CN108943246A - 一种家居木材的阻燃处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种家居木材的阻燃处理方法，通过利用阻燃剂镁铝水滑石预处理，增大比表面积，并且和聚磷酸铵混合研磨提高阻燃效果，钛溶胶涂覆在木材表面能够有效的延缓热量的传递，隔绝空气与木材的接触，使得热量不进入木材内部，起到提高木材热稳定性和阻燃性，因此利用凝胶‑溶胶法制备出复合氧化锌‑二氧化钛复合溶胶，并且利用六偏磷酸钠阻燃剂溶液稀释复合溶胶，降低成本的同时进一步加强阻燃性能，最后利用真空压力罐设备将阻燃防火剂和阻燃复合溶胶压注进木材导管中，达到超强的防火阻燃性能，最后还通过梯度干燥处理木材，提高强度和韧性，不易产生裂纹，本发明提供的阻燃处理方法处理步骤简单，可大批量处理木材，应用前景好。

Description

一种家居木材的阻燃处理方法
技术领域
本发明涉及木材处理技术领域，尤其涉及一种家居木材的阻燃处理方法。
背景技术
随着人们对生活质量要求的不断提高，人们所居住的环境与使用的家具也面临着更高的要求与挑战。人们希望能享有更舒适、安全、健康且环保的居家生活环境。木材及其制品普遍应用于建筑装饰领域，在美化环境的同时也存在一定的安全隐患，特别是在火灾过程中，不仅增大了火灾荷载，还会释放大量的烟气，使火灾危害增大。为了提高木材及其制品的火灾安全性，常需要对其进行阻燃处理。根据木材的性质和用途，对木材的防护阻燃处理一般采用表面涂敷法和浸渍法，所采用阻燃剂多为无机阻燃剂，防火效果不高，且会出现吸潮渗出的问题。因此，急需提供一种家居木材的阻燃处理方法，以期达到良好的阻燃、美化、装饰的作用。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种家居木材的阻燃处理方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种家居木材的阻燃处理方法，包括以下具体步骤：
（1）将镁铝水滑石与去离子水以30：1的固液比混合，超声振荡20min后静置24h，然后抽滤，用去离子水洗涤后晾干3-5h，然后再将晾干后的镁铝水滑石浸泡在5%的盐酸溶液中，升高温度加热至70℃搅拌12h，洗涤抽滤，然后在120℃干燥6h；
（2）将步骤（1）中处理后的镁铝水滑石和聚磷酸铵按照质量比1：1混合，在球磨机中以200r/min的转速正向研磨6min，静置6min后以反方向机械研磨6min，出料后备用；
（3）将1/3无水乙醇、去离子水和乙酸锌混合搅拌均匀形成混合液，将乙醇胺缓慢滴入混合液中形成沉淀，过滤，将沉淀用冰醋酸搅拌溶解，同时将钛酸丁酯、剩余的无水乙醇和冰醋酸充分混合均匀，形成滴加液，缓慢滴加到上述溶解的沉淀溶液中，滴加完毕后在室温下利用磁力搅拌器搅拌1.5-1.7h直至形成二氧化钛-氧化锌水溶胶；
（4）将六偏磷酸钠添加到去离子水中，搅拌溶解后加入步骤（3）中制备的复合水溶胶和2%的硅烷偶联剂乙醇溶液，持续搅拌10min后超声分散10min，得到稀释后的二氧化钛-氧化锌水溶胶；
（5）在去离子水中依次加入氟硅酸钠、偏铝酸钠、水性膨润土、硼酸钠、碱式碳酸锌、磷酸二氢氨和聚硅氧烷乳液，升温至55℃，保温并充分搅拌3h，最后加入步骤（2）制备的产物，搅拌形成防火阻燃剂；
（6）将待处理的木材进行真空处理，在压力-0.09MPa下保持10min后泄压，重复操作一次后排净木材中的气体，向浸渍容器中倾注步骤（5）中制备的防火阻燃剂，加压至1.5MPa，处理2h，调节浸渍容器至真空状态，回收上述防火阻燃剂，然后倾注步骤（4）中制备的复合水溶胶，加压至1.5MPa，处理2h，处理结束后泄压回收溶剂；
（7）将步骤（6）中浸渍处理后的木材先在室温下气干3-4d，然后在40-60℃下处理4-5d，接着以70-90℃处理3-4d，最后在100℃处理1-2d，至改性材终含水率达10-12%即可。
一种家居木材的阻燃处理方法，步骤（1）中所述的镁铝水滑石与盐酸的体积比为1：150-180。
