一种防火阻燃复合板材及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种防火阻燃复合板材及其制备方法，属于建筑材料技术领域。本发明专利技术所述板材包括外部阻燃层、中间纤维增强层以及内部木材。首先，本发明专利技术对于木材原板进行两次涂覆阻燃处理，第一层为纤维增强层，第二层以改性的聚磷酸铵作为最外层阻燃层，这样在木材表面形成了多个不燃性的保护层，板材经过淀粉和硅溶胶的双重改性，大幅提升了聚磷酸铵的阻燃效果。本发明专利技术板材处理工艺可以大幅提升板材的防火阻燃效果，经过处理后，木料板材平均耐火时间≥131.2min，氧指数≥50，弯曲强度在250MPa左右，板材阻燃性和力学性能得到有效提升。板材阻燃性和力学性能得到有效提升。板材阻燃性和力学性能得到有效提升。

【技术实现步骤摘要】
一种防火阻燃复合板材及其制备方法


[0001]本专利技术属于建筑材料
，具体涉及一种防火阻燃复合板材及其制备方法。

技术介绍

[0002]木材是一种传统的、无毒无害的建筑材料。木材制品不仅有天然的纹理和质感，还具有自然的香气，从古至今都备受人们的喜爱，被广泛地应用于房屋建筑以及室内装饰中.木材也被越来越多地应用于人类的生产生活中。木材中所含的主要元素有碳、氢、氧，此外还包括少量氮和其他无机物，是一种固体可燃物。木材的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素，其总量占木材的90％以上。
[0003]木材的易燃性不仅会导致火灾蔓延，而且燃烧时产生的烟气往往是导致人员伤亡的首要原因，这给人们的日常生活和建筑消防带来了很大的安全隐患。木材阻燃技术是促进木材工业发展的重要部分，因此，对木材阻燃技术各个方面的改进与提高是一项十分有意义的工作。
[0004]阻燃剂是合成高分子材料的重要助剂，其功能是使合成材料具有难燃性、自熄性和消烟性。采用阻燃材料可以防止火灾的发生和降低小火发展成灾难性大火的概率，对日常生活、工农业生产和建设有重大意义。随着消防安全标准的日益提高和塑料产量的快速增长，全球阻燃剂的用量也在不断增长。
[0005]无机阻燃剂和有机卤系阻燃剂较早被应用于高分子材料阻燃领域中，但这些阻燃剂都存在一些缺陷，其中，无机阻燃剂的添加量大、分散性差、力学性能下降；有机卤系阻燃剂虽然阻燃效果良好，但在高分子材料中燃烧时会释放出大量的卤化氢等有毒物质，对于环境、人们的生命安全都有一定的危害。
[0006]例如中国专利申请CN105038003A，其公开一种阻燃板材，由以下重量份比例的组分组成：聚氯乙烯20
‑
30份、硬脂酸锌15
‑
25份、阻燃剂10
‑
20份、发泡剂5
‑
10份、成膜剂5
‑
10份、邻苯二甲酸二辛酯2
‑
8份、石蜡2
‑
6份、有机黏土10
‑
15份、氢氧化铝2
‑
4份、氧化石墨1
‑
3份。将聚氯乙烯固体进行加热到120
‑
150℃，均匀搅拌，然后加入硬脂酸锌粉末，使其混合，再依次加入发泡剂、有机黏土、氢氧化铝、氧化石墨、阻燃剂、成膜剂最后加入邻苯二甲酸二辛酯、石蜡，将温度降低至50℃，得到阻燃板材。其所使用的阻燃剂为有机无机混合的阻燃剂，无机阻燃剂的分散性问题没有得到解决，同时将所有的原料一锅混合，阻燃剂很难有效的发挥作用。
[0007]而也有从工艺角度进行的改性：
[0008]例如：中国专利CN106625926A公开了一种增强木材阻燃性的改性工艺，包括以下步骤，取木材，将木材进行切锯处理，切锯成板材；将板材放入有配有新型木材阻燃改性液的池中平放浸泡，池中保持水温，然后将板材捞出；对板材进行干燥处理，将板材放入干燥室内，将调节温度干燥；再将温度升高干燥；关闭温度调节器，待室温自然下降；待室温下降后，取出板材，对板材进行热处理。该专利技术的有益效果：可以提高木材的强度和阻燃性能，其密度、硬度、抗弯强度和弹性模量均较好，可以提升木材的使用性能和延长木材的使用寿
命；所需设备简单，可大规模工业化生产，同时很高程度上增加了木材的防腐性，生产成本低。
[0009]而这样的浸泡工艺，操作复杂，整个制备过程的生产成本大幅增加，重点是处理后的板材机械强度不高，容易断裂，实际应用价值极低，并不能真正的推广和应用。
[0010]因此，目前如何开发一种阻燃效果好、工艺简单、综合性能好的防火阻燃板材，是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0011]本专利技术针对现有技术中存在的问题，提供一种防火阻燃复合板材及其制备方法，在大幅提升板材阻燃性能的同时，增强板材的力学性能。
