本發(fā)明屬于人造板的，具體涉及一種無(wú)甲醛阻燃刨花板及其制備工藝。

背景技術(shù)：

1、刨花板是常用人造板的一種，由木材加工殘留物，伐木殘留物，小直徑木材或木材植物纖維原料加工成刨花(或碎屑)，然后用膠黏劑壓制得到。刨花板作為木板的替代品，提高了木材的利用率，緩和了我國(guó)木材短缺的矛盾。刨花板產(chǎn)品目前被廣泛應(yīng)用，可用于定制家具、廚衛(wèi)和建筑裝飾、包裝、船舶和車(chē)輛等領(lǐng)域。

2、刨花板的原材料木材是由碳、氫、氧元素組成的有機(jī)化合物，屬于可燃材料，其可燃性易導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生；隨著城市中建筑數(shù)量越來(lái)越多，家具生產(chǎn)和建筑材料等越來(lái)越多使用刨花板材料，刨花板材料的易燃缺點(diǎn)，對(duì)人民生活財(cái)產(chǎn)也構(gòu)成了潛在的威脅，同時(shí)很大程度上限制了刨花板在家具等方面的應(yīng)用。傳統(tǒng)刨花板生產(chǎn)主要采用以脲醛樹(shù)脂為代表的甲醛系膠黏劑，存在甲醛釋放量高、耐熱性不好、阻燃性能差，且在燃燒時(shí)容易釋放大量濃煙等問(wèn)題。

3、因此，如何實(shí)現(xiàn)刨花板無(wú)甲醛釋放的基礎(chǔ)上，增加刨花板的耐熱性能，同時(shí)提升阻燃能力，降低在燃燒和分解條件下的煙密度等級(jí)，從而提高人身安全，成為了需要重點(diǎn)攻克的方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種無(wú)甲醛阻燃刨花板及其制備工藝，旨在解決傳統(tǒng)刨花板存在甲醛釋放量高、耐熱性不好、阻燃性能差，且在燃燒時(shí)容易釋放大量濃煙的問(wèn)題。

2、本發(fā)明通過(guò)對(duì)刨花板的主體材料刨花進(jìn)行改性引進(jìn)硼元素，同時(shí)使用含磷異氰酸酯和含硅異氰酸酯作為膠黏劑，替代傳統(tǒng)的醛類(lèi)膠黏劑，并加入三維網(wǎng)狀氮化硼，使制備得到的刨花板具有低甲醛釋放量、高耐干熱性，同時(shí)降低煙密度等級(jí)，提高極限氧指數(shù)。

3、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

4、本發(fā)明的第一方面，提供一種無(wú)甲醛阻燃刨花板的制備工藝，其特征在于，包括以下的制備步驟：

5、步驟s1：稱(chēng)量刨花60～70份、膠黏劑10～15份、季戊四醇2～5份和氮化硼5～10份；

6、步驟s2：在攪拌機(jī)中將步驟s1所述的刨花、膠黏劑、季戊四醇和氮化硼均勻混合，鋪裝形成板坯；

7、步驟s3：將步驟s2所述的板坯送入熱壓機(jī)內(nèi)進(jìn)行熱壓固定成型獲得板材；

8、步驟s4：將步驟s3所述的板材進(jìn)行裁切、冷卻和砂光，制備得到無(wú)甲醛阻燃刨花板。

9、以下作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，但不作為對(duì)本發(fā)明提供的技術(shù)方案的限制，通過(guò)以下優(yōu)選的技術(shù)方案，可以更好達(dá)到和實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的和有益效果。

10、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述刨花為含硼刨花；所述含硼刨花的制備包括以下工序：將10～15份刨花、30～40份雙氧水混合均勻，超聲震蕩10～15min，再加入5～8份硼酸、2～4份正硅酸乙酯攪拌均勻后放入反應(yīng)器中，升溫至80℃，反應(yīng)90min，保溫4h，保溫結(jié)束后冷卻收集出料物得到含硼刨花。

11、含硼刨花中的硼元素受熱分解產(chǎn)生硼酸酐或硼酸形成玻璃狀的熔融物覆蓋在刨花板表面，隔絕氧氣和熱量的傳播可以抑制濃煙和熔滴的產(chǎn)生；另外刨花中的硼元素聯(lián)合異氰酸酯中的磷元素和硅元素，通過(guò)硼、磷、硅三者協(xié)同作用提高刨花板阻燃性能。

12、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述膠黏劑為異氰酸酯膠黏劑；所述異氰酸酯膠黏劑為含磷異氰酸酯和含硅異氰酸酯；所述含磷異氰酸酯和含硅異氰酸酯的質(zhì)量比為1:(0.5～1)。

13、優(yōu)選地，所述含磷異氰酸酯選自含磷異氰酸酯ⅰ、含磷異氰酸酯ⅱ和含磷異氰酸酯ⅲ中的任意一種或至少兩種的組合；

14、其中，所述含磷異氰酸酯ⅰ的結(jié)構(gòu)式為：

15、

16、其中，所述含磷異氰酸酯ⅱ的結(jié)構(gòu)式為：

17、

18、其中，所述含磷異氰酸酯ⅲ的結(jié)構(gòu)式為：

19、

20、在燃燒時(shí)，含磷異氰酸酯中的磷系基團(tuán)會(huì)在氣相產(chǎn)生磷雜菲基團(tuán)，能捕獲氣相裂解氣體的自由基，形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，發(fā)揮自由基淬滅作用；同時(shí)含氮結(jié)構(gòu)同樣可以得到具有淬滅作用的受阻胺結(jié)構(gòu)，形成不可燃?xì)怏w，發(fā)揮氣相稀釋作用，磷-氮兩者能在氣相相互協(xié)同，有效提高刨花板的阻燃效率。含磷異氰酸酯中含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)，分子間位阻較大，化學(xué)鍵的鍵能大，材料熱穩(wěn)定好，通過(guò)在刨花板中引入苯環(huán)提高耐熱性能。