一种家居木材的阻燃处理方法，步骤（3）中所述的冰醋酸、去离子水和钛酸四丁酯的摩尔比为4：1：1，醋酸锌、二乙醇胺和蒸馏水的摩尔比为1：2：1。
一种家居木材的阻燃处理方法，步骤（3）中所述的钛酸四丁酯与醋酸锌的质量比为7：4。
一种家居木材的阻燃处理方法，步骤（4）中所述的六偏磷酸钠与去离子水的比例为0.6g：100ml。
一种家居木材的阻燃处理方法，步骤（4）中所述的六偏磷酸钠溶液与二氧化钛-氧化锌水溶胶质量比为3：18-20，硅烷偶联剂的添加量为二氧化钛-氧化锌水溶胶重量的0.2%。
一种家居木材的阻燃处理方法，步骤（5）中所述的去离子水、氟硅酸钠、偏铝酸钠、水性膨润土、硼酸钠、碱式碳酸锌、磷酸二氢氨、聚硅氧烷乳液和入步骤（2）制备的产物的重量比为35-55：6-8：3-4：9-12：4-5：0.3-0.5：0.5-1：1-1.5：18-25。
本发明的优点是：本发明通过利用阻燃剂镁铝水滑石预处理，增大比表面积，并且和聚磷酸铵混合研磨提高阻燃效果，并且保证良好阻燃性能的同时，能够提高木材的力学性能，钛溶胶涂覆在木材表面能够有效的延缓热量的传递，隔绝空气与木材的接触，使得热量不进入木材内部，起到提高木材热稳定性和阻燃性，而氧化锌促进成碳的能力大于二氧化钛，因此利用凝胶-溶胶法制备出复合氧化锌-二氧化钛复合溶胶，并且利用六偏磷酸钠阻燃剂溶液稀释复合溶胶，降低成本的同时进一步加强阻燃性能，最后利用真空压力罐设备将阻燃防火剂和阻燃复合溶胶压注进木材导管中，有效成分凝聚在木材纤维中，达到超强的防火阻燃性能，最后还通过梯度干燥处理木材，提高强度和韧性，不易产生裂纹，本发明提供的阻燃处理方法处理步骤简单，木材返潮率低、对环境和人体无害、无卤无害物质，木材阻燃性能好，具有较好的装饰效果，可大批量处理木材，应用前景好，值得推广。
具体实施方式
一种家居木材的阻燃处理方法，包括以下具体步骤：
（1）将镁铝水滑石与去离子水以30：1的固液比混合，超声振荡20min后静置24h，然后抽滤，用去离子水洗涤后晾干3h，然后再将晾干后的镁铝水滑石浸泡在5%的盐酸溶液中，其中镁铝水滑石与盐酸的体积比为1：150，升高温度加热至70℃搅拌12h，洗涤抽滤，然后在120℃干燥6h；
（2）将步骤（1）中处理后的镁铝水滑石和聚磷酸铵按照质量比1：1混合，在球磨机中以200r/min的转速正向研磨6min，静置6min后以反方向机械研磨6min，出料后备用；
（3）将1/3无水乙醇、去离子水和乙酸锌混合搅拌均匀形成混合液，将乙醇胺缓慢滴入混合液中形成沉淀，过滤，将沉淀用冰醋酸搅拌溶解，同时将钛酸丁酯、剩余的无水乙醇和冰醋酸充分混合均匀，形成滴加液，缓慢滴加到上述溶解的沉淀溶液中，滴加完毕后在室温下利用磁力搅拌器搅拌1.5h直至形成二氧化钛氧化锌水溶胶；
（4）按照六偏磷酸钠与去离子水0.6g：100ml的比例将六偏磷酸钠添加到去离子水中，搅拌溶解后加入步骤（3）中制备的复合水溶胶和2%的硅烷偶联剂乙醇溶液，其中六偏磷酸钠溶液与二氧化钛氧化锌水溶胶质量比为3：18，硅烷偶联剂的添加量为二氧化钛氧化锌水溶胶重量的0.2%，持续搅拌10min后超声分散10min，得到稀释后的二氧化钛氧化锌水溶胶；
（5）在去离子水中依次加入氟硅酸钠、偏铝酸钠、水性膨润土、硼酸钠、碱式碳酸锌、磷酸二氢氨和聚硅氧烷乳液，升温至55℃，保温并充分搅拌3h，最后加入步骤（2）制备的产物，搅拌形成防火阻燃剂；
（6）将待处理的木材进行真空处理，在压力MPa下保持10min后泄压，重复操作一次后排净木材中的气体，向浸渍容器中倾注步骤（5）中制备的防火阻燃剂，加压至1.5MPa，处理2h，调节浸渍容器至真空状态，回收上述防火阻燃剂，然后倾注步骤（4）中制备的复合水溶胶，加压至1.5MPa，处理2h，处理结束后泄压回收溶剂；
（7）将步骤（6）中浸渍处理后的木材先在室温下气干3d，然后在40℃下处理4d，接着以70℃处理3d，最后在100℃处理1d，至改性材终含水率达10%即可。
