CN106239660A - 一种阻燃剂以及铝木复合阻燃窗框或门框的制备方法 - Google Patents

一种阻燃剂以及铝木复合阻燃窗框或门框的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种阻燃剂，包含10～20份氢氧化镁、20～30份硼砂和55～65份水。本发明还提供以上述技术方案所述阻燃剂制备阻燃木材的方法，包括以下步骤：对木材原料进行抽真空处理后，在真空状态下浸于包含阻燃剂和水的阻燃体系中；对包含木材与阻燃体系的混合体系进行加压处理；对所述加压处理后的木材进行陈化处理，得到阻燃木材。实验结果表明，本发明得到的铝木复合阻燃窗框的传热系数为1.1W/(㎡·K)，而普通的铝木复合窗框的传热系数为1.8W/(㎡·K)；耐火完整性为40分钟，满足《建筑设计防火规范》(GB50016‑2014)规定的0.5h的要求。

Description

一种阻燃剂以及铝木复合阻燃窗框或门框的制备方法
技术领域
本发明涉及阻燃材料技术领域，特别涉及一种阻燃剂以及铝木复合阻燃窗框或门框的制备方法。
背景技术
新版《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)于2015年5月1日起正式实施，规范第6.7.7条规定，当建筑外墙外保温系统采用燃烧性能为B1级保温材料时，建筑高度大于24m的公共建筑和建筑高度大于27米的住宅建筑，建筑外墙上门、窗的耐火完整性不应低于0.5h。
随着超低能耗建筑的大力推广和普及，木窗成为目前超低能耗建筑使用较多的一种窗型，节能效果明显。然而，由于木材的可燃性，整窗的燃烧性能并不能满足耐火0.5h的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻燃剂以及铝木复合阻燃窗框或门框的制备方法，本发明还提供了一种铝木复合阻燃窗框或门框的制备方法。本发明提供的铝木复合阻燃窗框或门框的耐火完整性为35～40分钟，满足《建筑设计防火规范》的要求。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种阻燃剂，包含以下重量份的组分：
氢氧化镁 10～20份；
硼砂 20～30份；
水 55～65份。
本发明提供了一种使用上述阻燃剂制备阻燃木材的方法，包括以下步骤：
对木材原料进行抽真空处理后，在真空状态下浸于包含阻燃剂和水的阻燃体系中；
对包含木材与阻燃体系的混合体系进行加压处理；
对所述加压处理后的木材进行陈化处理，得到阻燃木材。
优选的，所述抽真空处理的真空度为-70～-90KPa，时间为5～20分钟。
优选的，所述阻燃体系中阻燃剂和水的质量比为1:(2～5)。
优选的，所述加压处理的压力为1～1.8MPa，时间为45～180分钟。
优选的，所述陈化处理的温度为18～28℃，时间为3～5天。
优选的，所述陈化处理的环境湿度为40～60％。
本发明还提供了一种使用所述方法制备的阻燃木材制备铝木复合阻燃窗框或门框的方法，包括以下步骤：
将阻燃木材组装成框，得到雏形窗框或门框；
在所述雏形窗框或门框表面设置聚氨酯发泡胶层，再盖上铝扣板，得到所述铝木复合阻燃窗框或门框。
优选的，所述聚氨酯发泡胶层的厚度为3～7mm。
本发明还提供了一种使用上述方法制备的阻燃木材制备铝木复合阻燃窗框的方法，将阻燃木材组装成框并在其表面设置一层聚氨酯发泡胶，盖上铝扣板，得到所述铝木复合阻燃窗框。
优选的，所述聚氨酯发泡胶的厚度为3～7mm。
