醛树脂中的一种、两种或两种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种高阻燃改性纤维板，其特征在于：所述的无机阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化锌中的一种或一种以上的混合物；所述的磷- 氮系阻燃剂为磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸三铵、聚磷酸铵、磷酸胍、磷酸酯、三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐中的一种、或一种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种高阻燃改性纤维板，其特征在于：所述的防水剂是固体石蜡、液体石蜡、石蜡乳液中的一种、两种或两种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种高阻燃改性纤维板，其特征在于：所述的防霉剂采用ZJFC-III无色竹材防霉防腐剂。
6.根据权利要求1所述的一种高阻燃改性纤维板，其特征在于：所述的防水剂为木材防水剂。
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