复合型阻燃剂对无醛超低密度纤维板性能的影响

采用磷-氮-硼(P-N-B)复合阻燃剂以及豆粕胶黏剂复配异氰酸酯(PMDI)胶黏剂制备无醛超低密度纤维板(NUDF),探讨阻燃剂添加量对无醛超低密度纤维板物理力学性能、甲醛释放量以及阻燃性能的影响。研究结果表明:随着阻燃剂添加量(0~8%)增加,NUDF的物理力学性能和甲醛释放量均有所降低,氧指数逐渐升高,总热释放量降低,纤维板成炭现象更明显,可燃性显著降低。当阻燃剂添加量6%时,NUDF综合性能较优,内结合强度0.41 MPa、静曲强度14.5 MPa,24 h吸水厚度膨胀率8.1%,甲醛释放量2.0μg/g,燃烧长度80 mm,相同测试时间内不易被引燃,氧指数32.5%,600 s总热释放量12 MJ/m^2。纤维板达到GB 8624—2012平板状建筑材料难燃B1~C级,产烟等级满足S1级,具有良好力学性能、环保和阻燃性能。锥形量热分析表明:随着阻燃剂添加量的增加,燃烧过程中基本呈现总热释放量降低、总烟量升高、CO产率增大和CO 2产率减小的趋势。     

氮磷硼复合阻燃桉木胶合板的性能评价

以聚磷酸铵、硼酸和硼砂复配氮磷硼阻燃剂,浸渍处理桉木单板,用以研制阻燃性能优异的桉木胶合板。对胶合板的胶合强度、燃烧性能及单板的热稳定性检测结果表明:在热解过程中,浸渍处理后的单板失重速率减小,质量残余率增大,热稳定性明显改善。适量的氮磷硼阻燃剂可以显著降低胶合板热释放总量和总烟产量,其中总热释放量降低16.53%,总烟产量降低36.33%。聚磷酸铵、硼砂和硼酸表现出良好的协同阻燃抑烟效应。阻燃桉木胶合板的胶合强度略有降低,但均符合国家Ⅱ类胶合板标准。     

膨胀蛭石粉对阻燃胶合板性能的影响

为了探索提高胶合板阻燃性能的新途径,将膨胀蛭石粉(EVMT)添加在胶黏剂中,制备阻燃胶合板。对胶合板性能的检测结果表明:试样的阻燃性能明显增强,甲醛释放量降低,但板材胶合强度亦有不同程度的降低,烟密度升高。     

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%.     

环保型动物角蛋白改性剂对胶合板性能的影响

以环保型动物角蛋白添加剂作为脲醛树脂胶改性剂,选用A、B 2种环保型动物角蛋白改性剂,试验其不同用量对脲醛树脂(UF)胶合板胶合强度、木破率、浸渍剥离性能、吸水厚度膨胀率的影响。研究结果表明,环保型动物角蛋白作为改性剂,能在一定程度上提高UF胶合板的胶合强度,但会降低UF胶合板的耐水性;添加量相同时,固体含量大的环保型动物角蛋白其对应的UF胶合板胶合强度较大;随着动物角蛋白添加量的逐步增加,UF胶合板甲醛释放量呈明显下降趋势,当添加量接近15%时,甲醛释放量接近E0级。     

薄竹单板浸渍工艺对阻燃胶合板性能的影响

在常压下研究了温度、时间、复配阻燃剂质量分数等不同浸渍工艺参数对薄竹单板载药量的影响,测定了不同载药量薄竹胶合板的燃烧和力学性能。结果表明,在温度为60℃,时间为8h,复配阻燃剂质量分数为30%时,单板载药量趋于稳定;单板厚度增加,单板载药量会相应减少。力学性能表明,经过阻燃处理的薄竹胶合板随着载药量的增加,胶合强度有所下降,与未处理试样的胶合强度相比,经载药量为6%,8%,10%和12%阻燃处理的胶合板胶合强度分别下降了16.1%,22.0%,28.0%和35.6%,含水率范围为12.3%~13.2%,胶合强度和含水率均能满足Ⅱ类胶合板的要求。燃烧性能表明,随着载药量的增加,胶合板的点燃时间和残余质量逐渐增加,而总热释放量和总烟释放量逐渐减小,阻燃效果明显。因此,利用常压浸渍工艺生产阻燃薄竹胶合板是可行的。     

