一种杉木阻燃改性处理方法
阅读：602发布：2020-05-12
专利汇可以提供一种杉木阻燃改性处理方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种杉木阻燃改性处理方法，属于木材阻燃处理技术领域。所述杉木阻燃改性处理方法是先用4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯溶液对杉木进行一次喷淋改性处理，再用9，10-二氢-9- 氧 杂-10-磷杂菲-10-氧化物溶液对杉木进行二次喷淋改性处理，最后用酚 醛 树脂 溶液对杉木进行三次喷淋改性处理。本发明提供的杉木阻燃改性处理方法不仅能够显著提高杉木的 阻燃性 、阻燃 稳定性 和尺寸稳定性，而且操作简单易行、便于实现工业化大批量生产。，下面是一种杉木阻燃改性处理方法专利的具体信息内容。
1.一种杉木阻燃改性处理方法，其特征在于，先用4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯溶液对杉木进行一次喷淋改性处理，再用9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物溶液对杉木进行二次喷淋改性处理，最后用酚醛树脂溶液对杉木进行三次喷淋改性处理；具体包括以下步骤：
(1)在氮气保护下，用重量百分比为5～10％的4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯的N，N-二甲基甲酰胺溶液均匀喷淋杉木试样，喷淋压力为0.3～0.5MPa，喷淋时间为3～6s；在室温下将喷淋后的杉木试样置于氮气氛围中4～8h，再于60℃下真空干燥24h，得到一次改性处理杉木试样；
(2)在氮气保护下，用重量百分比为10～15％的9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物的二氧六环溶液均匀喷淋一次改性处理杉木试样，喷淋压力为0.3～0.5MPa，喷淋时间为4～8s；在室温下将喷淋后的杉木试样静置6～12h，再于60℃下真空干燥24h，得到二次改性处理杉木试样；
(3)用重量百分比为10～20％的水溶性酚醛树脂水溶液均匀喷淋二次改性处理杉木试样，喷淋压力为0.4～0.6MPa，喷淋时间为2～4s；喷淋结束后，去除杉木试样表面多余残留液，置于60℃下干燥48h，得到三次改性处理杉木试样，即为成品。
一种杉木阻燃改性处理方法
技术领域
[0001] 本发明属于木材阻燃处理技术领域，具体涉及一种杉木阻燃改性处理方法。
背景技术
[0002] 杉木是我国南方主要人工林用材。由于其生长快，干形通直圆满，色泽纹理美观，板材不易变形翘裂等，被广泛应用于建筑和家具等。然而，杉木遇到火焰或强热辐射时极易燃烧并引起火灾，这种危险性极大地限制了杉木的推广使用，因此对杉木的阻燃改性处理具有重要的经济价值和社会意义。肖忠平(肖忠平，侯伦灯，杨文斌，陆继圣；杉木间伐材阻燃处理工艺的研究，林业科技开发，2001，(1)：22-23)采用自制的有机树脂类阻燃剂，通过真空-加压浸渍法对杉木进行阻燃处理，结果表明，经过阻燃浸注处理的杉木的氧指数和抗弯强度比未处理杉木有所提高。但是，该自制阻燃剂的主要成分为甲醛、尿素、磷酸铵盐类、硼砂、氢氧化铝和三聚氰胺，它们与杉木纤维之间没有化学键合，经过阻燃处理的杉木在使用过程中，阻燃剂容易流失，阻燃稳定性较差。
发明内容
[0003] 本发明针对杉木容易燃烧以及现有杉木阻燃处理方法抗阻燃剂流失性差的缺点，提供了一种杉木阻燃改性处理方法。本发明提供的杉木阻燃改性处理方法不仅能够显著提高杉木的阻燃性、阻燃稳定性和尺寸稳定性，而且操作简单易行、便于实现工业化大批量生产。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0005] 一种杉木阻燃改性处理方法是先用4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯溶液对杉木进行一次喷淋改性处理，再用9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物溶液对杉木进行二次喷淋改性处理，最后用酚醛树脂溶液对杉木进行三次喷淋改性处理。
[0006] 所述杉木阻燃改性处理方法具体包括以下步骤：
[0007] (1)在氮气保护下，用重量百分比为5～10％的4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯的N，N-二甲基甲酰胺溶液均匀喷淋杉木试样，喷淋压力为0.3～0.5MPa，喷淋时间为3～6s；在室温下将喷淋后的杉木试样置于氮气氛围中4～8h，再于60℃下真空干燥24h，得到一次改性处理杉木试样；
