[發明專利]一種無鹵阻燃木材的制備方法

在審

• 申請號: 202011457443.5
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112606143A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 黃佳;侯世杰
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: B27K3/32
• 分類號: B27K3/32;B27K3/08;B27K5/00;B27K5/04
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

本發明提供一種無鹵阻燃木材的制備方法，包括：步驟1，將椴木材浸泡于氫氧化鈉與亞硫酸鈉的混合水溶液中，隨后，而后將處理后的椴木材在蒸餾水中浸泡沖洗若干次，將木材中殘留的藥品除去，得到除去木質素與半纖維素的木材；步驟2，將除去木質素與半纖維素的木材浸泡于含有阻燃劑的懸浮液的容器中5h?48h，然后將容器放置于密封干燥器中，采用水泵對密封干燥器抽真空，使其真空度維持在0.1MPa，持續12h～24h，而后將容器放置于真空烘箱中，采用油泵對真空烘箱進行4～10h的抽真空處理，關閉油泵后，將真空烘箱內溫度提升至60℃并持續4～24h，除去殘留水分，得到阻燃木材；步驟3，將阻燃木材在60℃的溫度和5MPa的壓強下進行10～24h的熱壓成型，得到干燥密實的阻燃木材。

技術領域

本發明屬于阻燃材料領域，具體涉及一種無鹵阻燃木材的制備方法。

背景技術

木材是一種應用十分廣泛的材料，在橋梁、建筑、家具等方面均有大量的需求。由于其具有來源豐富、環境友好、生產過程能耗較低等特性，與混凝土、鋼鐵等其它建材相比具有較大優勢。然而，由于木材屬于可燃、易燃材料，極大地加劇建筑或家具的火災風險，限制了其在建材家居領域的應用。其在燃燒過程中釋放出了大量的熱、煙霧以及有毒有害氣體均會對火災現場人員造成極大危害。因此，對木材和木制品進行阻燃改性對于防止火災的發生、降低煙霧毒氣生成、減少生命財產損失具有重要意義。

在各類阻燃劑中，含鹵阻燃劑是一種使用較為廣泛的阻燃劑。其具有優良的阻燃性能且價格較為低廉，但是當火災發生時，含鹵阻燃劑會釋放出大量煙霧和有毒鹵化氫氣體，造成二次危害。隨著歐盟RoHS、WEEE等環保指令的頒布，含鹵阻燃劑在諸多領域的應用受到了限制。因此，開發無鹵阻燃材料成為一個很重要的課題。在無鹵阻燃劑中，含磷阻燃劑由于其具有阻燃效率高、低煙、低毒等特點，具有很好的發展前景。在無機含磷阻燃劑中，含有磷酸銨結構的鹽類是一大類廣泛應用于建材、塑料、木材、紙張等材料的阻燃劑，也可用作森林、油田、干粉滅火領域，具有高效、無毒、來源廣泛、價格低廉、抑煙性好等優勢。然而，在實際使用中仍存在諸多問題，如添加量較大、阻燃劑易流失、易遷移到材料表面等。因此，在實際使用中，常需對其進行進一步的阻燃改性。

在天然木材中沿著木材的生長方向存在著富含管壁和管腔的天然取向結構。其中的細胞壁通常由纖維素、半纖維素和木質素組成。通過化學改性與物理處理，可將其制備成納米復合材料，從而應用到各個領域。

發明內容

本發明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種能夠實現對木材的無鹵阻燃改性，并達到高效阻燃、無鹵、無毒、消煙等的無鹵阻燃木材的制備方法。

本發明提供了一種無鹵阻燃木材的制備方法，具有這樣的特征，包括如下步驟：步驟1，將椴木材浸泡于氫氧化鈉溶液與亞硫酸鈉的混合水溶液中，隨后，而后將處理后的椴木材在蒸餾水中浸泡沖洗若干次，將木材中殘留的藥品除去，得到除去木質素與半纖維素的木材；步驟2，將除去木質素與半纖維素的木材浸泡于含有阻燃劑的懸浮液的容器中5h-48h，然后將容器放置于密封干燥器中，采用水泵對密封干燥器抽真空，使其真空度維持在0.1MPa，持續12h～24h，而后將容器放置于真空烘箱中，采用油泵對真空烘箱進行4～10h的抽真空處理后，將油泵關閉后，并將真空烘箱內溫度提升至60℃并持續4～24h，除去殘留水分，得到阻燃木材；步驟3，將阻燃木材在60℃的溫度和5MPa的壓強下進行10～24h的熱壓成型，得到干燥密實的阻燃木材，其中，阻燃劑與椴木材的質量比為1:1～1:100。

在本發明提供的無鹵阻燃木材的制備方法中，還可以具有這樣的特征：其中，步驟1中的氫氧化鈉溶液濃度為0.01～1g/mL，亞硫酸鈉的濃度為0.01～0.5g/mL，并在混合后煮沸10～40h。

在本發明提供的無鹵阻燃木材的制備方法中，還可以具有這樣的特征：其中，步驟2中的阻燃劑為磷酸銨鹽類阻燃劑，包括磷酸銨、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、聚合度1000以上的II型聚磷酸銨、聚合度50以上的I型聚磷酸銨、聚合度20～50的水溶型聚磷酸銨、氨基甘油改性的聚磷酸銨。