磷氮硼复配阻燃剂处理竹材的热降解及燃烧性能

采用3种磷酸铵盐(APP、DAP、MAP)分别与硼酸/硼砂复配化合物(SBX)进行复配,对毛竹(Phyllostachys edulis)竹条进行加压浸渍处理,利用热重分析仪、锥形量热仪比较分析了阻燃剂对竹材的热解行为及燃烧性能的影响。结果表明:阻燃处理竹材的热降解过程发生改变,起始降解温度降低,高温热解区间缩短,残余质量分数增加58%~74%。3种复配阻燃剂处理竹材燃烧后都能形成致密炭层,具有良好的阻燃和抑烟性能,其中MAP/SBX复配阻燃剂的阻燃效果最佳,阻燃处理竹材的热释放速率和发烟速率大幅度降低,热释放总量降低48.49%,发烟总量降低84.92%。     

聚磷酸铵对竹/聚丙烯纤维复合毡增强酚醛树脂基复合材料性能的影响

采用聚磷酸铵(APP)作为阻燃剂,对竹/聚丙烯纤维复合毡增强酚醛树脂基复合材料进行阻燃改性,研究阻燃剂的添加对复合材料力学、阻燃和导热性能的影响。当复合材料中添加25%APP时,力学性能测试结果表明,该复合材料的静曲强度和内结合强度分别降低了18.49%和62.86%,而隔热效果基本不变。采用扫描电子显微镜对复合材料内部进行表征,结果表明,APP的添加会破坏酚醛树脂的固化能力,导致力学性能的下降。采用锥形量热仪和极限氧指数仪对复合材料的阻燃性能进行分析,结果表明,添加APP后,复合材料的热释放速率和总热释放量分别降低了50.62%和50.82%,而极限氧指数则达到29.7,阻燃性能得到了明显改善。采用导热系数测定仪对阻燃前后复合材料的隔热效果进行表征,结果表明,APP的添加对复合材料保温效果没有影响。     

阻燃型水性丙烯酸木器涂料的研究

为了改善涂料的阻燃性能,以水性丙烯酸乳液为基料制备了水性丙烯酸阻燃木器涂料。探讨聚磷酸铵(APP)-漂珠协效阻燃剂对水性丙烯酸阻燃涂料阻燃性能的影响。采用氧指数(OI)和锥形量热仪(CONE)试验对阻燃性能进行分析,结果表明:在APP的基础上添加漂珠所组成的协效阻燃涂料氧指数可达到28.7%,相比于未添加阻燃剂的水性丙烯酸涂料提高了31.8%。同时,协效阻燃剂能够降低涂料的热释放速率和烟释放速率,减少总热释放量和烟释放量;相比于仅添加APP的阻燃涂料,APP-漂珠协效阻燃涂料在燃烧过程中峰值热释放速率(pk HRR)降低了17.3%,烟释放总量(TSP)降低了12.9%,并且具有更好的阻燃抑烟效果,有利于促进木材成炭,减少CO和CO_2等烟雾毒气释放,降低火灾危险。     

磷酸脒基脲与聚磷酸铵协同阻燃的木粉/HDPE复合材料

采用锥形量热仪(CONE)、极限氧指数(LOI)、热重分析(TGA)和力学试验等研究手段,分析聚磷酸铵(APP)、磷酸脒基脲(GUP)及二者复配(GUP/APP)对木粉/高密度聚乙烯(WF/HDPE)复合材料燃烧性能、热降解行为以及力学性能的影响.CONE研究结果表明:APP可显著降低WF/HDPE复合材料的热释放,但同时也使得复合材料的烟释放增加;将GUP与APP按适当比例复配不仅可以有效抑制复合材料的热释放,而且可以降低烟释放速率,表现出较好的协同阻燃和抑烟作用.TGA结果表明:GUP与APP复配使得WF/HDPE复合材料的初始热分解温度降低,残炭产率提高.此外,GUP和APP复配阻燃WF/HDPE复合材料具有较高的氧指数和较小的力学性能损失.     

