一种复合阻燃剂及其用于制备阻燃纤维板的方法_2

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进一步描述本发明,以令本领域技术人员参照说明书文 字能够据以实施,本发明保护范围并不受制于本发明的实施方式。
[0034] 实施例1 :复合阻燃剂配比方案的设置
[0035] 本试验保持阻燃剂添加量为13%,以氢氧化铝,硼砂,硅酸钠占纤维板板纤维量的 百分比为3个试验因素进行L9(34)正交试验。其中氢氧化铝的添加量取3个水平:4%、 5%、6%;硼砂取3个水平:3%、4%、5% ;硅酸钠取3个水平:2%、3%、4%。为了避免人为 因素导致的系统误差,因而不将因素水平数值由从小到大或从大到小排列,而是将每个因 素的3个水平"随机化"处理。
[0036] 表1因素水平表
[0037]
[0041] 根据正交试验的方案设计原则,获得9个正交试验方案,每个方案是氢氧化铝、硼 砂、硅酸钠的不同配比,如第1号试验方案为AAQ,即该方案为氢氧化铝:硼砂:硅酸钠= 6:4:3。
[0042] 表3复合阻燃剂配比试验方案
[0043]
[0044]实施例2:阻燃纤维板的制备
[0045] 2. 1试验材料
[0046] 木纤维:为桉木木纤维,从广西浩林人造板有限公司生产线上未经施胶取得,含水 率5-8%〇
[0047] 脲醛树脂胶黏剂:取自广西浩林人造板有限公司,粘度16.94s(涂-4杯),pH8.5。
[0048] 氢氧化铝:分析纯,分子式A1(0H)3,分子量78,由天津市博迪化工股份有限公司生 产。
[0049] 硼砂:分析纯,分子式Na2B407 ? 10H20,分子量381. 37,由天津市博迪化工股份有限 公司生产。
[0050] 硅酸钠:分析纯,分子式Na2Si03 ? 9H20,分子量284. 22,由天津市博迪化工股份有 限公司生产。
[0051] 2. 2压板工艺
[0052] 中密度板密度:750kg/m3;
[0053] 板规格:50cmX50cmX1cm;
[0054]施胶量:18%;
[0055] 阻燃剂添加量:13 %;
[0056]热压温度:190°C;
[0057] 热压时间:8min;
[0058] 热压压力:第l、2、3min的压力为7. 2MPa,然后让其降压到4MPa并保持lmin,再升 压至7. 2MPa,最后由其自由变化。
[0059] 2. 3主要设备
[0060] XLB100-D型平板硫化热压机,由浙江双力集团湖州星力橡胶机械制造公司生产。
[0061] SL-250型高速多功能粉碎机,实验室提供。
[0062] 搅拌机,由嘉鹏机械(上海)有限公司生产。
[0063] 空气压缩机,由复盛实业(上海)有限公司生产。
[0064]TC20K型电子天平,由常熟市双杰测试仪器厂生产。
[0065] FA3204B电子天平,实验室提供。
[0066] 秒表,实验室提供。
[0067] 2. 4试验方法
[0068] (1)制备复合阻燃剂:按质量比称取氢氧化铝、硼砂和硅酸钠,先用粉碎机将硼 砂、硅酸钠粉碎至150-250目,然后与氢氧化铝混合均匀,得到复合阻燃剂;
[0069](2)称取木纤维:将称量好的木纤维置于搅拌机中,搅拌5-10min后停止;
[0070] (3)添加阻燃剂:将复合阻燃剂均匀撒入搅拌后的木纤维中,并让其继续搅拌 5-10min,使复合阻燃剂粉末在木纤维中均匀分散;
[0071] (4)施加胶黏剂:将胶黏剂以喷雾方式加入混有复合阻燃剂的木纤维中,边搅拌 边喷雾加入,使胶黏剂与木纤维充分混合,得到施加胶黏剂的木纤维;
[0072] (5)干燥:对施加胶黏剂的木纤维进行干燥,使其含水率在9. 0-10. 5% ;
[0073] (6)手工铺装:将500mmX500mmX150mm的自制试验模具放在压板用的铁板上,再 将干燥后的施加胶黏剂的木纤维均匀置于自制试验模具中进行手工铺装,人工预压成坯;
[0074] (7)压板:将板坯外的模具拆除,然后再盖上另一块铁板后将板坯放入事先调节 好热压温度的热压机中,将热压机的压力调节到7. 2MPa,第l-3min保持压力为7. 2MPa,然 后让其降压到4MPa并保持lmin,再升压至7. 2MPa,然后不再调整压力;
