一種自阻燃防火疏水木板的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種自阻燃防火疏水木板的制備方法，其特征在于，先把木板在堿溶液中浸泡進(jìn)行預(yù)處理，再用水清洗，得到預(yù)處理好的木板；然后將預(yù)處理好的木板浸漬在液體阻燃劑中處理；最后將浸漬好的木板提拉后采用紅外加熱的方式進(jìn)行固化即可。本發(fā)明制得的防火疏水木板具有自阻燃作用，有效的解決了木板易燃燒、易被蟲(chóng)蛀、易腐蝕的缺陷，克服了一般的阻燃型木板阻燃型不佳，防火性差的缺點(diǎn)；本發(fā)明所涉及的一種具有自阻燃作用的防火木板可應(yīng)用于需要防火、阻燃功能的木地板、木質(zhì)家具等領(lǐng)域，具有防火阻燃性能好、防蟲(chóng)蛀、防腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種自阻燃防火疏水木板的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種具有自阻燃作用的防火木板，尤其是一種在木板內(nèi)部纖維素空腔 孔道中形成具有阻燃作用的類似二氧化硅的三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的阻燃成分，屬于木材防火 阻燃領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 木質(zhì)材料是一種性能優(yōu)良的天然高分子材料，特別是以其天然材料所具有的優(yōu)勢(shì) 及天然、美麗的紋理在建筑裝飾領(lǐng)域倍受青睞，也是人類不可缺少的家居用材料。近年來(lái)， 隨著人民生活的逐步改善，建筑裝飾用木材的消耗量呈逐年上升趨勢(shì)，同時(shí)也增加了火災(zāi) 的隱患。木質(zhì)材料雖然是一種易燃性的材料，但利用阻燃技術(shù)，卻可使其應(yīng)用領(lǐng)域更加廣 泛，使得建筑裝飾用木材的防火安全性大為提高。因此，對(duì)木質(zhì)材料的阻燃處理具有重要的 社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。研究和開(kāi)發(fā)適合我國(guó)國(guó)情的木質(zhì)材料阻燃劑和木質(zhì)材料阻燃技術(shù)是 當(dāng)前科學(xué)研究的重要任務(wù)之一。
[0003] 目前對(duì)于木質(zhì)材料阻燃劑主要有無(wú)機(jī)、有機(jī)以及樹(shù)脂類材料，且由于裝飾材料的 快速發(fā)展而發(fā)展迅速，但同時(shí)由于木質(zhì)材料由于具有其自身的特點(diǎn)，阻燃木質(zhì)材料不僅要 具有阻燃性能，而目還應(yīng)該基本保留木材原有的纖維紋理特性，因此對(duì)于用于木質(zhì)材料助 燃劑必須具有不燃、阻燃以及透明的特性。無(wú)機(jī)阻燃劑是使用最早的木材阻燃劑，具有價(jià) 格低廉、阻燃性好、經(jīng)過(guò)其處理的制品燃燒時(shí)釋放煙和有毒氣體少的優(yōu)點(diǎn)，但有存在吸濕性 大、易流失的缺點(diǎn)，在高濕度條件下易于析出而帶出環(huán)境，降低使用壽命，同時(shí)對(duì)木質(zhì)材料 的強(qiáng)度影響較大，因此目前發(fā)展緩慢；Carmen Branca等人分別用磷酸氫二銨和硫酸銨作阻 燃劑，木材的阻燃性能得到了有效的提高，Ergun Baysal等人研究用三聚氰胺甲醛樹(shù)脂與 硼砂、硼酸組成的復(fù)合阻燃劑處理的歐洲赤松具有較高的氧指數(shù)和成碳率，同時(shí)抗吸濕性 得到有效提高；專利無(wú)機(jī)型木材阻燃防腐劑（CN 1060486A)采用可溶性鋅鹽、鹵化物以及 銨鹽等配合硼酸鹽制備無(wú)機(jī)型木材阻燃劑，專利木材阻燃劑的合成方法（CN 97118353.8) 合成由脒基脲磷酸鹽與硼酸混合配制得阻燃劑，具有良好的阻燃性，但可溶性無(wú)機(jī)物難以 保持長(zhǎng)久；采用無(wú)機(jī)阻燃劑作為阻燃成份，通過(guò)無(wú)機(jī)阻燃劑的作用提高其成碳等阻燃特性， 但都存在在高濕度條件下，無(wú)機(jī)組份的遷移問(wèn)題。