5种竹材阻燃剂阻燃效果对比研究

竹材是易燃性生物质材料,一般需经过阻燃处理才能达到强制性国家标准(GB20286-2006)要求的公共场所装饰装修用材料的阻燃级别。研制了5种含氮、硼等元素的竹材阻燃剂,测试了5种阻燃剂浸注处理后竹片和竹条等的载药率,通过测试阻燃样品的氧指数表征5种竹材阻燃剂的阻燃效果。研究结果表明:5种竹材阻燃剂中阻燃剂FRB阻燃效果最佳,其浸注处理的竹片和竹条的氧指数分别为40.1%和38.2%。     

基于氮磷阻燃剂的轻质木丝板阻燃性能研究

用氧指数、锥形量热等方法研究了浸渍和喷涂氮磷阻燃剂后轻质木丝板的阻燃性能,并采用SPSS软件统计分析各性能之间的关系。结果表明:随着阻燃溶液浓度的增大,阻燃轻质木丝板载药率和氧指数均增加,浸渍处理木丝载药率明显高于喷涂处理木丝,但两者氧指数值相差不大;成板浸渍、木丝浸渍和木丝喷涂阻燃处理轻质木丝板释热速率明显低于对照组,且第二放热峰完全消失,燃烧时间约150 s,比对照组减少了75%,点火时间延长,平均有效燃烧热分别降低了81%、78%、77%,质量损失速率分别降低了35%、53%、41%;对照组试件燃烧释放总热大于50 MJ/m2,而阻燃处理试件最低仅为4 MJ/m2,降低约90%;阻燃处理试件CO2气体释放量降低,CO释放量略高,但总烟产量减小;聚类分析说明成板浸渍、木丝浸渍和喷涂方法均优于成板喷涂处理轻质木丝板;热释放速率与总烟产量呈显著正向关,与比消光面积呈显著负相关关系。     

磷-氮-硼复合木材阻燃剂配方优化及处理工艺

探讨了由磷酸、硼酸、双氰胺等为主要组分制备的新型磷-氮-硼阻燃剂的优化配方,以氧指数和烟密度为指标评价了该阻燃剂处理材的阻燃、发烟性能,并进一步优化阻燃处理工艺.结果表明,该阻燃剂主要组分双氰胺、磷酸、硼酸最佳配方摩尔比为0.095∶0.102∶0.162.经阻燃处理后的杨木木材,其氧指数从23.4%提高至60%,烟密度由40.64%降至25%.同时得出的优化处理工艺为浸渍浓度5%,浸渍时间84 h,浸渍温度60℃.     

分子筛前驱体对定向刨花板性能的影响

人造板阻燃研究中常将分子筛用作阻燃添加剂或协效剂,但合成分子筛通常使用水热方法,耗能大、流程复杂。本研究采用LTA型分子筛的合成前驱体浸渍处理刨花并制备阻燃定向刨花板(OSB)。通过热重分析(TGA)和极限氧指数(LOI)测试对浸渍处理刨花的热分解行为和燃烧性能进行考察,采用锥形量热测试和力学性能测试探究了分子筛前驱体处理刨花对OSB阻燃性能和力学性能的影响,并考察了残炭的微观形貌和元素组成。结果表明:分子筛前驱体浸渍处理提高了刨花的成炭性能和热稳定性,浸渍处理刨花的LOI由19.1%提升到44.0%,达到难燃级别。浸渍处理刨花制备的OSB第1、第2热释放速率峰值分别降低了48.1%和32.2%,总热释放量和总烟释放量较对照组分别降低了42.4%和47.0%。浸渍处理OSB的可燃气体产量减少、残炭量明显提升,同时在刨花表面生成Na₂CO₃和α-Al₂O₃等物质,提升了炭层稳定性,表明分子筛前驱体在气相和凝聚相方面均能起到阻燃作用。分子筛前驱体在刨花表面的沉积使刨花含水率提高、胶层的胶接性能下降,导致浸渍处理刨花制备的OSB各项力学性能均有所下降,但仍满足定向刨花板行业标准LY/T 1580—2010中OSB/3型刨花板的性能要求。     

聚氨酯漆涂饰稻草刨花板的工艺效果评价

在相同环境条件下,对相同规格的稻草板表面砂光后,分别进行直接涂饰和贴面后涂饰聚氨酯(PU漆)两种工艺试验,测定漆膜附着力、表面光泽度、漆膜硬度等.结果表明:稻草刨花板表面直接涂饰PU漆,或者贴薄木、浸渍纸后再涂饰PU漆的工艺均可行,三底两面工艺为宜,涂饰PU白色漆的漆膜性能最佳.     

