一种阻燃热改性木材及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种阻燃热改性木材及其制备方法，本发明专利技术方法包括对浸渍处理后的木材进行热处理。本发明专利技术将木材高温热处理与木材阻燃技术相结合制备阻燃热改性木材，同时具有高温热处理和阻燃木材双重特性，既具有较好的表面装饰性、尺寸稳定性等，又具有优良的阻燃性能，燃烧热释放速率及烟产量大幅降低，大大增加处理材制品的防火安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种热处理木材及其制备方法，特别涉及一种阻燃热处理木材及其制备，属于木材热改性处理

技术介绍
已有的研究表明，木材高温热处理一般是在真空或水蒸气、氮气等保护气体下，升高温度至160-260℃之间，通过热量使木材发生物理化学反应，达到提高其性能的目的，保温时间通常为2-10小时，部分处理时间甚至要达到10小时以上。高温热处理能赋予优良木材尺寸稳定性、生物耐久、耐腐性以及安全、环保性等。热处理材被广泛应用于家具、室内外建筑装饰和构筑物、木扶梯、公园设施以及蒸汽浴室内部设施等。由于木材热处理温度高且处理时间长，半纤维素降解程度大，酸性产物进一步破坏纤维素的构造，使得纤维素的聚合度下降，最终导致处理材物理强度减小约10％-30％，表面硬度和耐磨性降低；此外，由于木材具有可燃性，高温热处理工艺并不能解决其易燃性能，高温热处理材直接应用存在火灾安全隐患。GB50016《建筑设计防火规范》和GB20286《公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识》已颁布实施，其中明确规定建筑设计、公共场合制品必须使用环保安全阻燃材料。所以，热处理木材需要进一步进行阻燃处理才能保证其制品的使用安全性。我国有关于木材高温热处理技术主要着重提高木材的尺寸稳定性及耐腐等性能，如：公开号为CN101623887A的中国专利申请公开了“一种木材的处理方法及由该方法制备的木材”，该方法包括依次对置于容器中的木材进行减压处理、预热处理、高温加压处理和调湿处理。木材的处理过程中保持较高的平衡含水率，制备的木材克服了开裂、皱缩等干燥缺陷，处理材开裂发生比例、吸湿性、吸水性能大幅降低，耐候性和耐腐蚀性提高且达到《炭化木》SB/T10508-2008标准。该处理方法采用水蒸汽作为媒介，具有处理时间短，热量损失小的特点，本专利技术方法节约能源，木材处理本低。公开号为CN104400866A的中国专利申请公开了一种“泡桐木材同质炭化木的生产加工方法”，该方法具体由裁锯、脱脂、干燥、回潮、堆垛、进窑、升温、炭化、降温、出窑共十一道工序完成，脱脂处理为实现同质炭化打好基础，进窑时用高岭土将木材包覆，以完全隔绝空气，封窑后从整体上降低炭化温度，延长炭化时间，从而达到均匀炭化效果。泡桐炭化处理程度均匀，颜色、吸湿性以及各项力学性能显示出相同的良好特性，提高了产品的应用价值和经济效益。我国有关于木材阻燃技术主要着重与改进木材阻燃剂性能，如公开号为CN104210002A的中国专利申请公开了“一种复合阻燃剂、制备方法及其用途”，该专利技术公开了一种复合阻燃剂，包括聚硅酸磷酸二氢铝溶液和氮磷阻燃剂溶液，分别制备聚硅酸磷酸二氢铝溶液和氮磷阻燃剂溶液，再将两者混匀即得，该复合阻燃剂具有明显的阻燃抑烟效果。公开号为CN103722600A的中国专利申请公开了“一种木材改性剂及其制备方法”，该木材改性剂按重量份包括以下成分：磷酸20～200份；尿素20～100份；催化剂0.1～1.0份；四羟甲基硫酸磷5～20份；三聚磷酸铝2～15份；磺化琥珀酸二辛酯钠盐0.1～2.5份；水40～200份。该木材改性剂不但阻燃效果显著，而且具有较好的尺寸稳定功能。处理木材增重率在20％左右时，氧指数能够达到50％以上，尺寸稳定性ASE能够达到35％以上。本专利技术提供的木材阻燃剂制备方法简单，成本较低，适合推广使用。关于高温热处理阻燃处理的研究甚少，如公开号为CN204357064U的中国专利申请公开了“一种炭化阻燃实木复合地板”，提出了一种炭化阻燃实木复合地板，将阻燃面漆层、阻燃炭化面层、第一阻燃增强层、炭化芯层、第二阻燃增强层、炭化底层和背底漆层依次叠加设置。