一种家居木材的阻燃处理方法，步骤（3）中所述的冰醋酸、去离子水和钛酸四丁酯的摩尔比为4：1：1，醋酸锌、二乙醇胺和蒸馏水的摩尔比为1：2：1。
一种家居木材的阻燃处理方法，步骤（3）中所述的钛酸四丁酯与醋酸锌的质量比为7：4。
一种家居木材的阻燃处理方法，步骤（5）中所述的去离子水、氟硅酸钠、偏铝酸钠、水性膨润土、硼酸钠、碱式碳酸锌、磷酸二氢氨、聚硅氧烷乳液和入步骤（2）制备的产物的重量比为35：6：3：9：4：0.3：0.5：1：18。

Claims (7)

1.一种家居木材的阻燃处理方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
（1）将镁铝水滑石与去离子水以30：1的固液比混合，超声振荡20min后静置24h，然后抽滤，用去离子水洗涤后晾干3-5h，然后再将晾干后的镁铝水滑石浸泡在5%的盐酸溶液中，升高温度加热至70℃搅拌12h，洗涤抽滤，然后在120℃干燥6h；
（2）将步骤（1）中处理后的镁铝水滑石和聚磷酸铵按照质量比1：1混合，在球磨机中以200r/min的转速正向研磨6min，静置6min后以反方向机械研磨6min，出料后备用；
（3）将1/3无水乙醇、去离子水和乙酸锌混合搅拌均匀形成混合液，将乙醇胺缓慢滴入混合液中形成沉淀，过滤，将沉淀用冰醋酸搅拌溶解，同时将钛酸丁酯、剩余的无水乙醇和冰醋酸充分混合均匀，形成滴加液，缓慢滴加到上述溶解的沉淀溶液中，滴加完毕后在室温下利用磁力搅拌器搅拌1.5-1.7h直至形成二氧化钛-氧化锌水溶胶；
（4）将六偏磷酸钠添加到去离子水中，搅拌溶解后加入步骤（3）中制备的复合水溶胶和2%的硅烷偶联剂乙醇溶液，持续搅拌10min后超声分散10min，得到稀释后的二氧化钛-氧化锌水溶胶；
（5）在去离子水中依次加入氟硅酸钠、偏铝酸钠、水性膨润土、硼酸钠、碱式碳酸锌、磷酸二氢氨和聚硅氧烷乳液，升温至55℃，保温并充分搅拌3h，最后加入步骤（2）制备的产物，搅拌形成防火阻燃剂；
（6）将待处理的木材进行真空处理，在压力-0.09MPa下保持10min后泄压，重复操作一次后排净木材中的气体，向浸渍容器中倾注步骤（5）中制备的防火阻燃剂，加压至1.5MPa，处理2h，调节浸渍容器至真空状态，回收上述防火阻燃剂，然后倾注步骤（4）中制备的复合水溶胶，加压至1.5MPa，处理2h，处理结束后泄压回收溶剂；
（7）将步骤（6）中浸渍处理后的木材先在室温下气干3-4d，然后在40-60℃下处理4-5d，接着以70-90℃处理3-4d，最后在100℃处理1-2d，至改性材终含水率达10-12%即可。
2.根据权利要求1所述的一种家居木材的阻燃处理方法，其特征在于，步骤（1）中所述的镁铝水滑石与盐酸的体积比为1：150-180。
3.根据权利要求1所述的一种家居木材的阻燃处理方法，其特征在于，步骤（3）中所述的冰醋酸、去离子水和钛酸四丁酯的摩尔比为4：1：1，醋酸锌、二乙醇胺和蒸馏水的摩尔比为1：2：1。
4.根据权利要求1所述的一种家居木材的阻燃处理方法，其特征在于，步骤（3）中所述的钛酸四丁酯与醋酸锌的质量比为7：4。
5.根据权利要求1所述的一种家居木材的阻燃处理方法，其特征在于，步骤（4）中所述的六偏磷酸钠与去离子水的比例为0.6g：100ml。
6.根据权利要求1所述的一种家居木材的阻燃处理方法，其特征在于，步骤（4）中所述的六偏磷酸钠溶液与二氧化钛-氧化锌水溶胶质量比为3：18-20，硅烷偶联剂的添加量为二氧化钛-氧化锌水溶胶重量的0.2%。
7.根据权利要求1所述的一种家居木材的阻燃处理方法，其特征在于，步骤（5）中所述的去离子水、氟硅酸钠、偏铝酸钠、水性膨润土、硼酸钠、碱式碳酸锌、磷酸二氢氨、聚硅氧烷乳液和入步骤（2）制备的产物的重量比为35-55：6-8：3-4：9-12：4-5：0.3-0.5：0.5-1：1-1.5：18-25。
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