本发明涉及地板阻燃技术领域，具体涉及一种木地板阻燃剂及其制备方法。
背景技术：
木质材料是一种性能优良的天然高分子材料，特别是以其天然材料所具有的优势及天然、美丽的纹理在建筑装饰领域倍受青睐，也是人类不可缺少的家居用材料。近年来，随着人民生活的逐步改善，建筑装饰用木材的消耗量呈逐年上升趋势，同时也增加了火灾的隐患。木质材料虽然是一种易燃性的材料，但利用阻燃技术，却可使其应用领域更加广泛，使得建筑装饰用木材的防火安全性大为提高。因此，对木质材料的阻燃处理具有重要的社会效益与经济效益。研究和开发适合我国国情的木质材料阻燃剂和木质材料阻燃技术是当前科学研究的重要任务之一。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种木地板阻燃剂及其制备方法，阻燃性能优异，具有良好的稳定性，起到保护地板的作用，降低安全隐患。
本发明提供了如下的技术方案：一种木地板阻燃剂，包括以下份计的原料：蛭石50~65份、含磷化合物35~45份、硅酸盐溶液35~37份、硅溶胶30~33份、阻燃协效剂25~27份、抑烟剂22~24份、纳米二氧化锆20~22份、相容剂15~20份、防霉防虫组分10~15份和水65~85份。
优选地，包括以下份计的原料：蛭石58份、含磷化合物40份、硅酸盐溶液36份、硅溶胶31.5份、阻燃协效剂26份、抑烟剂23份、纳米二氧化锆21份、相容剂17.5份、防霉防虫组分12.5份和水75份。
优选地，所述蛭石的粒径为0.7～2mm，所述含磷化合物为磷酸、亚磷酸、次磷酸、焦磷酸、聚磷酸铵、磷酸氢二铵和磷酸二氢铵中的一种或几种。
优选地，所述硅酸盐溶液为硅酸钠溶液、硅酸钾溶液和硅酸锂溶液中的一种或多种，硅酸盐溶液的浓度为1~5％。
优选地，所述硅溶胶中二氧化硅的含量为20~30wt％，所述纳米二氧化锆的粒径为50~60nm。
优选地，所述阻燃协效剂为氢氧化镁、氢氧化铝、碳纳米管、膨润土、蒙脱土和膨胀石墨其中的一种或多种，所述抑烟剂为硼酸锌、三氧化二锑、二茂铁、三氧化钼和钼酸铵中的一种或几种。
优选地，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯、丙烯酸接枝聚乙烯和丙烯酸接枝聚丙烯中的任一种。
优选地，所述防霉防虫组分包括以下份计的原料：多菌灵5~7份、硼砂2~4份和十二烷基二甲基苄基氯化铵1~3份。
本发明提供一种木地板阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）、制备改性蛭石粉体：
称取蛭石，经球磨机粉碎并筛分至200～300目，得到蛭石粉体并加入至5~10倍重量份的酸性溶液中，升温至50～100摄氏度，以500~600r/min转速条件搅拌1~2h，得到悬浊液；
将悬浊液过滤得到蛭石固体，使用去离子水反复洗涤蛭石固体至洗涤后的去离子水的ph为7，将洗涤后得到的固体在90～100摄氏度条件下烘干3~4h，经研磨后得到改性蛭石粉体，备用；
（2）、向反应釜中加入硅酸盐溶液、硅溶胶和水，搅拌并加热，使温度上升至50～60摄氏度，加入步骤（1）得到的改性蛭石粉体，以400~500r/min转速条件搅拌50~60min，得到浆料；
（3）、向步骤（2）得到的浆料中按照配比依次加入剩余原料。以300~400r/min转速条件搅拌50~60min，得到阻燃液；
（4）、向步骤（3）得到的阻燃液中通入50~60摄氏度的热空气使其翻腾，时间为20~30min，静置后进行干燥处理，并将物料研磨成60~80微米的颗粒，即得所述木地板阻燃剂。
优选地，所述步骤（1）中的酸性溶液为10~20%的盐酸溶液或者5~10%的硫酸溶液。
本发明的有益效果：阻燃性能优异，具有良好的稳定性，起到保护地板的作用，降低安全隐患，具体如下：