本发明提供了一种阻燃剂，包含10～20份氢氧化镁、20～30份硼砂和55～65份水。本发明还提供以上述技术方案所述阻燃剂制备阻燃木材的方法，包括以下步骤：对木材原料进行抽真空处理后，在真空状态下浸于包含阻燃剂和水的阻燃体系中；对包含木材与阻燃体系的混合体系进行加压处理；对所述加压处理后的木材进行陈化处理，得到阻燃木材。本发明由于使用特定组成的阻燃剂对木材进行了阻燃处理，再以阻燃处理后的木材制备窗框或门框时，又在木材和铝板之间设置了一层聚氨酯发泡胶，使得得到的铝木复合阻燃窗框的传热系数有所下降，且耐火完整性提高。实验结果表明，本发明得到的铝木复合阻燃窗框的传热系数为1.1W/(㎡·K)，而普通的铝木复合窗框的传热系数为1.8W/(㎡·K)；耐火完整性为40分钟，满足《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)规定的0.5h的要求。
具体实施方式
本发明提供了一种阻燃剂，包含以下重量份的组分：
氢氧化镁 10～20份；
硼砂 20～30份；
水 55～65份。
本发明提供的阻燃剂包含10～20份氢氧化镁，优选为12～18份，最优选为14～16份。本发明提供的阻燃剂包含20～30份硼砂，优选为22～28份，最优选为24～26份。本发明对所述氢氧化镁和硼砂的来源没有特殊要求，具体的可以为氢氧化镁和硼砂的市售产品。
本发明提供的阻燃剂包含55～65份水，优选为58～63份，最优选为59～61份。在本发明中，所述水可具体为自来水、纯净水、去离子水或蒸馏水。
本发明对所述阻燃剂的制备方法没有特殊要求，将氢氧化镁、硼砂和水混合均匀即可。
本发明还提供了一种使用所述阻燃剂制备阻燃木材的方法，包括以下步骤：
对木材原料进行抽真空处理后，在真空状态下浸于包含阻燃剂和水的阻燃体系中；
对包含木材与阻燃体系的混合体系进行加压处理；
对所述加压处理后的木材进行陈化处理，得到阻燃木材。
本发明对木材原料进行抽真空处理后，在真空状态下浸于包含阻燃剂和水的阻燃体系中。本发明优选将木材置于密闭容器中，对密闭容器进行抽真空处理。在本发明中，所述抽真空处理的真空度优选为-70～-90KPa，更优选为-75～-85KPa，最优选为-80KPa；时间优选为5～20分钟，更优选为10～15分钟，最优选为11～13分钟。
在本发明中，所述阻燃体系中阻燃剂和水的质量比优选为1:(2～5)，更优选为1:(3～4)。
本发明对包含木材与阻燃体系的混合体系进行加压处理。在本发明中，所述加压处理的压力优选为1～1.8MPa，更优选为1.2～1.6MPa，最优选为1.4～1.5MPa；时间优选为45～180分钟，更优选为60～150分钟，最优选为80～120分钟。经过所述加压处理之后，木材对阻燃体系的吸收量能够达到80～90kg/m3。
所述加压处理之后，本发明优选将木材从阻燃体系中取出再次进行抽真空处理。在本发明中，所述抽真空处理的真空度优选为-90～-70KPa，更优选为-85～-75KPa，最优选为-82～-78KPa；时间优选为5～20分钟，更优选为10～15分钟，最优选为11～13分钟。所述抽真空处理能够抽出部分木材细胞腔的阻燃剂和木材表面多余的阻燃剂。
本发明对所述加压处理后的木材进行陈化处理，得到阻燃木材。在本发明中，所述陈化处理的温度优选为18～28℃，更优选为20～26℃，最优选为22～24℃；时间优选为3～5天，具体的可以为3天、4天或5天。在本发明中，所述陈化处理的环境湿度优选为40～60％，更优选为45～55％，最优选为48～53％。
本发明优选对所述陈化后的木材进行干燥处理。在本发明中，所述干燥处理的温度优选为70～120℃，更优选为80～110℃，最优选为90～100℃；所述干燥的时间优选为12～36小时，更优选为15～30小时，最优选为20～25小时。