用锥形量热仪测试思茅松阻燃胶合板的阻燃性能

为了研究出一种阻燃性能良好的阻燃胶合板,以无机阻燃剂、聚磷酸铵阻燃剂、有机高温阻燃剂和钼酸铵阻燃剂4种阻燃剂处理思茅松单板制备胶合板,采用锥形量热仪对胶合板阻燃性进行测试和评价。研究结果表明,4种阻燃剂处理的胶合板热释放速率峰较素板显著降低。阻燃剂首先可以延缓木材炭化,表现为第一个热释放速率峰出现的时间较素板均有延长,其中以无机阻燃剂处理的胶合板阻燃效果最好。阻燃剂处理的胶合板热释放速率曲线较平坦,成碳速率较素板高,燃烧耗氧量和龟裂程度较素板低。     

木材阻燃剂FRW与聚磷酸铵复配的阻燃协同效应研究

为开发阻燃效率高、成本低的阻燃剂,将木材阻燃剂FRW与水溶性聚磷酸铵(APP)复配,进行樟子松木材处理和处理试样的热重分析,及热释放速率、总热释放量、有效燃烧热、质量损失和烟气浓度检测。结果表明,与FRW和APP单独处理试样相比,FRW和APP之间具有阻燃协同效应,复配制剂处理试样的成炭率提高,阻燃性能明显提高。     

竹材阻燃处理及对其材性的影响

竹材阻燃处理除了利用阻燃剂处理外,还可以对其进行化学改性、纳米改性、炭化、机械添加、表面涂覆等处理。阻燃处理会对竹材物理力学性能、吸湿性及吸水性、胶合强度、涂饰性、阻燃剂成分的流失性等产生重要影响。文章综述了国内外竹材阻燃处理技术,分析了阻燃处理对竹材性能的影响,以期为推动竹质材料的安全、广泛应用提供参考及借鉴。     

阻燃无胶高密度蔗渣碎料板的研究

不施加任何胶黏剂,通过添加阻燃剂聚磷酸铵(APP)制造阻燃无胶高密度蔗渣碎料板。探讨APP含量对板材物理力学性能的影响,并利用热重分析和锥形量热分析对阻燃板材进行燃烧性能的表征。结果表明:APP的加入使板材强度有所下降,但板材强度仍能满足室内结构用板的标准要求;APP有效地抑制了蔗渣的受热分解,促进成炭;APP有效抑制了阻燃板燃烧时的热释放和烟释放。     

竹材阻燃研究现状及展望

随着竹材的广泛应用,对其阻燃性能要求越来越高。通过分析竹材的主要化学组成,探讨竹材的燃烧特性,阐述了常见的竹材阻燃剂—磷氮系阻燃剂、硼系阻燃剂、磷氮硼复合型阻燃剂、金属氢氧化物阻燃剂和树脂阻燃剂的应用现状及阻燃机理,总结了锥形量热仪法、极限氧指数法、热分析法等阻燃效果评价的测试表征方法,并对今后的研究趋势进行了展望,提出了竹材阻燃的发展方向和思路。     

三聚氰胺复合氮磷阻燃剂的合成及其处理杨木的吸湿性与阻燃性研究

为降低氮磷阻燃剂浸渍处理杨木的吸湿率,在氮磷阻燃剂合成过程中添加少量三聚氰胺(MEL),在磷酸、尿素和MEL不同的摩尔比下合成了NP、NP-MEL-1、NP-MEL-2和NP-MEL-3。杨木置于浓度为10%阻燃剂溶液中,在温度为80℃水浴中浸渍处理。之后对四个配方处理试件进行吸湿率、氧指数、烟密度和锥形量热分析。结果表明:载药率为10%左右时,NP-MEL-3处理试件的吸湿率达到美国建筑规范28%的要求;载药率为12%左右时,与NP处理杨木相比,NP-MEL-3处理试件的氧指数值提高14.86%,第一热释放速率峰值降低40%,释热总量降低33.89%,CO产量降低34.38%,残碳率提高了30.58%。     