有機(jī)阻燃劑出現(xiàn)較晚但發(fā)展較快，有機(jī)阻 燃劑的主流是含磷、氮和硼元素的多元復(fù)合體系。主要以尿素、雙氰胺、甲醛、三聚氰胺等氨 基化合物的羥甲基化為特點(diǎn)的有機(jī)氮磷或有機(jī)氮磷硼阻燃體系和近年來(lái)研究開(kāi)發(fā)的一些 抗流失、不嚴(yán)重影響木材物理力學(xué)性能的有機(jī)阻燃劑。新型的有機(jī)木材阻燃劑是無(wú)甲醛釋 放、低遷移、低吸濕的高效阻燃劑。采用分子量較大的含氮有機(jī)化合物與磷酸生成的低吸 濕性磷酸鹽作為阻燃元素磷和氮的載體，再與硼化合物組成磷氮硼高效阻燃體系。論文高 明等人研究了羥甲基化磷酸瞇基脲，羥甲基化磷酸三聚氰胺，含羥甲基化磷酸瞇基脲和羥 甲基化磷酸脲的混合物阻燃處理落葉松。但有機(jī)類阻燃劑存在添加量大，且在木材中滲透 性不夠，在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生大量的有毒氣體以及污染物，因此開(kāi)發(fā)低煙高成碳阻燃劑具有 重要的意義。樹(shù)脂型木材阻燃劑，由于在組份中加入低聚合度合成樹(shù)脂，浸漬木材后，在干 燥的過(guò)程中樹(shù)脂固化，改善阻燃劑的抗流失、遷移和吸濕性。樹(shù)脂型阻燃劑抗流失、抗遷移 和抗吸濕，對(duì)木材強(qiáng)度影響小，耐腐蝕。M. GAO等人采用甲醛、尿素、三聚氰胺、雙氰胺、磷酸 等，分別合成了 5種不同的胺基樹(shù)脂和磷酸改性胺基樹(shù)脂，并將其用于白店松的陰燃處理， 處理后具有明顯的成碳與低煙的特性，但樹(shù)脂本身使用過(guò)程中發(fā)黃，且具有一定顏色，同時(shí) 在木材中滲透性較差，尤其是對(duì)于厚度較大的木材效果較差，尤其是內(nèi)部中心層與外層差 異大。
[0004] 有機(jī)硅化合物具有無(wú)機(jī)Si-0-Si組份和有機(jī)C-H組份，因此化合物本身具有優(yōu)異 的無(wú)機(jī)一有機(jī)雜化材料特性，分子中Si-o共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)為0. 163nm，鍵能為425kJ/mol，大 于一般有機(jī)物中 C-C(0. 144nm，345kJ/mol)和 C-0(0. 140nm、351kJ/mol)，而具有優(yōu)異的耐 高低溫、耐候、耐化學(xué)腐蝕等性能。同時(shí)有機(jī)硅材料其高溫分解殘留物主要為固體二氧化 碳，發(fā)量煙少，同時(shí)有機(jī)硅材料本身優(yōu)異的低表面張力特性，對(duì)材料具有優(yōu)異的滲透性，同 時(shí)有機(jī)硅材料本身在酸性或者堿性條件下水解，形成可交聯(lián)的聚硅氧烷烷，具有優(yōu)異的耐 高溫、阻燃、低煙且防腐、耐候耐化學(xué)品特性；因此本發(fā)明采用低分子量的硅氧烷為阻燃劑 原料，通過(guò)硅氧烷水解初步縮合形成阻燃劑前驅(qū)體，并采用可溶溶劑，以提高阻燃劑對(duì)木材 的滲透性能，有利于木材內(nèi)外部阻燃劑的滲透，并采用紅外加熱的方法，對(duì)浸漬好的木材進(jìn) 行固化，已達(dá)到木材內(nèi)外部固化的一致性，降低木材的固化的翹曲現(xiàn)象，本發(fā)明通過(guò)在木板 內(nèi)部纖維素空腔孔道中形成具有阻燃作用的類似二氧化硅的三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的阻燃成 分，以提高木材的阻燃性同時(shí)，較低材料的發(fā)煙特性，所制備的方法具有簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、高效可 行，且木板具有優(yōu)異的阻燃性能，可廣泛用于裝飾、戶外結(jié)構(gòu)件等木材的阻燃防腐處理。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的是目前市場(chǎng)上木板防火性能不佳，只注重表層防火性，自阻燃 性效果差的問(wèn)題。