[0075](8)泄压取板:待热压时间到后,关闭热压机,先缓慢泄压,待压力为0后再快速降 下油缸轴,然后快速将板取出,在用重物压在成板上,冷却,即得到阻燃纤维板。
[0076]实施例3:阻燃纤维板的氧指数与力学性能测试
[0077]3. 1主要设备
[0078] 精密圆锯机,由浙江顺信机械有限公司生产。
[0079] JF-3氧指数测定仪,由南京市江市区分析仪器厂生产。
[0080] 秒表,实验室提供。
[0081] 3. 2试验方法
[0082] 1、制作试件:将压制的阻燃纤维板通过圆锯机裁成规格为100_X10_X10_的 标准试件并做好编号。每组试件15根,在试件的一端50mm处划线。
[0083] 2、氧指数测定:将试件划线的另一端插入燃烧柱的试样夹中,开启氮气和氧气的 稳压阀并调节流量,使氮气、氧气的混合流量为10L±0. 5L/min(球形浮子最大直径处),此 时数显窗口显示的数值就是当前的氧指数。用高级打火机点燃试件顶端,点火时间< 30s, 点燃后立即移出高级打火机火焰,并马上用秒表计时,试件燃烧3min或50mm所需的最低氧 浓度为氧指数,做好记录。
[0084] 3、关闭氧指数测定仪:试验结束后先关闭氧气总阀,再关闭氮气总阀以便保护氧 传感器,最后关闭电源并清理残留物。
[0085] 3. 3氧指数试验结果与分析
[0086] 3. 3. 1氧指数分析
[0087] 通过正交试验获得的9种不同配比方案压制的阻燃板的氧指数如表4。
[0088] 表4阻燃纤维板的氧指数测试
[0089]
[0092] 由表4-5可知,未经添加阻燃剂的素板的氧指数较低,为28. 3%。相比于素板,各 方案添加阻燃剂后纤维板的氧指数都有了明显的提升。然而试验结果整体上并不是很理 想,9个配比方案的氧指数变化范围不是很大,只有第4号方案的氧指数为37. 2%,达到了 C级防火标准,而第8号氧指数最低,为34. 9%。
[0093] 3. 3. 2氧指数极差分析
[0094] 对氧指数进行极差分析,实验结果如表6。
[0095] 表6氧指数极差分析
[0096]
[0098] 每个因素的水平变化对试验结果的影响程度是不一样的,极差越大,说明这个因 素的数值在试验范围内的变化会引起试验指标在数值上更大的变化,因此极差最大的那一 列所代表的因素,就是对实验结果影响最大的因素,也就是最主要的因素。
[0099] 本实验中,氢氧化铝、硼砂、硅酸钠的极差分别为3. 0、3. 9和1. 6,即RB>RA>RC,所 以硼砂对试验的氧指数影响最大,氢氧化铝次之,硅酸钠最小,所以各因素的从主到次的顺 序为B(硼砂)、A(氢氧化铝)、C(硅酸钠)。
[0100] 3. 3. 3最优配比方案的确定
[0101] 优方案是指在所做的实验范围内,各因素较优的水平组合,本实验的试验指标为 氧指数,氧指数越大越好,因此应挑选氢氧化铝、硼砂、硅酸钠这3个因素的Kl,K2,K3中最 大的值对应的那个水平,由于
[0102] A因素列:K2>K1>K3 ;
[0103] B因素列:K2>K1>K3 ;
[0104] C因素列:K2>K3>K1。
[0105] 所以,最优方案为A2B2C2,即氢氧化铝、硼砂、娃酸钠的最优配比为5:5:4。然而 A2B2C2并不包含在正交表中已做过的9个试验中,需要将最优方案A2B2C2与正交表中氧指数 最好的第4号试验A2B2C3作对比试验。
[0106] 用最优方案A2B2C2按照相同的压板工艺进行压板并进行氧指数测试,测得其氧指 数为37. 9 %,大于第4号试验A2B2C3的氧指数37. 2 %,根据GB8624-2012《建筑材料及制品 燃烧性能分级》的要求,最优方案达到了C级防火标准。因此确定方案A2B2C2为本次正交试 验的最优方案。
[0107] 3. 4最优方案下的阻燃纤维板力学性能测试
[0108] 3. 4.1试验材料
[0109] 用最优方案A2B2C2压制的阻燃纤维板;
[0110] 不添加阻燃剂的素板(对照板)。
[0111] 3. 4. 2试验设备
[0112] 精密圆锯机,由浙江顺信机械有限公司生产。
[0113] CMT5504型万能力学试
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