对木材阻燃技术的全面调研材料
质量分数、ｐＨ值、浸渍时间、烘干温度及烤干时间；二次浸渍液的质量分数、浸渍时间等影响因素。正交实验采用2 2 聚合反应原理木材的磷氮系阻燃剂阻燃机理十分复杂 ,国内研究较少[3 ]。双氰胺、甲醛和尿素在碱催化下 ,80～1 2 0℃进行聚合反应。
2.2.1 甲醛与尿素发生加成反应生成二羟甲基脲
Ｈ2ＮＣＯＮＨ2 +2ＨＣＨＯＨＯＨ2 Ｃ—ＨＮＣＯ—ＮＨＣＨ2 ＯＨ
甲醛与尿素的物质的量比最好不超过 2∶1。
2.2.2 双氰胺与甲醛反应得到Ｎ 氰基 Ｎ 羟甲基胍
2.2.3 三者发生聚合反应
以上3种物质常温混合时 ,聚合反应速度很慢 ,混合溶液浸渍木材后经高温烘干 ,加速反应进行 ,并与木材的纤维素等相互作用 ,各物质的用量之间要求一定的比例 ,因此在选择用量时 ,甲醛的用量必须大于双氰胺和尿素的用量之和。此聚合反应生成线型聚合物 ,二次浸渍木材的磷酸二氢铵是利用磷的多元性把线型聚合物各分子之间交联起来 ,形成体型聚合物 ,遇火时 ,磷酸盐首先失水 ,在高温下 ,形成膨胀性焦炭层 ,隔热阻氧 ,聚合物形成许多Ｐ—Ｎ键 ,有利于进行脱水炭化反应 ,赋予木材永久性的阻燃性 ,它可以防止阻燃剂的流失 ,而且可以增强木材的力学性能。
2.3 阻燃木材性能测试———火管法
按照公安部行业标准《阻燃木材燃烧性能实验方法·火管法》[2 ]的要求进行实验 ,按标准要求自制火管装置。
实验条件 :火源为普通液化气罐 ,调节燃气流量使燃烧器产生280ｍｍ高的火焰 ,并使火管顶端温度达到180℃。
试件规格:1016ｍｍ× 19ｍｍ× 10ｍｍ ,表面平整光滑；须在温度(23±2)℃、湿度(50±5)%的条件下 ,使试件质量恒定。
标准判定条件见表 3 ,采用最佳配方和最佳工艺条件处理木材 ,所得阻燃木实验结果见表 4。
表 3 火管法判定条件
从结果看 ,有焰燃烧时间<4ｍｉｎ ,失重率<30% ,基本可达阻燃一级。