[0008] (2)在氮气保护下，用重量百分比为10～15％的9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物的二氧六环溶液均匀喷淋一次改性处理杉木试样，喷淋压力为0.3～0.5MPa，喷淋时间为4～8s；在室温下将喷淋后的杉木试样静置6～12h，再于60℃下真空干燥24h，得到二次改性处理杉木试样；
[0009] (3)用重量百分比为10～20％的水溶性酚醛树脂水溶液均匀喷淋二次改性处理杉木试样，喷淋压力为0.4～0.6MPa，喷淋时间为2～4s；喷淋结束后，去除杉木试样表面多余残留液，置于60℃下干燥48h，得到三次改性处理杉木试样，即为成品。
[0010] 本发明的显著优点在于：
[0011] (1)本发明通过4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯将9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和木纤维化学键合起来，可以显著提高9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物阻燃剂在杉木中的分散性和稳定性。
[0012] (2)本发明采用喷淋法对杉木进行阻燃改性处理，能够实现阻燃改性处理杉木的自动化、连续化生产，且采用喷淋法处理的杉木具有平整度好、漆膜饱满、质感差异小等优点。
[0013] (3)本发明采用水溶性酚醛树脂处理杉木，可以在杉木的表面和空隙中形成保护层，不仅能够有效防止阻燃剂的流失，而且也可以赋予杉木良好的化学稳定性、优异的防水性和尺寸稳定性。
[0014] (4)本发明提供的杉木阻燃改性处理方法不仅能够显著提高杉木的阻燃性、阻燃稳定性和尺寸稳定性，处理前杉木的全干干缩率为8.2％，点燃时间和发烟总量在0d、1d、2 2 2 2
3d、7d和15d分别为14.2s、13.9s、13.7s、13.5s、13.2s和3.48m 、3.55m 、3.79m、3.98m 、
4.46m2，处理后杉木的点燃时间和发烟总量在0d、1d、3d、7d和15d分别为28.4～31.5s、27.2～29.8s、26.4～28.5s、25.9～27.8s、25.6～27.4s和0.52～0.62m2、0.58～0.75m2、0.62～
0.81m2、0.68-0.85m2、0.74～0.88m2，而且操作简单易行、便于实现工业化大批量生产。
3d、7d和15d分别为14.2s、13.9s、13.7s、13.5s、13.2s和3.48m 、3.55m 、3.79m、3.98m 、
4.46m2，处理后杉木的点燃时间和发烟总量在0d、1d、3d、7d和15d分别为28.4～31.5s、27.2～29.8s、26.4～28.5s、25.9～27.8s、25.6～27.4s和0.52～0.62m2、0.58～0.75m2、0.62～
0.81m2、0.68-0.85m2、0.74～0.88m2，而且操作简单易行、便于实现工业化大批量生产。
具体实施方式
[0015] 下面通过几组实施例和对比例对本实施方式中杉木阻燃改性处理方法的优势及其效果作进一步的阐述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0016] 实施例1
[0017] (1)在氮气保护下，用重量百分比为5％的4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯的N，N-二甲基甲酰胺溶液均匀喷淋杉木试样，喷淋压力为0.3MPa，喷淋时间为6s；在室温下将喷淋后的杉木试样置于氮气氛围中4h，再于60℃下真空干燥24h，得到一次改性处理杉木试样；
[0018] (2)在氮气保护下，用重量百分比为10％的9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物的二氧六环溶液均匀喷淋一次改性处理杉木试样，喷淋压力为0.3MPa，喷淋时间为8s；在室温下将喷淋后的杉木试样静置6h，再于60℃下真空干燥24h，得到二次改性处理杉木试样；
[0019] (3)用重量百分比为10％的水溶性酚醛树脂水溶液均匀喷淋二次改性处理杉木试样，喷淋压力为0.4MPa，喷淋时间为4s；喷淋结束后，去除杉木试样表面多余残留液，置于60℃下干燥48h，得到三次改性处理杉木试样，即为成品。
[0020] 实施例2
[0021] (1)在氮气保护下，用重量百分比为8％的4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯的N，N-二甲基甲酰胺溶液均匀喷淋杉木试样，喷淋压力为0.4MPa，喷淋时间为5s；在室温下将喷淋后的杉木试样置于氮气氛围中6h，再于60℃下真空干燥24h，得到一次改性处理杉木试样；
