一种难燃木材及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种难燃木材及其制备方法和应用，其制备包括步骤：（1）通过真空加压的方式采用阻燃液A对木材进行浸渍处理，干燥后得到经一次处理的木材；（2）将经一次处理的木材迅速浸入阻燃悬浮液B中进行浸渍处理，最后通过逐步升温固化制备难燃木材；所述的阻燃液A由下列重量百分比的原料制成：聚磷酸铵20%-40%和硅溶胶60%-80%；所述的阻燃悬浮液B由下列重量百分比的原料制成：硅酸钾10%-20%、氧化铝0.3%-0.5%、磷酸铝0.3%-0.5%、碳化硅晶须47.7%-58.75%、三乙醇胺0.65%-1.3%和水30%。该难燃木材，具有优良的阻火和隔热性能，燃烧等级达到建筑材料难燃级别，可用于制备防火门等防火制品，且制备方法操作简单，适于工业化生产。
【专利说明】一种难燃木材及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及木质材料领域，具体涉及一种难燃木材及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]木质防火门主要由无机填充材料、木材、人造板、粘结剂、防火锁、防火合页、防火密封件、防火玻璃等部件组合而成，为使防火门的耐火隔热性和耐火完整性达到既定标准要求，所有的这些部件均需具备相应的防火特征，或者进行必要的阻燃处理。木质防火门中木材制品所占的比重较大，且木材是一种容易燃烧的天然高分子材料，因此对木材进行合理的阻燃处理，提高木材的难燃程度，在体现整扇木质门的防火性能上起到非常重要的作用。当前，对木材进行阻燃处理主要通过浸溃处理和表面涂覆这两种方法来实现。
[0003]浸溃处理是指将木材浸溃于阻燃剂溶液中，通过常温常压、真空加压、冷热交替浸溃的方式，使得阻燃剂通过毛细管作用渗入到木材基体中。常用阻燃剂溶液可选用采用双氰胺、磷酸及硼酸制备的磷酸脒基脲溶液(美国专利US6652633)，采用尿素、双氰胺、磷酸、硼酸、硼砂及氢氧化钠合成的阻燃液(美国专利US4461720，US5151225)，采用磷酸氢二铵、磷酸二氢铵及硼酸合成制备的阻燃液(美国专利US4725382，US6811731)，采用双氰胺、硼砂、硼酸及尿素合成的无磷阻燃液(美国专利US6306317，US6517748)，采用硅酸钠、氯化铁、硫酸铜及氯化钙等配制的无机盐阻燃液(《化学工程师》，2010年第10期)等等。一般阻燃剂溶液都会配制成水溶液，一方面有利于阻燃液渗入木材，另一方面也相对绿色环保。木材经过一定工艺浸溃、烘干后仍保留一定的含水率，以保证木材固有的尺寸稳定性。经过浸溃处理后的木材，遇火燃烧时表面会快速碳化，在炭层内部形成不规则的多孔结构，一些孔洞中充斥着不燃气体，通过凝聚相来阻隔火焰、热量和氧气的渗透。由于处理工艺相对简单，木材由表及里都可以被较为妥善地处理，因此，当前大部分用于制造防火门的难燃木板都是通过这种方案来获得。
[0004]表面涂覆是指选用阻燃剂(如磷酸脒基脲、聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇、硼酸锌、氢氧化镁、氢氧化铝等)添加到聚合物成膜树脂中制作成阻燃涂料，然后将涂料涂覆于木材表面，待干燥后木材表面形成一层防火涂层。常用的成膜树脂有丙烯酸树脂、三聚氰胺改性脲醛树脂、聚乙酸乙烯酯树脂等。这种方法处理木材时不会破坏木材原有的含水率、握钉力和强度，但阻燃处理仅停留在表面，当表面防火层出现缝隙或缺陷时，会大大降低阻燃木材的防火性能。因此，当木材表面防火层在遇火结碳时，如何能够提高其碳层的致密性和阻隔性是表面涂覆阻燃工艺的关键技术所在。
[0005]综上所述，浸溃处理的方法可以使木材整体获得阻燃效果，这符合木质防火门根本的耐火隔热和耐火完整的要求，为了能进一步减少木材遇火结碳时可能出现的开裂和碳层结构缺陷的情况，防止氧气和热量通过缺陷处渗透而引发火焰蔓延，比较合理的做法可以在浸溃处理的基础上再增加密实性处理，协同增强木材的难燃水平。
