MUF-PVAc共混树脂基膨胀型水性木材阻燃涂料的研究Fire retardant properties of intumescent waterborne fire-retardant coatings based on MUF-PVAc mixed resin for wood

以三聚氰胺改性脲醛树脂（MUF）与聚乙酸乙烯酯树脂（PVAc）共混物作为成膜树脂,以磷酸脒基脲（GUP）、聚磷酸铵（APP）、三聚氰胺（MEL）和季戊四醇（PER）的组合物为膨胀阻燃体系,制备适用于木材的膨胀型水性阻燃涂料。以锥形量热仪法、傅里叶变换红外光谱法和热重分析法为评价手段,对膨胀型水性木材阻燃涂料涂覆的胶合板A、仅涂覆成膜树脂的胶合板M和素胶合板S的阻燃性能进行了对比分析。结果表明：胶合板A的热释放速率、总热释放、烟释放速率均比胶合板M、胶合板S的显著降低,但其残余物质量最高,并显著延长了点燃时间。在传统的膨胀型阻燃体系中引入GUP后,与APP在不同温度区间起到催化成炭作用,有利于提高涂料的阻燃性能。胶合板A的涂层受热辐射后炭化彻底,表明GUP-APP-MEL-PER是MUF-PVAc共混树脂的有效膨胀型阻燃体系。     

4A分子筛对膨胀型木材阻燃涂料阻燃性能的影响

以三聚氰胺改性脲醛树脂(MUF)为基料,添加聚磷酸铵(APP)和4A分子筛制备膨胀型木材阻燃涂料,利用锥形量热仪研究阻燃涂料涂饰杨木Populus spp.的燃烧性能。结果表明:1MUF中加入质量分数为50.00%的APP能延长杨木的点燃时间(TTI),降低杨木的热释放速率(HRR),总热释放速率(THR)和质量损失速率(MLR),提高杨木的火灾性能指数(FPI)(处理2为1.07),但会增大总发烟量(ISR)。2在阻燃涂料中加入少量的4A分子筛即可显著降低木材的热释放速率峰值(pk1-HRR,pk2-HRR),推迟峰值出现时间,降低木材有焰燃烧阶段的热释放速率和质量损失率,提高木材的火灾性能指数(处理3和4分别为1.26,1.38)。加入质量分数为1.00%的分子筛(处理3)可平衡由于50.00%APP存在增加的发烟量,加入质量分数为3.00%的分子筛(处理4)材料燃烧前400 s内基本无烟产生,总发烟量显著降低。     

植酸?三聚氰胺处理木材阻燃性能研究

目的公共场所和住宅起火后易引燃木质材料，迅速燃烧，火势蔓延，并产生大量有毒烟气，导致人员伤亡。为了进一步提高公共场所消防安全水平，以及降低火灾危险性，需对木材进行阻燃处理。本研究用植酸与三聚氰胺处理木材，研究改性材阻燃性能，旨在为木材阻燃提供新思路，丰富木材阻燃体系。方法使用两步浸渍法在青杨内部浸入植酸?三聚氰胺阻燃剂，研究改性木材的增重、增容、热解与燃烧性能；分析改性材燃烧后的残炭形貌，探讨植酸三聚氰胺复配阻燃剂应用于木材的阻燃机理。结果与对照组相比，15%植酸与5%三聚氰胺复合处理组（PM2）的热释放速率峰值和总热释放量分别降低了91.24%和79.05%，热释放抑制效果较好；与对照组相比，PM2组显示出更好的抑烟性能，烟释放速率减少了52.94%。与P15%组相比，PM2组的一氧化碳平均产率减小了51.29%，具有明显的减毒作用。PM2组的残炭量显著提高，较P15%组提升了69.58%，与对照组相比增加了278.4%。结论植酸?三聚氰胺阻燃体系能够进入木材，植酸与三聚氰胺复配处理能减少阻燃木材燃烧的热释放速率、总热释放量、总烟释放量与CO产率。植酸能催化木材脱水和炭化反应，使热解反应在较低温度发生，促使木材产生较多残炭。三聚氰胺能减缓木材热解速率，植酸与三聚氰胺协同作用可促使木材生成更多残炭。      