[0022] (2)在氮气保护下，用重量百分比为13％的9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物的二氧六环溶液均匀喷淋一次改性处理杉木试样，喷淋压力为0.4MPa，喷淋时间为6s；在室温下将喷淋后的杉木试样静置9h，再于60℃下真空干燥24h，得到二次改性处理杉木试样；
[0023] (3)用重量百分比为15％的水溶性酚醛树脂水溶液均匀喷淋二次改性处理杉木试样，喷淋压力为0.5MPa，喷淋时间为3s；喷淋结束后，去除杉木试样表面多余残留液，置于60℃下干燥48h，得到三次改性处理杉木试样，即为成品。
[0024] 实施例3
[0025] (1)在氮气保护下，用重量百分比为10％的4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯的N，N-二甲基甲酰胺溶液均匀喷淋杉木试样，喷淋压力为0.5MPa，喷淋时间为3s；在室温下将喷淋后的杉木试样置于氮气氛围中8h，再于60℃下真空干燥24h，得到一次改性处理杉木试样；
[0026] (2)在氮气保护下，用重量百分比为15％的9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物的二氧六环溶液均匀喷淋一次改性处理杉木试样，喷淋压力为0.5MPa，喷淋时间为4s；在室温下将喷淋后的杉木试样静置12h，再于60℃下真空干燥24h，得到二次改性处理杉木试样；
[0027] (3)用重量百分比为20％的水溶性酚醛树脂水溶液均匀喷淋二次改性处理杉木试样，喷淋压力为0.6MPa，喷淋时间为2s；喷淋结束后，去除杉木试样表面多余残留液，置于60℃下干燥48h，得到三次改性处理杉木试样，即为成品。
[0028] 对比例1
[0029] (1)在氮气保护下，用重量百分比为10％的4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯的N，N-二甲基甲酰胺溶液均匀喷淋杉木试样，喷淋压力为0.5MPa，喷淋时间为3s；在室温下将喷淋后的杉木试样置于氮气氛围中8h，再于60℃下真空干燥24h，得到一次改性处理杉木试样；
[0030] (2)在氮气保护下，用重量百分比为15％的9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物的二氧六环溶液均匀喷淋一次改性处理杉木试样，喷淋压力为0.5MPa，喷淋时间为4s；在室温下将喷淋后的杉木试样静置12h，再于60℃下真空干燥24h，得到二次改性处理杉木试样，即为成品。
[0031] 对比例2
[0032] (1)在氮气保护下，用重量百分比为10％的4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯的N，N-二甲基甲酰胺溶液均匀喷淋杉木试样，喷淋压力为0.5MPa，喷淋时间为3s；在室温下将喷淋后的杉木试样置于氮气氛围中8h，再于60℃下真空干燥24h，得到一次改性处理杉木试样；
[0033] (2)用重量百分比为20％的水溶性酚醛树脂水溶液均匀喷淋一次改性处理杉木试样，喷淋压力为0.6MPa，喷淋时间为2s；喷淋结束后，去除杉木试样表面多余残留液，置于60℃下干燥48h，得到二次改性处理杉木试样，即为成品。
[0034] 对比例3
[0035] 在氮气保护下，用重量百分比为10％的4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯的N，N-二甲基甲酰胺溶液均匀喷淋杉木试样，喷淋压力为0.5MPa，喷淋时间为3s；在室温下将喷淋后的杉木试样置于氮气氛围中8h，再于60℃下真空干燥24h，得到一次改性处理杉木试样，即为成品。
[0036] 三组实施例和三组对比例制备的阻燃改性处理杉木按GB/T 1932-2009进行尺寸稳定性测试，将试样浸泡在80℃的去离子水中，定期(1d、3d、7d和15d)取出，擦拭干净，干燥后按ISO 5660-1∶2015进行阻燃性测试，性能测试结果如表1所示。
[0037] 表1性能测试结果
[0038]
[0039] 从实施例和对比例的测试结果可以看出，利用化学手段通过4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯将9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和木纤维化学键合起来，并且采用水溶性酚醛树脂喷淋处理杉木，能够显著提高杉木的阻燃性、阻燃稳定性和尺寸稳定性。
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