磷酸三聚氰胺复配硼酸锌阻燃中密度纤维板的燃烧性能

选用磷酸三聚氰胺与硼酸锌复配,制备阻燃中密度纤维板(MDF),并采用锥形量热仪测试其燃烧性能,分析复配阻燃剂对板材燃烧性能的影响.结果表明:复配阻燃剂可有效提高MDF试材的阻燃抑烟性能,降低其热释放速率、总热释放量、产烟速率、总产烟量、CO及CO2生成速率,以磷酸三聚氰胺和硼酸锌等质量复配时,MDF试材的阻燃效果最优.     

聚乙烯醇磷酸酯插层改性水滑石及其阻燃改性杨木的研究

镁铝水滑石因其特殊结构,在阻燃处理方面应用较为广泛,但存在阻燃元素单一的问题。采用聚乙烯醇磷酸酯(PPVA)对水滑石进行插层改性,制备有机-无机复合协效阻燃剂,并浸渍处理杨木单板,考察浸渍处理工艺对杨木载药率和极限氧指数的影响。结果显示,PPVA插层进入镁铝水滑石层间中;PPVA插层水滑石真空加压处理后杨木单板的极限氧指数较杨木素板提高了14.6%。     

ASD阻燃剂对落叶松材阻燃性能的影响

为制备具有良好阻燃性能的落叶松(Larix gmelinii)结构材,采用不同质量分数的ASD阻燃剂以真空加压的方式处理落叶松材,通过锥形量热仪测试和热重分析来考察阻燃剂对落叶松材的阻燃效果,并确定最佳的ASD阻燃剂质量分数。结果表明:经ASD阻燃剂处理后,落叶松材总热释放量和烟释放总量明显降低,降低幅度随ASD阻燃剂质量分数的增大而提高;CO产率升高,CO_2产率明显降低,升高或降低幅度随ASD阻燃剂质量分数的增大而增大,CO产率和CO_2产率之和明显下降,说明ASD阻燃处理明显抑制了落叶松材的燃烧。综合考虑阻燃效果和成本,ASD阻燃剂的最佳质量分数为50%,此时与落叶松素材相比,总热释放量降低了56.46%,烟释放总量降低了88.20%。经ASD阻燃剂处理的落叶松材初始分解温度有所降低,残余物质量分数从18.26%提高到41.06%。经ASD阻燃剂处理前后的落叶松材锥形量热仪燃烧测试后表面形态有明显差异:素材燃烧后的木炭表面松软,断层较大;阻燃处理材表面形成了致密的炭质保护层,有效延缓抑制了落叶松材的燃烧。ASD阻燃作用主要归因于对木材的催化成炭作用。     

成品胶合板阻燃剂浸渍处理性能研究

对采用同一工艺压制的成品胶合板进行BL-环保阻燃剂浸渍处理试验,观察其氧指数、甲醛释放量、烟密度和胶合强度四个性能参数的变化情况.试验结果表明,经浸渍处理的成品胶合板的环保、阻燃性能均不理想,很难达到环保、阻燃的要求,试验中氧指数最高为38%.     

高密度重组竹的漆膜附着性能研究

为阐明高密度重组竹的表面涂饰性能,分析了不同密度重组竹的表面形貌、粗糙度、润湿性和漆膜附着力,考察了密度对漆膜附着力的影响。结果表明：重组竹的密度越高,其表面越光滑,粗糙度越小,Ra最低仅为1.71μm。同时,随着重组竹密度的增大,蒸馏水、甲酰胺和二碘甲烷三种极性不同的液体的接触角变大,表面自由能也随之降低。受表面粗糙度和润湿性的影响,低密度的重组竹与高密度的相比,具有更高的漆膜附着性能。然而,根据GB/T4893.4—2013对漆膜附着力的分级,所有重组竹对水性和油性木器底漆的表面漆膜附着力均为2级,表明密度对重组竹表面的漆膜附着力无显著影响。研究结果可为高密度重组竹的表面涂饰处理提供理论支持。