竹胶合板阻燃性能的研究

以市场上常见的竹胶合板为对象,涂刷自制的膨胀型聚氨酯防火涂料,采用美国阿特拉斯(ATLA S)公司生产的HRR3热释放率系统,配合国产HC-2氧指数测定仪、XSHF-1防火涂料(小室法)等先进阻燃检测设备,按照美国航空标准(FAA)要求测试试样。分析并研究它们的阻燃机理,为发展竹材阻燃技术打下基础。     

APP-PER-MEL阻燃剂对竹粉/PP复合材料性能的影响

采用硅烷包覆型聚磷酸铵(APP)作为阻燃剂，对竹粉/聚丙烯（PP）复合材料进行阻燃改性，研究APP的用量对复合材料阻燃性能和力学性能的影响；基于APP的最佳用量，以APP、季戊四醇（PER）和三聚氰胺（MEL）作为膨胀型阻燃剂（IFR），研究APP、PER和MEL的互配比例对复合材料阻燃和力学性能的影响。结果表明，随着APP用量的增加，复合材料的阻燃性能不断增强，但弯曲和拉伸强度下降。当APP用量为复合材料总质量的15%时，其综合性能较佳，与未阻燃复合材料相比，极限氧指数（LOI）由17.1%提高至21.5%，弯曲模量和缺口冲击强度（NIS）分别增强14.8%和32.2%，弯曲强度和拉伸强度分别降低9.3%和28.8%。当APP、PER和MEL的互配比例为3∶1∶1时，添加15% IFR的复合材料的力学性能总体增强，与未阻燃复合材料相比，弯曲强度、弯曲模量和NIS分别增强18.1%、20.0%和23.3%，仅拉伸强度降低10%。锥形量热仪和极限氧指数仪结果显示，IFR阻燃复合材料的热释放速率、热释放速率峰值和总热释放量分别降低56.7%、40.2%和30.5%；LOI提高至25.9%，复合材料的阻燃性能进一步改善，但是，总产烟量增大了16.7%，该IFR的添加对复合材料的持久抑烟效果不佳。     

木材阻燃涂料

木材属于易燃材料,使其在应用上受到限制。本文主要论述了膨胀型阻燃涂料主要成分。     

阻燃木粉-聚丙烯复合材料的热解特性及热解动力学研究

采用热重分析仪分析阻燃木粉鄄聚丙烯复合材料的热解特性,并研究不同升温速率对添加聚磷酸铵(APP)、 改性聚磷酸铵(M-APP)的阻燃木塑复合材料热解行为的影响,通过热重曲线建立热解动力学方程和分布活化能模 型,揭示了阻燃木粉鄄聚丙烯复合材料的热稳定性、热解反应活化能。结果表明:APP 和M-APP 2 种阻燃剂相比,M- APP 降低了复合材料的起始分解温度,并提高了木塑复合材料的残炭量;M=APP 使木粉最高分解温度由344.8 c 降低到334.1 c,使聚丙烯的最高分解温度由518郾5 益提高到525.6 c,残炭量由19.4% 提高到21.7%;添加 M鄄APP木塑复合材料的活化能比添加APP 的低。所以作为木粉鄄聚丙烯木塑复合材料的阻燃剂,M-APP 的阻燃效 果优于APP。      

浸渍纸复合阻燃薄竹工艺的研究

对浸渍纸复合阻燃薄竹工艺进行研究,分析了树脂含量、热压时间、热压压力、阻燃剂种类在不同工艺水平下对复合阻燃薄竹的氧指数及热释放率影响的主次程度与显著程度,探讨浸渍纸复合阻燃薄竹生产的最佳工艺参数。结果表明:阻燃剂种类、树脂含量对复合阻燃薄竹的阻燃性能有重要的影响,当阻燃剂种类为三聚氰胺树脂(MF)、含量为200%时,阻燃薄竹具有最好的阻燃效果,其热释放率为120-130 kW·min·m-2,氧指数为35%-37%。     

聚氨酯防火涂料阻燃性能的研究

本研究以聚氨酯树酯为研究对象,生产出高效膨胀型聚氨酯防火涂料,采用美国阿特拉斯(ATLAS)公司生产的HRR3热释放率系统,配合国产HC-2氧指数测定仪、XSHF-1防火涂料(小室法)等先进阻燃检测设备,按照美国航空标准(FAA)要求测试试样.分析并研究它们的阻燃机理,为发展木质材料阻燃技术打下基础.     

