一種難燃木材及其制備方法和應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種難燃木材及其制備方法和應用，其制備包括步驟：（1）通過真空加壓的方式采用阻燃液A對木材進行浸漬處理，干燥后得到經(jīng)一次處理的木材；（2）將經(jīng)一次處理的木材迅速浸入阻燃懸浮液B中進行浸漬處理，最后通過逐步升溫固化制備難燃木材；所述的阻燃液A由下列重量百分比的原料制成：聚磷酸銨20%-40%和硅溶膠60%-80%；所述的阻燃懸浮液B由下列重量百分比的原料制成：硅酸鉀10%-20%、氧化鋁0.3%-0.5%、磷酸鋁0.3%-0.5%、碳化硅晶須47.7%-58.75%、三乙醇胺0.65%-1.3%和水30%。該難燃木材，具有優(yōu)良的阻火和隔熱性能，燃燒等級達到建筑材料難燃級別，可用于制備防火門等防火制品，且制備方法操作簡單，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】一種難燃木材及其制備方法和應用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及木質(zhì)材料領(lǐng)域，具體涉及一種難燃木材及其制備方法和應用。
【背景技術(shù)】
[0002]木質(zhì)防火門主要由無機填充材料、木材、人造板、粘結(jié)劑、防火鎖、防火合頁、防火密封件、防火玻璃等部件組合而成，為使防火門的耐火隔熱性和耐火完整性達到既定標準要求，所有的這些部件均需具備相應的防火特征，或者進行必要的阻燃處理。木質(zhì)防火門中木材制品所占的比重較大，且木材是一種容易燃燒的天然高分子材料，因此對木材進行合理的阻燃處理，提高木材的難燃程度，在體現(xiàn)整扇木質(zhì)門的防火性能上起到非常重要的作用。當前，對木材進行阻燃處理主要通過浸潰處理和表面涂覆這兩種方法來實現(xiàn)。
[0003]浸潰處理是指將木材浸潰于阻燃劑溶液中，通過常溫常壓、真空加壓、冷熱交替浸潰的方式，使得阻燃劑通過毛細管作用滲入到木材基體中。常用阻燃劑溶液可選用采用雙氰胺、磷酸及硼酸制備的磷酸脒基脲溶液(美國專利US6652633)，采用尿素、雙氰胺、磷酸、硼酸、硼砂及氫氧化鈉合成的阻燃液(美國專利US4461720，US5151225)，采用磷酸氫二銨、磷酸二氫銨及硼酸合成制備的阻燃液(美國專利US4725382，US6811731)，采用雙氰胺、硼砂、硼酸及尿素合成的無磷阻燃液(美國專利US6306317，US6517748)，采用硅酸鈉、氯化鐵、硫酸銅及氯化鈣等配制的無機鹽阻燃液(《化學工程師》，2010年第10期)等等。一般阻燃劑溶液都會配制成水溶液，一方面有利于阻燃液滲入木材，另一方面也相對綠色環(huán)保。木材經(jīng)過一定工藝浸潰、烘干后仍保留一定的含水率，以保證木材固有的尺寸穩(wěn)定性。經(jīng)過浸潰處理后的木材，遇火燃燒時表面會快速碳化，在炭層內(nèi)部形成不規(guī)則的多孔結(jié)構(gòu)，一些孔洞中充斥著不燃氣體，通過凝聚相來阻隔火焰、熱量和氧氣的滲透。由于處理工藝相對簡單，木材由表及里都可以被較為妥善地處理，因此，當前大部分用于制造防火門的難燃木板都是通過這種方案來獲得。
[0004]表面涂覆是指選用阻燃劑(如磷酸脒基脲、聚磷酸銨、三聚氰胺、季戊四醇、硼酸鋅、氫氧化鎂、氫氧化鋁等)添加到聚合物成膜樹脂中制作成阻燃涂料，然后將涂料涂覆于木材表面，待干燥后木材表面形成一層防火涂層。常用的成膜樹脂有丙烯酸樹脂、三聚氰胺改性脲醛樹脂、聚乙酸乙烯酯樹脂等。這種方法處理木材時不會破壞木材原有的含水率、握釘力和強度，但阻燃處理僅停留在表面，當表面防火層出現(xiàn)縫隙或缺陷時，會大大降低阻燃木材的防火性能。因此，當木材表面防火層在遇火結(jié)碳時，如何能夠提高其碳層的致密性和阻隔性是表面涂覆阻燃工藝的關(guān)鍵技術(shù)所在。
[0005]綜上所述，浸潰處理的方法可以使木材整體獲得阻燃效果，這符合木質(zhì)防火門根本的耐火隔熱和耐火完整的要求，為了能進一步減少木材遇火結(jié)碳時可能出現(xiàn)的開裂和碳層結(jié)構(gòu)缺陷的情況，防止氧氣和熱量通過缺陷處滲透而引發(fā)火焰蔓延，比較合理的做法可以在浸潰處理的基礎上再增加密實性處理，協(xié)同增強木材的難燃水平。
[0006]中國專利申請CN201310083243.1公開了一種輕質(zhì)聚磷酸銨/ 二氧化硅復合阻燃劑的制備方法，具體為:將I型聚磷酸銨加入水中溶解，然后加入硅烷，接著加入酸使硅烷水解生成硅溶膠，從而得到聚磷酸銨/硅溶膠混合液，將上述溶膠進行噴霧干燥，所得產(chǎn)物烘干后即可得到聚磷酸銨/二氧化硅復合阻燃材料。該復合阻燃劑為空心微球結(jié)構(gòu)，密度小，分散性好，聚磷酸銨被二氧化娃夾持分散于空心微球殼壁中，耐濕性好，不易遷移，具有優(yōu)異的協(xié)同阻燃和抑煙作用，可以廣泛應用于各種材料的阻燃，尤其是各種泡沫塑料中，但該復合阻燃劑并不適用于木質(zhì)材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供了一種難燃木材，其具有優(yōu)良的阻火性能，可用于制造防火門。