[0006] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種自阻燃防火疏水木板的制備方法，其特征 在于，包括以下步驟：
[0007] 步驟1):木板預(yù)處理：先把木板在溫度為20?80°C、重量濃度為5%?60%的堿 溶液中浸泡1?24h進(jìn)行預(yù)處理，浸泡后再用水清洗2?5次，得到預(yù)處理好的木板；
[0008] 步驟2):浸漬：將預(yù)處理好的木板浸漬在液體阻燃劑中處理2?6h，浸漬溫度為 35 ?60。。；
[0009] 步驟3):固化：浸漬好的木板提拉后采用紅外加熱的方式進(jìn)行固化5?60min，得 到自阻燃防火木板。
[0010] 優(yōu)選地，所述的液體阻燃劑，其原料由以下以重量百分比計(jì)的組分組成：
[0011] 含硅氧烷類化合物5?30 %，
[0012] 催化劑 0.1?1%。
[0013] 溶劑 余量。
[0014] 優(yōu)選地，所述含硅氧烷類化合物的結(jié)構(gòu)式為

【權(quán)利要求】
1. 一種自阻燃防火疏水木板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1):木板預(yù)處理：先把木板在溫度為20?80°C、重量濃度為5%?60%的堿溶液 中浸泡1?24h進(jìn)行預(yù)處理，浸泡后再用水清洗2?5次，得到預(yù)處理好的木板； 步驟2):浸漬：將預(yù)處理好的木板浸漬在液體阻燃劑中處理2?6h，浸漬溫度為35? 60 °C ； 步驟3):固化：浸漬好的木板提拉后采用紅外加熱的方式進(jìn)行固化5?60min，得到自 阻燃防火木板。
2. 如權(quán)利要求1所述的自阻燃防火疏水木板的制備方法，其特征在于，所述的液體阻 燃劑，其原料由以下以重量百分比計(jì)的組分組成： 含硅氧烷類化合物5?30%， 催化劑 0. 1?1 %。 溶劑 余量。
3. 如權(quán)利要求2所述的自阻燃防火疏水木板的制備方法，其特征在于，所述含硅氧烷
類化合物的結(jié)構(gòu)式為 其中&為-CH3、-CH2CH3、-C 6H5和氨丙基官能團(tuán)中的任意 9 一種；R2為-ch3或-ch2ch3官能團(tuán)。
4. 如權(quán)利要求2所述的自阻燃防火疏水木板的制備方法，其特征在于，所述溶劑為異 丙醇和水的混合物，異丙醇和水的體積比為1 : 0.25?1 : 1.5。
5. 如權(quán)利要求2所述的自阻燃防火疏水木板的制備方法，其特征在于，所述催化劑為 酸性催化劑或者堿性催化劑。
6. 如權(quán)利要求5所述的自阻燃防火疏水木板的制備方法，其特征在于，所述酸性催化 齊U為鹽酸、硫酸、硝酸、甲酸和乙酸中的任意一種。
7. 如權(quán)利要求5所述的自阻燃防火疏水木板的制備方法，其特征在于，所述堿性催化 劑為氫氧化鈉或氫氧化鉀。
8. 如權(quán)利要求2-7中任意一種所述的自阻燃防火疏水木板的制備方法，其特征在于， 所述液體阻燃劑的制備方法為：將原料按比例混合后，再在20?60°C進(jìn)行混合5?30min。
【文檔編號(hào)】B27K3/50GK104085004SQ201410311963
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】江振林, 王朝生, 王華平, 季誠(chéng)昌 申請(qǐng)人:東華大學(xué)