本发明还提供了一种使用上述方法制备的阻燃木材制备铝木复合阻燃窗框或门框的方法，包括以下步骤：
将阻燃木材组装成框，得到雏形窗框或门框；
在所述雏形窗框或门框表面设置聚氨酯发泡胶层，再盖上铝扣板，得到所述铝木复合阻燃窗框或门框。
在本发明中，所述聚氨酯发泡胶层的厚度优选为3～7mm，更优选为4～6mm，最优选为5mm。在本发明中，所述聚氨酯发泡胶优选为高阻燃的聚氨酯发泡胶；所述聚氨酯发泡胶的导热系数优选的小于等于0.025W/(m·K)；所述聚氨酯发泡胶的尺寸稳定性优选的小于等于3％；所述聚氨酯发泡胶的燃烧性能为B1级。
本发明提供了一种阻燃剂，包含10～20份氢氧化镁、20～30份硼砂和55～65份水。本发明还提供以上述技术方案所述阻燃剂制备阻燃木材的方法，包括以下步骤：对木材原料进行抽真空处理后，在真空状态下浸于包含阻燃剂和水的阻燃体系中；对包含木材与阻燃体系的混合体系进行加压处理；对所述加压处理后的木材进行陈化处理，得到阻燃木材。本发明由于使用特定组成的阻燃剂对木材进行了阻燃处理，再以阻燃处理后的木材制备窗框或门框时，又在木材和铝板之间设置了一层聚氨酯发泡胶，使得得到的铝木复合阻燃窗框的传热系数有所下降，且耐火完整性提高。实验结果表明，本发明得到的铝木复合阻燃窗框的传热系数为1.1W/(㎡·K)，而普通的铝木复合窗框的传热系数为1.8W/(㎡·K)；耐火完整性为40分钟，满足《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)规定的0.5h的要求。
下面结合实施例对本发明提供的阻燃剂以及铝木复合阻燃窗框或门框的制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
对木材在-70KPa下抽真空5分钟，然后在该真空条件下将木材浸没于阻燃体系中。阻燃体系中阻燃剂和水的质量比为1:2，阻燃剂中氢氧化镁、硼砂和水的质量比为10:30:65。
对木材与阻燃体系的混合体系进行加压处理，压力为1.8MPa，加压时间为80分钟。加压处理后去除阻燃体系，将得到的木材在-90KPa下抽真空5分钟。
将得到的木材在18℃温度下陈化5天，陈化时环境湿度为40％。
将陈化后的木材在70℃下干燥36小时，得到阻燃木材。
将得到的阻燃木材组装成框，表面设置一层厚度为3mm的聚氨酯发泡胶，盖上铝扣板，得到铝木复合阻燃窗框。
本发明对本实施例得到的铝木复合阻燃窗框的传热系数进行了检测，检测结果表明，本实施例得到的铝木复合阻燃窗框的传热系数为1.1W/(㎡·K)，而普通的铝木复合窗框的传热系数为1.8W/(㎡·K)。
此外，本发明提供的铝木复合阻燃窗框的耐火完整性为35分钟，满足《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)规定的0.5h的要求。
实施例2
对木材在0KPa下抽真空20分钟，然后在该真空条件下将木材浸没于阻燃体系中。阻燃体系中阻燃剂和水的质量比为1:5，阻燃剂中氢氧化镁、硼砂和水的质量比为20:20:55。
对木材与阻燃体系的混合体系进行加压处理，压力为1MPa，加压时间为120分钟。加压处理后去除阻燃体系，将得到的木材在-70KPa下抽真空20分钟。
将得到的木材在23℃温度下陈化4天，陈化时环境湿度为50％。
将陈化后的木材在100℃下干燥25小时，得到阻燃木材。
将得到的阻燃木材组装成框，表面设置一层厚度为4mm的聚氨酯发泡胶，盖上铝扣板，得到铝木复合阻燃窗框。
本发明对本实施例得到的铝木复合阻燃窗框的传热系数进行了检测，检测结果表明，本实施例得到的铝木复合阻燃窗框的传热系数为1.1W/(㎡·K)，而普通的铝木复合窗框的传热系数为1.8W/(㎡·K)。