21、需要說(shuō)明的是，本發(fā)明中對(duì)于含磷異氰酸酯的來(lái)源不做任何特殊限定，可通過(guò)市售購(gòu)買(mǎi)得到，也可自行制備。本發(fā)明對(duì)于含磷異氰酸酯的制備方法不做任何特殊限定，示例性地可參考“holtschmidt?h,oertel?g.isocyanates?ofesters?of?some?acidsofphosphorus?and?silicion[j].angewandte?chemie?international?edition,2010,1(12):617-621.”所述的方法制備得到。

22、優(yōu)選地，所述含硅異氰酸酯選自含硅異氰酸酯ⅰ、含硅異氰酸酯ⅱ和含硅異氰酸酯ⅲ中的任意一種或至少兩種的組合；

23、其中，所述含硅異氰酸酯ⅰ的結(jié)構(gòu)式為：

24、

25、其中，所述含硅異氰酸酯ⅱ的結(jié)構(gòu)式為：

26、

27、其中，所述含硅異氰酸酯ⅲ的結(jié)構(gòu)式為：

28、

29、高溫環(huán)境下，硅元素表面能較低，容易遷移至刨花板表面形成含硅保護(hù)層，提高了刨花板表面碳層的熱穩(wěn)定性，氮元素會(huì)產(chǎn)生難燃性含氮化合物稀釋火焰附近燃燒氣體的濃度起到阻燃效應(yīng)，通過(guò)硅-氮兩者協(xié)效提高極限氧指數(shù)；含硅異氰酸酯由多個(gè)苯環(huán)構(gòu)成，具有聯(lián)苯剛性結(jié)構(gòu)，能夠有效提高分子鏈段構(gòu)象變化的能阻，降低高溫條件下的鏈段擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，增加刨花板的耐熱性。

30、需要說(shuō)明的是，本發(fā)明中對(duì)于含硅異氰酸酯的來(lái)源不做任何特殊限定，可通過(guò)市售購(gòu)買(mǎi)得到，也可自行制備。本發(fā)明對(duì)于含硅異氰酸酯的制備方法不做任何特殊限定，示例性地可參考“holtschmidt?h,oertel?g.isocyanates?ofesters?of?some?acidsofphosphorus?and?silicion[j].angewandte?chemie?international?edition,2010,1(12):617-621.”所述的方法制備得到。

31、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述氮化硼為三維網(wǎng)狀氮化硼；所述三維網(wǎng)狀氮化硼的制備包括以下工序：將5～10份的氮化硼加入到25～50份去離子水中，通過(guò)超聲分散，得到氮化硼懸浮液；將1～2份的1,4-丁二醇二縮水甘油醚和0.5～1份的三乙烯四胺加入到25～50份去離子水中，磁力攪拌10min得到混合液；將所述氮化硼懸浮液和所述混合液均勻混合磁力攪拌1min，倒入模具后在-70℃的環(huán)境下放置24h，在溫度-50℃和壓力10pa的條件下進(jìn)行冷凍干燥24h，在150下℃熱固化4h得到三維網(wǎng)狀氮化硼。

32、三維網(wǎng)狀氮化硼的高熱導(dǎo)率有利于燃燒時(shí)產(chǎn)生的高熱量持續(xù)往材料遠(yuǎn)離著火點(diǎn)處傳遞，避免材料內(nèi)部局部溫度過(guò)高，減弱了局部材料分解產(chǎn)生的大量可燃物迅速堆積造成的劇烈燃燒，從而減慢火焰蔓延速度，提高極限氧指數(shù)；同時(shí)氮化硼三維多孔骨架結(jié)構(gòu)也可以為炭層提供結(jié)構(gòu)性支撐，使刨花板更易形成隔熱隔氧層，從而有效降低可燃?xì)怏w向火焰區(qū)域擴(kuò)散，降低煙密度等級(jí)。

33、第二方面，本發(fā)明提供一種如第一方面所述的方法制備得到的無(wú)甲醛阻燃刨花板。

34、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

35、(1)本發(fā)明通過(guò)含磷異氰酸酯和含硅異氰酸酯復(fù)配使用作為膠黏劑，既能避免由于使用醛類(lèi)膠黏劑而產(chǎn)生的甲醛，實(shí)現(xiàn)無(wú)甲醛釋放；又由于含磷異氰酸酯和含硅異氰酸酯配合含硼刨花，通過(guò)硼、磷、硅三者協(xié)效阻燃，在沒(méi)有另外添加阻燃劑的情況提高極限氧指數(shù)。

36、(2)本發(fā)明使用的含磷異氰酸酯和含硅異氰酸酯中含有苯環(huán)等剛性結(jié)構(gòu)，能夠有效提高分子鏈段構(gòu)象變化的能阻，降低高溫條件下的鏈段擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，增加刨花板的耐熱性。