（1）、本发明中添加的硅溶胶，为纳米级的二氧化硅颗粒在水中或溶剂中的分散液，与其他原料之间有较好的分散性和渗透性，由于胶体粒子微细因此具有相当大的比表面积，粒子本身无色透明，不影响被覆盖物（地板）的本色；当硅溶胶水份蒸发时，胶体粒子牢固地附着在物体表面，用于本发明的阻燃剂中可起到粘结剂的作用，具有粘结力强、耐高温等特点；
（2）、本发明中硅酸盐以溶液而非固体的形式添加，保证了阻燃剂的水溶性，有利于制备的阻燃剂对地板进行深度的浸渍处理；浸渍处理并干燥后，整体的抗吸湿性和稳定性都得到显著提高，使得本发明的阻燃剂不但阻燃效果显著，而且具有较好的尺寸稳定功能与防腐功能；
（3）、本发明中添加蛭石并经过改性处理，蛭石具有独特的纳米层状结构，起到良好的隔热绝热作用，并且拥有高含量的层间水和结构水，在受热时释放出水蒸气起到阻燃作用；而磷系阻燃成分在高温时通过反应形成碳层，阻止燃烧进一步进行；配合含磷化合物和阻燃协效剂，三种阻燃成分通过相互之间的协同作用大大提高了整体阻燃效果；
（4）、本发明中添加一定量的纳米二氧化锆，其特殊的分子结构可以与各原料紧密嵌合到一起，并且填补了各原料之间的空隙，使得阻燃剂均匀连续、并且致密，耐磨、表层光滑平整；渗透入地板后能改善其力学性能，达到增韧补强的效果，且效果长效持久，使得地板尺寸稳定，不易开裂，韧性好，触感好；
（5）、本发明的阻燃剂可以直接配成溶液使用，不会损害地板的物理化学性能、加工性能和使用性能，不会改变高温下阻燃剂与地板的化学反应过程。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
一种木地板阻燃剂，包括以下份计的原料：
蛭石50份；
含磷化合物35份；
硅酸盐溶液35份；
硅溶胶30份；
阻燃协效剂25份；
抑烟剂22份；
纳米二氧化锆20份；
相容剂15份；
防霉防虫组分15份；
水65份。
其中，所述蛭石的粒径为0.7mm，所述含磷化合物为磷酸。
其中，所述硅酸盐溶液为硅酸钠溶液，硅酸盐溶液的浓度为1％。
其中，所述硅溶胶中二氧化硅的含量为20wt％，所述纳米二氧化锆的粒径为50nm。
其中，所述阻燃协效剂为氢氧化镁，所述抑烟剂为硼酸锌。
其中，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯。
其中，所述防霉防虫组分包括以下份计的原料：多菌灵5份、硼砂2份和十二烷基二甲基苄基氯化铵1份。
本实施例提供一种木地板阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）、制备改性蛭石粉体：
称取蛭石，经球磨机粉碎并筛分至200目，得到蛭石粉体并加入至5倍重量份的酸性溶液中，升温至50摄氏度，以500r/min转速条件搅拌1h，得到悬浊液；
将悬浊液过滤得到蛭石固体，使用去离子水反复洗涤蛭石固体至洗涤后的去离子水的ph为7，将洗涤后得到的固体在90摄氏度条件下烘干3h，经研磨后得到改性蛭石粉体，备用；
（2）、向反应釜中加入硅酸盐溶液、硅溶胶和水，搅拌并加热，使温度上升至50摄氏度，加入步骤（1）得到的改性蛭石粉体，以400r/min转速条件搅拌50min，得到浆料；
（3）、向步骤（2）得到的浆料中按照配比依次加入剩余原料。以300r/min转速条件搅拌50min，得到阻燃液；
（4）、向步骤（3）得到的阻燃液中通入50摄氏度的热空气使其翻腾，时间为20min，静置后进行干燥处理，并将物料研磨成60微米的颗粒，即得所述木地板阻燃剂。
其中，所述步骤（1）中的酸性溶液为10%的盐酸溶液。
实施例2
一种木地板阻燃剂，包括以下份计的原料：
蛭石65份；
含磷化合物45份；