[0012]为实现上述技术目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0013]一种防火阻燃复合板材，所述板材包括外部阻燃层、中间纤维增强层以及内部木材。
[0014]一种防火阻燃复合板材的制备方法，包括以下制备步骤：
[0015](1)将木材表面进行烘干处理，于80
‑
120℃环境下干燥，控制水分在5
‑
10％；
[0016](2)在烘干处理后的木材外表面涂覆纤维阻燃浆料，涂覆厚度为0.5
‑
1mm，并于100℃
‑
200℃下干燥6h
‑
12h；
[0017](3)配置外部阻燃浆料，并均匀涂覆于步骤(2)所得板材表面，涂覆厚度0.1
‑
0.3mm，后置于高压罐内，抽真空至0.08
‑
0.1MPa，保压30
‑
60min，取出，再次涂覆外部阻燃浆料，涂覆厚度0.1
‑
0.3mm，热固化即可。
[0018]进一步的，步骤(2)纤维阻燃浆料的组成为：碱性硅溶胶30
‑
50份、玄武岩纤维5
‑
10份、玻璃纤维5
‑
8份、粘结剂1
‑
3份。
[0019]进一步的，所述碱性硅溶胶为纳米级硅溶胶，平均粒径不大于200nm。
[0020]进一步的，所述粘结剂为白乳胶和聚丙烯酰胺按照质量比10:1混合得到。
[0021]进一步的，所述外部阻燃浆料的制备方法为：
[0022](1)将5
‑
10g玉米淀粉溶解在50mL水中，加入1
‑
3g聚乙烯醇，90℃加热1h，形成糊状混合物；
[0023](2)取10g聚磷酸铵，加入120mL去离子水，60℃下搅拌0.5h，得到聚磷酸铵阻燃液，将步骤(1)所得糊状混合物和阻燃液按照固液比1g：10ml混合均匀，得到阻燃混合物；
[0024](3)取2
‑
5g正硅酸乙酯、20
‑
40g无水乙醇和1
‑
10g去离子水，在温度为30
‑
80℃下搅拌均匀，加入草酸，调节pH值至2
‑
3，继续搅拌进行水解反应4
‑
6h，得硅溶胶溶液；
[0025](4)在搅拌状态下，将步骤(2)所得阻燃混合物加入到硅溶胶溶液中，持续搅拌1
‑
2h后，得到复合阻燃剂，将10g复合阻燃剂分散于100mL水性环氧树脂中，再加入固化剂20
‑
30ml三乙烯四胺，得到外部阻燃浆料。
[0026]更进一步的，步骤(4)复合阻燃剂中阻燃混合物和硅溶胶溶液的质量比为2g：8g，即1:4。
[0027]进一步的，步骤(3)热固化为在80
‑
100℃下干燥3
‑
5h，使得涂层干燥固化即可。
[0028]本专利技术制备方法适合各类板材使用。
[0029]有益效果
[0030]首本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防火阻燃复合板材，其特征在于，所述板材包括外部阻燃层、中间纤维增强层以及内部木材。2.一种权利要求1所述防火阻燃复合板材的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：(1)将木材表面进行烘干处理，于80
‑
120℃环境下干燥，控制水分在5
‑
10％；(2)在烘干处理后的木材外表面涂覆纤维阻燃浆料，涂覆厚度为0.5
‑
1mm，并于100℃
‑
200℃下干燥6h
‑
12h；(3)配置外部阻燃浆料，并均匀涂覆于步骤(2)所得板材表面，涂覆厚度0.1
‑
0.3mm，后置于高压罐内，抽真空至0.08
‑
0.1MPa，保压30
‑
60min，取出，再次涂覆外部阻燃浆料，涂覆厚度0.1
‑
0.3mm，热固化即可。3.根据权利要求2所述防火阻燃复合板材的制备方法，其特征在于，步骤(2)纤维阻燃浆料的组成为：碱性硅溶胶30
‑
50份、玄武岩纤维5
‑
10份、玻璃纤维5
‑
8份、粘结剂1
‑
3份。4.根据权利要求3所述防火阻燃复合板材的制备方法，其特征在于，所述碱性硅溶胶为纳米级硅溶胶，平均粒径不大于200nm。5.根据权利要求3所述防火阻燃复合板材的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为白乳胶和聚丙烯酰胺按照质量比10:1混合得到。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：张守震，
申请(专利权)人：山东科尚家居用品有限公司，
类型：发明
国别省市：