[发明专利]一种相变吸热、膨胀阻燃的木材浸渍液及其制备方法、应用

说明书

本发明公开了一种相变吸热、膨胀阻燃的木材浸渍液，包括以下质量百分比的组分：30‑65％的相变吸热‑膨胀阻燃固凝胶、10‑35％的膨胀阻燃浆液、15‑40％的相变吸热浆液。本发明还公开了一种上述木材浸渍液的制备方法，包括以下步骤：将膨胀阻燃浆液和相变吸热浆液搅拌混合均匀，再加入相变吸热‑膨胀阻燃固凝胶，搅拌至形成稳定、分散均匀的固液两相，即得到所述的木材浸渍液。另外，本发明还提供一种上述木材浸渍液的应用。本发明木材浸渍液的浸渍效率高、阻燃效果好。

技术领域

本发明属于防火材料领域，尤其涉及一种木材防火浸渍液及其制备方法、应用。

背景技术

木质材料是住宅中的主要可燃物，在火灾荷载热值中占比超过50％，木材不仅易燃，而且燃烧时释放出大量的热能(木材的平均热值为18kJ/g)，加速了火灾的蔓延和火灾强度。因此，木质材料的阻燃防火是关系到人民生命财产安全的重要问题。通过阻燃处理降低木质材料的可燃性，减缓可燃材料的燃烧速度和释烟量，对于防止火灾的发生、赢得火灾初期的宝贵时间用来疏散人员和及时控制、扑救火灾都是有很大作用的。

膨胀型阻燃剂有酸源、炭源和气源三个基本要素。在150℃左右酸源产生能酯化多元醇和可作为脱水剂的酸，在稍高的温度下，酸与炭源进行酯化反应，而体系中的胺基则作为酯化反应的催化剂，加速反应；体系在酯化反应前和酯化过程中熔融，反应过程中产生的不燃性气体使已经处于熔融状态的体系膨胀发泡，与此同时，多元醇和酯脱水碳化，形成无机物及碳残余物，体系进一步发泡；反应接近完成时，体系胶化和固化，最后形成多孔泡沫炭层。在火灾条件下膨胀阻燃剂形成的泡沫炭层，具有隔热、隔氧、抑烟、防滴等功效，是低烟、低毒、无腐蚀性气体产生的绿色高效阻燃物质。

相变材料(PCM)是一种拥有吸收和释放大量能量的一种材料。我们最常见的相变材料非水莫属，当温度低至0℃时，水由液态变为固态(结冰)，当温度高于0℃时，水由固态变为液态(溶解)。水在结冰过程中吸入并储存了大量的冷能量，而在溶解过程中吸收大量的热能量。冰的数量(体积)越大，溶解过程需要的时间越长。这是相变材料的一个最典型的例子。相变材料具有在一定温度范围内改变其物理状态的能力。以固-液相变为例，在加热到熔化温度时，相变材料就产生从固态到液态的相变，熔化的过程中，相变材料吸收并储存大量的潜热；当相变材料冷却时，储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去，进行从液态到固态的逆相变。在这两种相变过程中，所储存或释放的能量称为相变潜热。物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变，形成一个宽的温度平台，虽然温度不变，但吸收或释放的潜热却相当大。

中国专利CN106346580A公开了木材的浸渍剂及其制备方法，浸渍原液包括以下重量份数的原料组分：320-420份的葡萄糖、80-160份的尿素、5-45份的三聚氰胺和300-520份的水。中国专利CN104647522A公开了一种用于木材浸渍的高效环保阻燃剂及其处理工艺，高效环保阻燃剂的组分按质量百分数配比为：磷酸10％-25％、硼砂5％-10％、硼酸5％-10％、水溶性聚磷酸铵30％-45％、硫酸铝5％-30％、钼酸铵3％-6％，该发明加入钼酸铵具有消烟、抑烟效果，而且含有磷、氮、硼的阻燃成分，阻燃效果好。中国专利CN106738149A公开了一种相变吸热的膨胀阻燃木材的制造方法及其膨胀阻燃木材，其所属的相变吸热膨胀阻燃浸渍液，按质量分计包括以下组分10-40份聚乙二醇400、0.1-0.4份有机硅消泡剂、20-60份聚乙二醇600、20-60份聚乙二醇1500、15-35份甘露醇、25-45份半乳糖、10-35份聚磷酸铵、1-5份季戊四醇、5-25份三聚氰胺、5-15份明矾、0.1-0.5份硫酸亚铁铵、0.1-0.5份硫酸铁。

以上研究工作取得了一些喜人的成果，但仍旧存在浸渍效率不高、中低温范围升温速率快、阻燃效果有限等特点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种浸渍效率高、阻燃效果好的相变吸热、膨胀阻燃的木材浸渍液，并相应提供其制备方法和应用。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：