多孔材料协同APP处理木纤维/PVC复合材料的阻燃与抑烟研究

对比测试不同多孔材料协同聚磷酸铵(APP)阻燃处理木纤维/聚氯乙烯(PVC)复合材料热释放特性参数,探究不同多孔材料的协同效应对复合材料CONE热、烟释放特性参数的影响规律,为选择多孔材料协同阻燃提供依据。在50kW·m~(-2)热辐照功率下,通过CONE测定3种不同多孔材料协同APP阻燃处理的木纤维/PVC复合材料的热释放速率(HRR)及其峰值(PHRR)、总热释放量(THR)、有效燃烧热(EHC)等CONE热释放特性参数。结果表明,APP阻燃处理的木纤维/PVC复合材料的热释放峰值(PHRR)比未阻燃木纤维/PVC复合材料降低了56kW·m~(-2),膨化石墨协同APP阻燃处理的复合材料的PHRR降低了103.9kW·m~(-2);活性炭协同APP阻燃处理的木纤维/PVC复合材料的总烟释放量(TSP)为36.2m~2·s~(-1),比未阻燃木纤维/PVC复合材料降低了12%。聚磷酸胺(APP)阻燃剂能有效地降低木纤维/PVC复合材料的热释放,多孔材料与APP的协同效应,在降低热释放的同时更能降低烟气释放。     

FRW阻燃刨花板制板工艺

采用常规的刨花板生产工艺研制FRW阻燃刨花板,并通过正交试验,对其各项性能进行了测试和分析,以确定最佳制板工艺条件.同时,讨论和分析了FRW阻燃剂对FRW阻燃刨花板物理力学性能和阻燃性能的影响.以FRW为阻燃剂生产FRW阻燃刨花板的最佳制板工艺条件为:施胶量15%、阻燃剂施加量8%、热压温度175℃、热压时间5.0min.FRW阻燃刨花板的物理力学性能可达到国家标准GB/T 4897.3-2003一级品标准,阻燃性能可达JISD 1322-77阻燃一级标准.     

FRW阻燃中密度纤维板的FTIR分析

采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)法测得FRW阻燃中密度纤维板和未处理普通中密度纤维板的FTIR图谱，探讨了FRW阻燃剂与纤维界面间的结合机理。     

可膨胀石墨对木粉—聚丙烯复合材料的阻燃作用

用锥形量热仪(CONE)、热重分析(TGA)、极限氧指数(LOI)等研究手段分析了可膨胀石墨(EC)及其与聚磷酸铵(APP)复配对木粉—聚丙烯复合材料燃烧性能的影响.结果表明:随EG质量分数的增加,复合材料的热释放速率(HRR)、总热释放量(THR)、烟释放速率(RSR)和总烟释放量（TSR）均有显著降低,极限氧指数增...     

FRW阻燃中密度纤维板与素板性能的比较

以FRW为阻燃剂,研制FRW阻燃中密度纤维板(MDFR).通过FRW阻燃中密度纤维板与素板各项性能的比较,分析FRW阻燃剂对中密度纤维板性能的影响.结果表明:施加FRW阻燃剂,使中密度纤维板的物理力学性能有所降低,而阻燃性却明显提高.通过对制板工艺条件的适当调整,可使FRW阻燃中密度纤维板(MDF)的物理力学性能达到国家一级品标准,阻燃性能达到JISD1322-77难燃一级标准.     