[0006]中国专利申请CN201310083243.1公开了一种轻质聚磷酸铵/ 二氧化硅复合阻燃剂的制备方法，具体为:将I型聚磷酸铵加入水中溶解，然后加入硅烷，接着加入酸使硅烷水解生成硅溶胶，从而得到聚磷酸铵/硅溶胶混合液，将上述溶胶进行喷雾干燥，所得产物烘干后即可得到聚磷酸铵/二氧化硅复合阻燃材料。该复合阻燃剂为空心微球结构，密度小，分散性好，聚磷酸铵被二氧化娃夹持分散于空心微球壳壁中，耐湿性好，不易迁移，具有优异的协同阻燃和抑烟作用，可以广泛应用于各种材料的阻燃，尤其是各种泡沫塑料中，但该复合阻燃剂并不适用于木质材料。
【发明内容】
[0007]本发明提供了一种难燃木材，其具有优良的阻火性能，可用于制造防火门。
[0008]本发明还提供了一种难燃木材的制备方法，通过两次浸溃处理，然后逐步升温固化制备难燃木材。该制备方法操作简单，适于工业化生产。
[0009]一种难燃木材的制备方法，包括步骤:
[0010](I)通过真空加压的方式采用阻燃液A对木材进行浸溃处理，干燥后得到经一次处理的木材；
[0011](2)将经一次处理的木材迅速浸入阻燃悬浮液B中进行浸溃处理，最后通过逐步升温固化制备难燃木材。
[0012]所述的阻燃液A由下列重量百分比的原料制成:
[0013]聚磷酸铵 20%_40%
[0014]硅溶胶60%_80%。
[0015]所述的阻燃悬浮液B由下列重量百分比的原料制成:
[0016]
【权利要求】
1.一种难燃木材的制备方法，其特征在于，包括步骤: (1)通过真空加压的方式采用阻燃液A对木材进行浸溃处理，干燥后得到经一次处理的木材； (2)将经一次处理的木材迅速浸入阻燃悬浮液B中进行浸溃处理，最后通过逐步升温固化制备难燃木材； 所述的阻燃液A由下列重量百分比的原料制成: 聚磷酸铵 20%-40% 硅溶胶 60%-80% ； 所述的阻燃悬浮液B由下列重量百分比的原料制成:
2.根据权利要求1所述的难燃木材的制备方法，其特征在于，所述的聚磷酸铵的分子式为(NH4) (n+2)Pn0 (3n+1), n=10-20。
3.根据权利要求1所述的难燃木材的制备方法，其特征在于，所述的硅溶胶中SiO2以胶团形态分散在水中，SiO2质量百分含量为20%-30%。
4.根据权利要求1所述的难燃木材的制备方法，其特征在于，所述的硅酸钾的分子式为 K20.mSi02, m=3.2-3.4。
5.根据权利要求1所述的难燃木材的制备方法，其特征在于，所述的碳化硅晶须的直径为 0.1 μ m_l μ m,长度为 50 μ m_300 μ m。
6.根据权利要求1所述的难燃木材的制备方法，其特征在于，步骤(1)具体包括:将干燥后的木材置于密封容器内，抽真空至真空度为0.02MPa-0.1MPa并保持lh_3h，真空状态下向容器内注入阻燃液A，然后加压至1.0MPa-1.5MPa并保压lh_3h，卸压后将木材取出于900C _108°C干燥，调整含水率至5%-10%，得到经一次处理的木材。
7.根据权利要求1所述的难燃木材的制备方法，其特征在于，步骤(2)具体包括:将经一次处理的木材迅速移至温度为5°C -10°C的阻燃悬浮液B中，浸溃30min-60min后在环境温度下晾晒24h-36h，最后从50°C _140°C逐步升温固化，得到难燃木材。
8.根据权利要求1或7所述的难燃木材的制备方法，其特征在于，逐步升温固化包括:先在50°C -80°C升温分段热处理至少8h，再在80°C _140°C升温分段热处理2h_5h，然后在140°C恒温热处理至少3h。
9.一种难燃木材，其特征在于，所述的难燃木材是根据权利要求1-8任一项所述的难燃木材的制备方法制备得到的。
10.根据权利要求9所述的难燃木材在制备防火门中的应用。
【文档编号】E06B5/16GK103878847SQ201410147676
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年4月14日 优先权日:2014年4月14日
【发明者】韩建国, 袁秀娣, 李国庆, 周箭 申请人:杭州好迪装饰家私有限公司