[发明专利]阻燃木质复合门芯材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料领域，具体涉及一种阻燃木质复合门芯材料及其制备方法。

背景技术

在公共场所和居室内设置具有一定阻燃、防火性能的木质门，可切实保障人民的生命财产安全。传统的阻燃木质门用难燃木材或难燃木材制品作门框、门扇骨架、门芯面板，经压制胶合或模压成型为复合门，门芯材料的选择和特殊加工处理在体现整扇复合门阻燃性能上起到至关重要的作用。目前，主要采用浸渍、组合和涂覆的方法，来提升门芯材料的阻燃性能。

木材浸渍可在常压下或真空高压条件下处理，阻燃浸渍液可在(NH₄)₂SO₄、NH₄H₂PO₄、ZnCl₂、Na₂B₄O₇、H₃BO₃、Na₂Cr₂O₇·2H₂O中选取一种或几种，配制成相应的水溶液。木材经过一段时间浸渍干燥后，遇到火焰时表面迅速碳化，在炭层内部形成由不燃性气体组成的多孔结构，形成凝聚相阻燃体系。采用这类材料作为门芯面板，可以明显提升防火效率，减少木质门达到一定耐火极限时的厚度。

组合方法制备的阻燃纤维板可作为门芯材料，阻燃纤维板可采用木屑、氢氧化铝、双季戊四醇、聚磷酸铵、甲醛-三聚氰胺-尿素共聚物进行组合热压成人造板，通过该方法制备的阻燃纤维板中的聚磷酸铵是一种强脱水剂，可协同成炭剂双季戊四醇促使木材表面碳化，而由甲醛-三聚氰胺-尿素共聚物分解产生的氨气起到气相阻隔的作用，从而使材料整体的阻火效果好、自熄时间几乎为零。除此之外，将木材碎片浸渍在含有氢氧化铝、双季戊四醇、聚磷酸铵的三聚氰胺脲醛树脂液中，再经过滤组合热压成型，也可以得到较好阻火性能的纤维板。

采用上述两种方法制备处理木材时，会破坏木材内原有的含水率、韧性和握钉力等，而涂覆法可以在一定程度上解决这些问题。例如，用水玻璃、甲烷基醇钠、羧甲基纤维素、Na₂B₂O₄·H₂O、磷酸铵、烷基苯磺酸盐和水配制的溶液涂覆在木材表面，立刻形成一个疏水层，该层与火焰接触后变成一个保护泡沫层，它可阻止材料进一步燃烧。除了有机涂料可对木材进行涂覆处理外，用氧化镁、二氧化钛、铝酸钙、氯化镁、二氧化硅等配制成的无机胶泥也可以用于木材表面涂覆，经无机阻燃胶泥涂覆后的木材与聚酯织物一起压制，即可制得低烟密度的阻燃层压面板材料。

综上所述，浸渍阻燃木材的方法会破坏木材的含水率及成型稳定性；组合方式制备的阻燃人纤维板内有一定量的甲醛，不利于环境保护；而涂覆法处理木材时，涂层与基材的热膨胀系数匹配不好，且涂层厚度有限，阻燃性能一般。

发明内容

本发明提供了一种阻燃木质复合门芯材料，其具有优良的阻燃性能、韧性、尺寸稳定性及长期表观性能。

本发明还提供了一种阻燃木质复合门芯材料的制备方法，采用硬脂酸对木粉表面进行预处理，将预处理后的木粉、聚合物基体、酚醛纤维、水玻璃、膦酸酯等进行熔融复合压延成型制备阻燃木质复合门芯材料，该制备方法操作简单，适于工业化生产。

一种阻燃木质复合门芯材料，由下列重量百分比的原料制成:

所述的预处理后的木粉的制备方法为：将木粉在130℃~150℃处理3h~6h，再与硬脂酸一起在115℃~120℃混合处理16min~20min，得到预处理后的木粉。所述的木粉的制备方法包括粉碎和研磨，一般为：将木材用粉碎成木块，再经气流磨研磨成木粉。为了后续研磨方便，所述的木块越小越好，一般尺寸为10mm~30mm的木块即可。

所述的硬脂酸即十八烷酸。

由于木粉含有纤维素、半纤维素、木质素及其他小分子酯类物质，材料分子结构中羟基基团的存在不利于木粉与聚合物基体、酚醛纤维的复合，因此本发明先用硬脂酸对木粉进行表面改性处理，得到预处理后的木粉，采用本发明方法预处理后的木粉可明显改善木粉与聚合物基体、酚醛纤维的复合效果。

所述的木粉的粒径优选为40目~80目，更利于采用硬脂酸对木粉进行表面改性处理。

所述的硬脂酸与木粉的质量比优选为0.05～0.1，该用量范围处理的木粉与其它原料的复合效果优良。