一种变色阻燃木材复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种变色阻燃木材复合材料的制备方法，包括先称量十六烷基三甲基溴化铵和氯化钙溶于水中搅拌至溶液澄清，再加入丙烯酰胺和过硫酸钾搅拌使其充分混合，随后加入甲基蓝和四甲基乙二胺获得混合液，将混合液倒入盛有木材的培养皿进行浸泡，再取出木材并放入真空干燥箱中进行老化处理，最终获得变色阻燃木材复合材料

【技术实现步骤摘要】
一种变色阻燃木材复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及复合材料领域，尤其涉及一种变色阻燃木材复合材料及其制备方法
。

技术介绍

[0002]木材是一种天然有机复合材料，来源丰富
、
可再生且结构分层，广泛用于家庭和室外结构的可再生建筑材料，但它的易燃性是阻碍其广泛应用的主要问题
。
一般木材的燃烧大致可分为四个过程：一是
150℃
以下为木材干燥过程；二是
150
‑
270℃
为预炭化阶段；三是
270
‑
400℃
为炭化阶段；四是
400
‑
500℃
为燃烧蔓延阶段
。
目前木材阻燃处理是提高木质材料防火安全性能的重要手段，也是现有建筑木材
、
家居木材等应用领域所需的基本需求
。
[0003]目前一般在木材内添加传统的阻燃剂如卤系
、
硼系或硅系等化合物来提升其阻燃性能，但卤系阻燃剂会产生大量有害气体，会污染环境且损害人类健康，已被禁止使用
。
另外如中国专利
CN202011114340.9
公开了一种阻燃木材复合材料及其制备方法，将有机硅硼阻燃剂加入聚乙二醇溶液和尿素溶液均匀混合，用氨水调节
PH
值，制得改性溶液；将木材放入压力浸渍罐中，抽真空；将改性溶液加入到压力浸渍罐中，真空浸渍；排除改性溶液后，高温高压下，保持一段时间，然后冷却至室温，洗涤干燥后制得阻燃木材复合材料
。
但硼系或硅系等阻燃剂毒性小
、
成本低但易析出，影响木材最终的阻燃效果
。
因此需要研发一种新型的变色阻燃木材复合材料及其制备方法
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种新型的变色阻燃木材复合材料，解决现有技术存在的木材阻燃性能不佳的问题
。
[0005]本专利技术一方面提供一种变色阻燃木材复合材料的制备方法，先称量十六烷基三甲基溴化铵和氯化钙溶于水中搅拌至溶液澄清，再加入丙烯酰胺和过硫酸钾搅拌使其充分混合，随后加入甲基蓝和四甲基乙二胺获得混合液，往盛有木材的培养皿中倒入混合液进行浸泡，再取出木材并放入真空干燥箱中进行老化处理，最终获得变色阻燃木材复合材料
。
[0006]优选地，十六烷基三甲基溴化铵用量为
0.5g
，氯化钙用量为
5g。
[0007]优选地，甲基蓝用量为
0.015g
，四甲基乙二胺为
0.52mL。
[0008]优选地，丙烯酰胺为
5g
，过硫酸钾为
0.04g。
[0009]优选地，木材为椴木板或轻木
。
[0010]优选地，老化温度为
65℃
，老化时间为
12h。
[0011]采用本专利技术所提供的一种新型的变色阻燃木材复合材料的制备方法，工艺简单，成本低，易于工业推广应用
。
且利用本方法制备的复合材料粘合力强，无脱落想象，不仅利用氯化钙和聚丙烯酰胺，形成具有大量空间网络和亲水性基团的高分子水凝胶
,
使结合水或自由水基团被固定在高分子链周围
,
在受热时可吸走大部分热量，同时稀释和隔绝氧气，从而起到优异的阻燃性能；而且利用氯化钙
、
十六烷基三甲基溴化铵和甲基蓝之间的协同作用，遇到高温时显著变色，可起到阻燃预警作用
。
附图说明
[0012]图1为椴木板分别在燃烧前
、
燃烧
28s
及燃烧
45s
时的照片；
[0013]图2为实施例一的变色阻燃木材复合材料分别在燃烧前
、
燃烧
28s、
燃烧
105s
及燃烧
240s
时的照片；
[0014]图3为轻木分别在燃烧前
、
燃烧
20s
及燃烧
200s
时的照片；
[0015]图4为实施例二的变色阻燃木材复合材料分别在燃烧前
、
燃烧
20s
及燃烧
200s
时的照片；
[0016]图5为轻木的热失重测试图；
[0017]图6为实施例二的变色阻燃轻木复合材料的热失重测试图；
[0018]图7为轻木和实施例二的变色阻燃轻木复合材料的进行锥形量热仪测试图，其中
7a
代表热释放速率曲线；
7b
代表烟释放速率曲线；
7c
代表二氧化碳释放速率
(CO2P)
曲线；
7c
代表一氧化碳释放速率曲线
。
具体实施方式
[0019]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围
。
[0020]实施例一：一种新型的变色阻燃木材复合材料的制备方法，包括以下方法：称量
0.5g
十六烷基三甲基溴化铵
(CTAB)、5g
氯化钙溶于
30mL
去离子水中并搅拌至溶液澄清，再称量
5g
丙烯酰胺
、0.04g
过硫酸钾加入烧杯中，并搅拌
1h
使其充分混合
。
随后加入
0.015g
甲基蓝和
0.52mL
四甲基乙二胺获得混合液
。
将混合液快速倒入内置有椴木板
(2mmx5 cmx10 cm)
的培养皿中，使椴木板置于溶液中完全浸泡
5min
，再取出木头放入真空干燥箱中
65℃
老化
12h
获得变色阻燃木材复合材料
。
[0021]实施例二：称量
0.5g
十六烷基三甲基溴化铵
、5g
氯化钙溶于
30mL
去离子水中并搅拌至溶液澄清，再称量
5g
亲水单体丙烯酰胺
、0.04g
引发剂过硫酸钾加入烧杯中，并搅拌
1h
使其充分混合
。
随后加入
0.015g
甲基蓝和
0.52mL
四甲基乙二胺获得混合液，将混合液快速倒入盛有轻木的培养皿底部，使轻木
(1cmx1 cmx10cm、
密度为
0.16
‑
0.2g cm
‑3)
完全置于溶液中浸泡
5min
，再取出轻木放入真空干燥箱中
65℃
老化
12h
，获得变色阻燃木材复合材料
。
[0022]对比例一：对比例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种变色阻燃木材复合材料的制备方法，其特征在于包括以下方法：先称量十六烷基三甲基溴化铵和氯化钙溶于水中搅拌至溶液澄清，再加入丙烯酰胺和过硫酸钾搅拌使其充分混合，随后加入甲基蓝和四甲基乙二胺获得混合液，往盛有木材的培养皿中倒入混合液进行浸泡，再取出木材放入真空干燥箱中进行老化处理，最终获得变色阻燃木材复合材料
。2.
根据权利要求1所述的一种变色阻燃木材复合材料的制备方法，其特征在于，所述十六烷基三甲基溴化铵用量为
0.5g
，氯化钙用量为
5g。3.
根据权利要求2所述的一种变色阻燃木材复合材料的制备方法，其特征在于，所述甲基蓝用量为
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海全，陈宋娇，王玲，何炜，方巧明，王宁，
申请(专利权)人：海南大学，
类型：发明
国别省市：