[0008]本發(fā)明還提供了一種難燃木材的制備方法，通過兩次浸潰處理，然后逐步升溫固化制備難燃木材。該制備方法操作簡單，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0009]一種難燃木材的制備方法，包括步驟:
[0010](I)通過真空加壓的方式采用阻燃液A對木材進行浸潰處理，干燥后得到經(jīng)一次處理的木材；
[0011](2)將經(jīng)一次處理的木材迅速浸入阻燃懸浮液B中進行浸潰處理，最后通過逐步升溫固化制備難燃木材。
[0012]所述的阻燃液A由下列重量百分比的原料制成:
[0013]聚磷酸銨 20%_40%
[0014]硅溶膠60%_80%。
[0015]所述的阻燃懸浮液B由下列重量百分比的原料制成:
[0016]
【權(quán)利要求】
1.一種難燃木材的制備方法，其特征在于，包括步驟: (1)通過真空加壓的方式采用阻燃液A對木材進行浸潰處理，干燥后得到經(jīng)一次處理的木材； (2)將經(jīng)一次處理的木材迅速浸入阻燃懸浮液B中進行浸潰處理，最后通過逐步升溫固化制備難燃木材； 所述的阻燃液A由下列重量百分比的原料制成: 聚磷酸銨 20%-40% 硅溶膠 60%-80% ； 所述的阻燃懸浮液B由下列重量百分比的原料制成:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的難燃木材的制備方法，其特征在于，所述的聚磷酸銨的分子式為(NH4) (n+2)Pn0 (3n+1), n=10-20。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的難燃木材的制備方法，其特征在于，所述的硅溶膠中SiO2以膠團形態(tài)分散在水中，SiO2質(zhì)量百分含量為20%-30%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的難燃木材的制備方法，其特征在于，所述的硅酸鉀的分子式為 K20.mSi02, m=3.2-3.4。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的難燃木材的制備方法，其特征在于，所述的碳化硅晶須的直徑為 0.1 μ m_l μ m,長度為 50 μ m_300 μ m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的難燃木材的制備方法，其特征在于，步驟(1)具體包括:將干燥后的木材置于密封容器內(nèi)，抽真空至真空度為0.02MPa-0.1MPa并保持lh_3h，真空狀態(tài)下向容器內(nèi)注入阻燃液A，然后加壓至1.0MPa-1.5MPa并保壓lh_3h，卸壓后將木材取出于900C _108°C干燥，調(diào)整含水率至5%-10%，得到經(jīng)一次處理的木材。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的難燃木材的制備方法，其特征在于，步驟(2)具體包括:將經(jīng)一次處理的木材迅速移至溫度為5°C -10°C的阻燃懸浮液B中，浸潰30min-60min后在環(huán)境溫度下晾曬24h-36h，最后從50°C _140°C逐步升溫固化，得到難燃木材。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的難燃木材的制備方法，其特征在于，逐步升溫固化包括:先在50°C -80°C升溫分段熱處理至少8h，再在80°C _140°C升溫分段熱處理2h_5h，然后在140°C恒溫熱處理至少3h。
9.一種難燃木材，其特征在于，所述的難燃木材是根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項所述的難燃木材的制備方法制備得到的。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的難燃木材在制備防火門中的應用。
【文檔編號】E06B5/16GK103878847SQ201410147676
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月14日
【發(fā)明者】韓建國, 袁秀娣, 李國慶, 周箭 申請人:杭州好迪裝飾家私有限公司