炭化面层提高了地板美观度，依次叠加的炭化材料结构提高了地板的尺寸稳定性，阻燃增强结构层的加入弥补了炭化处理带来的强度损失。目前尚未发现将阻燃与高温热处理相结合的工艺方法及该方法制备的木材的相关专利。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对以上现有木材高温热处理木材、阻燃木材及其制备过程中存在的技术的问题而提供一种阻燃热改性木材及其制备方法。本专利技术首先采用阻燃剂对木材进行浸渍处理，然后进行高温热处理，从而达到获得阻燃性能良好的高温热处理木材，本发明制备阻燃热改性处理木材的阻燃剂载药量高，阻燃效果强；木材尺寸稳定性高，表面硬度下降幅度小；而且阻燃热改性木材的表面颜色趋于棕褐色，具有良好的颜色装饰性能。为实现本专利技术的目的，本专利技术一方面提供一种阻燃热改性木材的制备方法，包括对浸渍处理后的木材进行热处理。其中，所述热处理的温度为130-160℃，优选为140-150℃；所述热处理时间为20-50min，优选为20-40min，进一步优选为30min。特别是，所述浸渍处理包括对木材依次在减压状态下、常压状态下进行浸泡。其中，所述在减压状态下的浸泡为真空浸渍处理；在常压状态下的浸泡为常压浸渍处理。特别是，所述真空浸渍处理过程中真空度<0MPa，优选为-0.01～-0.1MPa，进一步优选为-0.05～-0.1MPa；真空浸渍处理时间为15-45min，优选为20-40min，进一步优选为30min；所述常压浸渍处理过程中相对压力为0MPa；常压浸渍处理的时间为15-45min，优选为20-40min，进一步优选为30min。其中，所述浸渍处理是首先将木材浸泡与阻燃剂溶液中，然后依次在减压状态下、常压状态下进行浸泡。特别是，所述阻燃剂溶液中的阻燃剂为选择氮磷阻燃剂或改性氮磷阻燃剂，优选为改性氮磷阻燃剂，进一步优选为聚硅酸磷酸二氢铝改性氮磷阻燃剂。尤其是，所述阻燃剂溶液的质量百分比浓度为5-15％，优选为10％。本专利技术另一方面提供一种阻燃热改性木材的制备方法，包括如下顺序进行的步骤：1)将木材浸泡在阻燃剂溶液中，于减压状态下进行真空浸渍处理，获得真空浸渍木材；2)将真空浸渍木材继续浸泡在阻燃剂溶液中，于常压状态下进行常压浸渍处理，获得常压浸渍木材；3)对常压浸渍木材进行干燥处理，获得阻燃浸渍木材；4)对阻燃浸渍木材进行热处理。其中，步骤1)中所述阻燃剂溶液选择氮磷阻燃剂溶液或改性氮磷阻燃剂溶液，优选为改性氮磷阻燃剂溶液，进一步优选为聚硅酸磷酸二氢铝改性氮磷阻燃剂溶液。特别是，所述氮磷阻燃剂选择BL环保阻燃剂；改性氮磷阻燃剂为改性BL环保阻燃剂，即采用聚硅酸磷酸二氢铝改性BL环保阻燃剂。尤其是，所述BL环保阻燃剂为北京林业大学研制的氮磷系阻燃剂。其中，所述阻燃剂溶液的质量百分比浓度为5-15％，优选为10％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻燃热改性木材的制备方法，其特征是，包括对浸渍处理后的木材进行热处理。

【技术特征摘要】
1.一种阻燃热改性木材的制备方法，其特征是，包括对浸渍处理后的木材进行热处理。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述浸渍处理包括对木材依次在减压状
态下、常压状态下进行浸泡。
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述减压状态的真空度<0MPa。
4.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述热处理的温度为130-160℃。
5.一种阻燃热改性木材的制备方法，其特征在于，包括如下顺序进行的步骤：
1)将木材浸泡在阻燃剂溶液中，于减压状态下进行真空浸渍处理，获得真空浸渍木材；
2)将真空浸渍木材继续浸泡在阻燃剂溶液中，于常压状态下进行常压浸渍处理，获得
常压浸渍木材；
3)对常压浸渍木材进行干燥处理，获得阻燃浸渍木...

【专利技术属性】
技术研发人员：储德淼，母军，张峰，薛磊，张宇，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11