此外，本发明提供的铝木复合阻燃窗框的耐火完整性为40分钟，满足《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)规定的0.5h的要求。
实施例3
对木材在-30KPa下抽真空15分钟，然后在该真空条件下将木材浸没于阻燃体系中。阻燃体系中阻燃剂和水的质量比为1:3，阻燃剂中氢氧化镁、硼砂和水的质量比为10:20:55。
对木材与阻燃体系的混合体系进行加压处理，压力为1.4MPa，加压时间为60分钟。加压处理后去除阻燃体系，将得到的木材在-80KPa下抽真空15分钟。
将得到的木材在28℃温度下陈化3天，陈化时环境湿度为60％。
将陈化后的木材在120℃下干燥12小时，得到阻燃木材。
将得到的阻燃木材组装成框，表面设置一层厚度为5mm的聚氨酯发泡胶，盖上铝扣板，得到铝木复合阻燃窗框。
本发明对本实施例得到的铝木复合阻燃窗框的传热系数进行了检测，检测结果表明，本实施例得到的铝木复合阻燃窗框的传热系数为1.1W/(㎡·K)，而普通的铝木复合窗框的传热系数为1.8W/(㎡·K)。
此外，本发明提供的铝木复合阻燃窗框的耐火完整性为38分钟，满足《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)规定的0.5h的要求。
由以上实施例可知，本发明由于使用特定组成的阻燃剂对木材进行了阻燃处理，再以阻燃处理后的木材制备窗框或门框时，又在木材和铝板之间设置了一层聚氨酯发泡胶，使得得到的铝木复合阻燃窗框的传热系数有所下降，且耐火完整性提高。实验结果表明，本发明得到的铝木复合阻燃窗框的传热系数为1.1W/(㎡·K)，而普通的铝木复合窗框的传热系数为1.8W/(㎡·K)；耐火完整性为40分钟，满足《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)规定的0.5h的要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种阻燃剂，包含以下重量份的组分：
氢氧化镁 10～20份；
硼砂 20～30份；
水 55～65份。
2.一种使用权利要求1所述阻燃剂制备阻燃木材的方法，包括以下步骤：
对木材原料进行抽真空处理后，在真空状态下浸于包含阻燃剂和水的阻燃体系中；
对包含木材与阻燃体系的混合体系进行加压处理；
对所述加压处理后的木材进行陈化处理，得到阻燃木材。
3.根据权利要求2所述的制备阻燃木材的方法，其特征在于，所述抽真空处理的真空度为-70～-90KPa，时间为5～20分钟。
4.根据权利要求2所述的制备阻燃木材的方法，其特征在于，所述阻燃体系中阻燃剂和水的质量比为1:(2～5)。
5.根据权利要求2所述的制备阻燃木材的方法，其特征在于，所述加压处理的压力为1～1.8MPa，时间为45～180分钟。
6.根据权利要求2所述的制备阻燃木材的方法，其特征在于，所述陈化处理的温度为18～28℃，时间为3～5天。
7.根据权利要求6所述的制备阻燃木材的方法，其特征在于，所述陈化处理的环境湿度为40～60％。
8.一种使用权利要求2～7任意一项所述方法制备的阻燃木材制备铝木复合阻燃窗框或门框的方法，包括以下步骤：
将阻燃木材组装成框，得到雏形窗框或门框；
在所述雏形窗框或门框表面设置聚氨酯发泡胶层，再盖上铝扣板，得到所述铝木复合阻燃窗框或门框。
9.根据权利要求8所述的制备铝木复合阻燃窗框或门框的方法，其特征在于，所述聚氨酯发泡胶层的厚度为3～7mm。
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