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。     

影响阻燃胶合板胶合强度因素的研究

分析了使用BL-环保阻燃剂压制环保阻燃胶合板过程中,热压温度、热压时间、单板浸渍时间和涂胶量对胶合强度的影响,并检测了氧指数、甲醛释放量和含水率。研究表明,使用BL-环保阻燃剂生产环保阻燃胶合板可以达到胶合强度标准,并提出了最佳工艺条件。     

高醚含量三聚氰胺改性脲醛树脂胶接胶合板性能研究

采用常规和高醚两种工艺合成了脲醛树脂及三聚氰胺改性脲醛树脂,研究了合成工艺、三聚氰胺添加、固化剂种类等对低摩尔比树脂胶接胶合板胶合强度和甲醛释放量的影响。结果表明:高醚工艺合成的脲醛树脂固化时间较长,胶接胶合板甲醛释放量较高。三聚氰胺在反应初期加入合成的高醚改性树脂胶接胶合板,胶合强度高,甲醛释放量低;三聚氰胺在树脂合成反应末期加入时主要起降低板的甲醛释放量作用。复合固化剂可有效促进低游离甲醛含量树脂的固化,提高胶合强度,降低甲醛释放量。     

不同阻燃剂对胶合板胶合强度和燃烧性能影响

选用3种自制阻燃剂浸渍思茅松单板,通过测试胶合板的胶合强度、氧指数和烟密度,分析阻燃剂对胶合板的胶合强度和燃烧性能的影响.研究结果表明:工业制备阻燃胶合板的胶合强度、氧指数、烟密度等级满足国家标准GB/T 17657和GB 8624-2006的要求,说明工业生产阻燃胶合板是可行的.与对照试件相比较,阻燃胶合板的氧指数提高了75.8％～149.8％、烟密度等级降低了15.4％～60.5％、胶合强度降低了43.9％ ～ 56.1％;其中阻燃剂FR-B对胶合板氧指数影响最大,阻燃剂FR-A对胶合板的烟密度影响最大,阻燃剂FR-C对胶合板的胶合强度影响最小.     

利用单体燃烧试验装置检测装修板材的燃烧性能

为了量化考察装修材料在真实火灾中对燃烧的反应和燃烧性能,并规范其使用范围,选取常用的4种装修板材,采用单体燃烧试验装置,测定材料的燃烧增长速率、总热释放、烟气增长速率和总生烟量等参数。结果表明,单体燃烧试验装置能够准确评定各材料的燃烧性能;由于材料主体成分及处理工艺不同,防火涂料涂刷细木工板和难燃胶合板的各项指标,明显优于普通细木工板和橡塑保温板。     

三氧化钼对无卤阻燃复合酚醛泡沫体系性能的影响

以多聚磷酸铵、季戊四醇、三氧化钼(Mo O3)组成无卤协同阻燃体系,研究了Mo O3不同添加量对阻燃体系复合酚醛泡沫的热释放性能、发烟性能及力学性能等的影响。研究结果表明:与纯酚醛泡沫相比,阻燃体系复合酚醛泡沫的极限氧指数(ILO)均值升高了约73%;900℃时的残炭量在Mo O3添加量≤1.5%时略有增加,而后有所降低;热释放速率(HRR)、总热释放量(THR)、氧气消耗量(O2C)、一氧化碳(COP)和二氧化碳产量(CO2P)的均值分别降低了约75%、68%、68%、28%和41%,总烟释放(TSR)均值上升了约72%;从比消光面积(SEA)显著升高和有效燃烧热(EHC)显著降低可知,阻燃体系符合气相阻燃的机理;复合酚醛泡沫的弯曲和压缩强度均值分别降低了约29%和19%。综合分析可知,Mo O3添加量为1.5%时,阻燃体系复合酚醛泡沫的综合性能最优。     

分子筛对磷氮阻燃胶合板协效作用的研究

采用单因素法分析了分子筛类型及用量对磷氮阻燃剂浸渍杨木单板制备的胶合板的阻燃性能和胶合性能的影响。研究结果表明:分子筛在磷氮阻燃胶合板中显示出良好的协效阻燃作用。加入量为1%时就能够显著提高阻燃胶合板的阻燃性能,不同类型分子筛对阻燃性能的提高程度依次为4A>5A>13X>3A;分子筛在协效阻燃的同时,还可以提高阻燃胶合板的胶合强度。分子筛加入量为3%时阻燃胶合板的胶合强度提高最大,各类型分子筛对胶合强度的提高程度依次为13X>5A>4A>3A。     