稻草阻燃人造板的生产工艺

对FRW阻燃型稻草人造板的生产工艺影响因素进行了研究,稻草经表面化学处理后,通过添加低毒脲醛树脂(UF)、异氰酸酯(MDI)胶粘剂和FRW阻燃剂热压制造稻草板。研究影响稻草阻燃人造板性能的主要因素,通过对板材力学性能、阻燃性能的检测与分析,压制阻燃稻草板的较佳工艺参数为MDI、UF和FRW阻燃剂的用量分别为3%、8%和7%。     

FTIR显微技术在阻燃木材炭化过程及阻燃剂渗透研究中的应用

采用傅里叶变换红外光谱（ＦＴＩＲ）显微技术获得了ＦＲＷ阻烧木材及其炭化产物的微区ＦＴＩＲ谱。用微区ＦＴＩＲ谱法测定了ＦＲＷ阻燃木材中ＦＲＷ阻燃剂的渗透深度,测定精度达０．２ｍｍ,方法准确而快速。通过解析ＦＲＷ阻燃木材不同炭化阶段产物的微区ＦＴＩＲ谱,推断其结构特征,进而讨论了ＦＲＷ阻燃木材的炭化过程。     

阻燃型聚丙烯基木塑复合材料的正交优化

为获得性能良好的阻燃型聚丙烯基木塑复合材料(WPC),从理论上估算WPC中木粉(WF)所含的羟基(—OH),以指导调整膨胀型阻燃剂(IFRs)中聚磷酸铵(APP)与季戊四醇(PER)的比例及用量,通过正交试验对其进行优化。利用前期试验得到的协效剂组MgO/EG/SiO_2(其组成为m(MgO)∶m(可膨胀石墨,EG)∶m(SiO_2)=1∶5∶5,配比为m(IFRs)∶m(MgO/EG/SiO_2)=1.00∶0.18)对优化后的APP/PER进行阻燃增效,进一步提高WPC的阻燃性能。结果表明,当m(APP)∶m(PER)=2.0∶0.6、IFRs的质量分数为25%时的IFRs1对WPC的阻燃效果最为显著。IFRs1及MgO/EG/SiO_2的同时加入可有效提高WPC的热稳定性,其残炭率提高至24.79%。WPC/IFRs1的热释放速率峰和总热释放量比WPC分别降低了33.9%和10.4%,WPC/IFRs1/MgO/EG/SiO_2的热释放速率峰和总热释放量比WPC分别降低了39.15%和15.99%。硅烷偶联剂KH550、钛酸酯偶联剂NDZ-201和铝酸酯偶联剂DL-411-DF处理均能提高WPC/IFRs1/MgO/EG/SiO_2的力学性能和阻燃性能,其中KH550的效果最好。     

竹束热处理对CS/APP自组装重组竹阻燃抑烟性能的影响

壳聚糖(CS)/聚磷酸铵(APP)层层自组装(LBL)是一种表面改性工艺,通过对竹束单元进行热处理,研究其对CS-TiO₂/APP自组装重组竹(BS)的阻燃抑烟性能的影响及协同关系。采用不同热处理温度(160、180℃)和处理时间(2、3、4 h)对竹束单元进行水蒸气保护的热处理,首先对不同的竹束特性进行研究,优选竹束热处理工艺条件,然后在竹束表面进行CS-TiO₂/APP自组装后制备重组竹,分析热处理对重组竹阻燃抑烟性能的影响及与LBL阻燃层的协同作用。结果表明,热处理后的竹束热稳定性提高,同时表面阻燃涂层增重率相比未热处理提高了27.0%,LBL后的极限氧指数较未热处理直接负载的提高了14.4%。综合不同热处理工艺下竹束的特性以及和负载LBL涂层的竹束阻燃效果,确定160℃下3 h为重组竹的热处理工艺条件。通过锥形量热测试,热处理后的BS(W-HT)重组竹较BS重组竹,燃烧热释放速率峰值pk-HRR降低了30.1%,产烟速率pk-SPR峰值降低了50.8%,热处理后的BS(W-HT)/CS-TiO₂/APP重组竹与B...