硅酸盐溶液37份；
硅溶胶33份；
阻燃协效剂27份；
抑烟剂24份；
纳米二氧化锆22份；
相容剂20份；
防霉防虫组分15份；
水85份。
其中，所述蛭石的粒径为2mm，所述含磷化合物为亚磷酸。
其中，所述硅酸盐溶液为硅酸钾溶液，硅酸盐溶液的浓度为5％。
其中，所述硅溶胶中二氧化硅的含量为30wt％，所述纳米二氧化锆的粒径为60nm。
其中，所述阻燃协效剂为氢氧化铝，所述抑烟剂为三氧化二锑。
其中，所述相容剂为丙烯酸接枝聚乙烯。
其中，所述防霉防虫组分包括以下份计的原料：多菌灵7份、硼砂4份和十二烷基二甲基苄基氯化铵3份。
本实施例提供一种木地板阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）、制备改性蛭石粉体：
称取蛭石，经球磨机粉碎并筛分至300目，得到蛭石粉体并加入至10倍重量份的酸性溶液中，升温至100摄氏度，以600r/min转速条件搅拌2h，得到悬浊液；
将悬浊液过滤得到蛭石固体，使用去离子水反复洗涤蛭石固体至洗涤后的去离子水的ph为7，将洗涤后得到的固体在100摄氏度条件下烘干4h，经研磨后得到改性蛭石粉体，备用；
（2）、向反应釜中加入硅酸盐溶液、硅溶胶和水，搅拌并加热，使温度上升至60摄氏度，加入步骤（1）得到的改性蛭石粉体，以500r/min转速条件搅拌60min，得到浆料；
（3）、向步骤（2）得到的浆料中按照配比依次加入剩余原料。以400r/min转速条件搅拌60min，得到阻燃液；
（4）、向步骤（3）得到的阻燃液中通入60摄氏度的热空气使其翻腾，时间为30min，静置后进行干燥处理，并将物料研磨成80微米的颗粒，即得所述木地板阻燃剂。
其中，所述步骤（1）中的酸性溶液为10%的硫酸溶液。
实施例3
一种木地板阻燃剂，包括以下份计的原料：蛭石58份、含磷化合物40份、硅酸盐溶液36份、硅溶胶31.5份、阻燃协效剂26份、抑烟剂23份、纳米二氧化锆21份、相容剂17.5份、防霉防虫组分12.5份和水75份。
其中，所述蛭石的粒径为1mm，所述含磷化合物为焦磷酸。
其中，所述硅酸盐溶液为硅酸锂溶液，硅酸盐溶液的浓度为3％。
其中，所述硅溶胶中二氧化硅的含量为25wt％，所述纳米二氧化锆的粒径为55nm。
其中，所述阻燃协效剂为膨润土，所述抑烟剂为二茂铁。
其中，所述相容剂为丙烯酸接枝聚丙烯。
其中，所述防霉防虫组分包括以下份计的原料：多菌灵6份、硼砂3份和十二烷基二甲基苄基氯化铵2份。
本实施例提供一种木地板阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）、制备改性蛭石粉体：
称取蛭石，经球磨机粉碎并筛分至250目，得到蛭石粉体并加入至7倍重量份的酸性溶液中，升温至75摄氏度，以550r/min转速条件搅拌1.5h，得到悬浊液；
将悬浊液过滤得到蛭石固体，使用去离子水反复洗涤蛭石固体至洗涤后的去离子水的ph为7，将洗涤后得到的固体在950摄氏度条件下烘干3.5h，经研磨后得到改性蛭石粉体，备用；
（2）、向反应釜中加入硅酸盐溶液、硅溶胶和水，搅拌并加热，使温度上升至55摄氏度，加入步骤（1）得到的改性蛭石粉体，以450r/min转速条件搅拌55min，得到浆料；
（3）、向步骤（2）得到的浆料中按照配比依次加入剩余原料。以350r/min转速条件搅拌55min，得到阻燃液；
（4）、向步骤（3）得到的阻燃液中通入55摄氏度的热空气使其翻腾，时间为25min，静置后进行干燥处理，并将物料研磨成70微米的颗粒，即得所述木地板阻燃剂。
其中，所述步骤（1）中的酸性溶液为15%的盐酸溶液。
参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。