[发明专利]一种阻燃木材复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种阻燃木材复合材料及其制备方法，涉及木材复合材料技术领域。本发明公开的阻燃木材复合材料的制备方法为：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。本发明提供的阻燃木材复合材料，通过有机硅硼阻燃剂对木材进行改性处理，降低了木材的易燃性，提高木材的阻燃性能和力学强度，并具有良好的抗流失性和抑烟性，从而使本发明的木材复合材料具有更广的应用范围。

技术领域

本发明属于木材复合材料技术领域，尤其涉及一种阻燃木材复合材料及其制备方法。

背景技术

当今社会，全球变暖等一系列严峻的客观问题不断给人们敲响警钟，保护环境和可持续发展是世界范围内推崇的主题。木材作为一种非常重要的原料，是众多材料中唯一可再生的材料，符合人类社会重视的对材料的可持续发展性和环境友好型的趋势和要求。随着国家对生态环境的重视，对林业的调整，各国相继出台了限制森林砍伐的政策，以至于木材进口所需要的代价越来越大，使用天然林木材也将越来越少。随着工业快速发展，污染越发严重，为此我国开始大量种植杨树、杉树、橡胶树等人工速生林。和天然林相比，人工速生林生长年限较短，木材材质疏松、密度低，物理力学强度和尺寸稳定性都相对较差，并且木材易燃等缺陷，使人工速生林的应用范围受到严重限制，影响了人工速生林木材的应用前景，大大限制了木材产业和人工速生林产业的可持久发展。

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。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。传统的含卤型阻燃剂在燃烧过程中会产生大量有害气体，会污染环境且损害人类健康，目前已禁止使用。氮系阻燃剂本身廉价易得，在使用过程中表现出低毒高效的特点，应用较为广泛，但其生烟量较大。磷系阻燃剂毒性小、价格低，但在使用过程中易流失、易生烟。硼系阻燃剂是一种理想的抑烟阻燃剂，但其溶解度低，添加量受限，不能很好的发挥阻燃作用，应用价值低。而硅系阻燃剂具有很好的阻燃性能，且有良好的抗流失性，但其阻燃机理单一，不能很好的发挥其效果。现有市场上的阻燃木材大都采用单一阻燃剂，很难满足人们对阻燃木材的需求，也有一些采用复合阻燃剂，但阻燃效果不尽人意，未达到复合阻燃剂所需的阻燃效果，因此，开发一种具有优异阻燃性能的木材复合材料成为必然需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阻燃木材复合材料及其制备方法，通过有机硅硼阻燃剂对木材进行改性处理，降低了木材的易燃性，提高木材的阻燃性能和力学强度，并具有良好的抗流失性和抑烟性，从而使本发明的木材复合材料具有更广的应用范围。

为了实现本发明的目的，本发明提供了一种阻燃木材复合材料的制备方法，包括以下具体步骤：

(1)将有机硅硼阻燃剂加入到质量浓度为35％的聚乙二醇溶液中混合均匀得溶液A，并将溶液A与质量浓度为60％的尿素溶液均匀混合，然后加入氨水调节PH值为6-7之间，制得改性溶液；

(2)将木材放入压力浸渍罐中，开启真空泵，抽真空，真空压力为-0.1MPa～-0.05MPa，抽真空时间为5-10min；

(3)不关闭真空泵，保持真空压力为-0.1MPa～-0.05MPa，将改性溶液加入到压力浸渍罐中，待改性溶液加满压力浸渍罐后，关闭真空泵，真空浸渍；

(4)将压力浸渍罐中的改性溶液排出，然后升温至80-100℃，将真空浸渍后的木材于该温度下恒温2-4h；

(5)冷却至室温，取出步骤(4)所得的木材，去离子水洗涤，干燥，即得阻燃木材复合材料。

进一步的，所述步骤(1)中的所述有机硅硼阻燃剂是由硅烷偶联剂、五硼酸铵和水合硼酸锌组成。