PEI/APP改性脲醛树脂制备阻燃胶合板及性能

以聚乙烯亚胺(PEI)为改性剂处理聚磷酸铵(APP)制备得到APP@PEI阻燃体系,并将其加入到脲醛树脂(UF)中,制备阻燃胶合板。研究了APP@PEI对UF胶黏剂理化性能的影响,并进一步探讨其对胶合性能及阻燃性能的影响。结果表明:APP、PEI和APP@PEI对UF的黏度、pH和固化时间均有影响。当APP添加量为10%时,UF的黏度由3.843 Pa·s上升至8.270 Pa·s,pH降至5.67,固化时间由91 s降至87 s;当PEI添加量为0.91%时,由于UF体系中支化和交联程度增加,黏度上升至41.433 Pa·s,pH和固化时间分别提升至9.91和116.3 s;而APP@PEI能降低对UF各项性能的影响,添加10%APP@PEI时UF的黏度、pH和固化时间分别为5.966 Pa·s、6.33和94.3 s。添加APP后,胶合板的胶合强度均低于Ⅱ类胶合板强度标准(0.7 MPa);添加PEI后,胶合板的胶合强度能够提升18%以上;APP@PEI添加量为10%时,胶合板的胶合强度达0.85 MPa,高于Ⅱ类胶合板强度标准要求。添加APP、PEI和APP@PEI对胶合板的阻燃性能有不同影响,单独添加PEI无法改善胶合板的阻燃性能,当APP和APP@PEI添加量为10%,15%和20%时,胶合板的极限氧指数(LOI)分别比未添加阻燃剂时提高0.8%,2.0%,2.5%和1.2%,2.2%,3.1%。     

4A分子筛改性阻燃胶合板的研制

用4A分子筛改性脲醛树脂、BL阻燃剂处理杨木单板,通过正交试验设计,制备阻燃胶合板并检测其胶合强度及阻燃性能。结果表明,分子筛可提高阻燃胶合板的胶合强度,分子筛加入胶黏剂中对阻燃胶合板的阻燃性能影响不大。分子筛改性阻燃胶合板制造的优化工艺为阻燃剂浓度10%、分子筛量4%、涂胶量380g/m2、热压温度120℃。     

阻燃型杉木间伐材层压板的制造

探讨了在由双氰胺、磷酸、硼化物等配制的阻燃剂处理的杉木间伐材单板生产阻燃型层压板的工艺和性能.分析了各阻燃处理材的阻燃性能和热压工艺对杉木间伐材层压板胶合强度的影响,并检测了甲醛释放量.结果表明:该阻燃层压板达到了国标难燃一级标准;其胶合强度和游离甲醛两项指标均达到室内用材的要求.     

可膨胀石墨与聚磷酸铵对木粉/聚丙烯复合材料的协同阻燃作用(英文)

采用锥形量热仪(CONE)研究可膨胀石墨(EG)与聚磷酸铵(APP)对木粉/聚丙烯复合材料的协同阻燃作用。CONE测试结果表明:EG和APP均可降低木粉/聚丙烯复合体系的热释放速率(HRR)、总热释放(THR)和烟释放速率(RSR),提高成炭率;与APP相比,EG表现出更好的抑烟效果。当EG与APP的总添加量为15%、复配比例为2∶1时,能形成稳定致密的膨胀炭层,阻燃协同效应显著。力学性能测试结果表明:即使在马来酸酐接枝聚丙烯相容剂(MAPP)的存在下,EG和APP阻燃剂的添加对复合材料的冲击强度和弯曲强度仍有不利影响,但EG的添加可提高复合材料的弯曲模量。     

基于CONE法的热处理杨木燃烧特性研究

利用锥形量热仪CONE对不同热处理工艺下的杨木燃烧行为进行研究。结果表明:热处理后杨木中亲水的羟基、羰基数量明显减少,大量半纤维素降解。木材试样从外部热源引燃到燃烧结束,出现两个主要放热峰。热处理后杨木引燃和燃烧过程的发烟量较大,且热处理杨木引燃时间更短。热处理材的热释放峰值pk-HRR、平均热释放速率av-HRR和总热释放量THR均低于未处理材,表明其燃烧强度低于未处理材。热处理杨木燃烧过程的总烟释放量TSP较未处理材有所增加,同时其引燃时间也有所缩短。因此,对用于家具和室内装饰的热处理木材,建议进行恰当的阻燃处理。     

Technological properties and fire performance of medium density fibreboard (MDF) treated with selected polyphosphate-based fire retardants

ABSTRACT

The objective of the work was to evaluate the efficacy of two new polyphosphate-based fire retardants (FRs) and one commercial product named Siriono^® on the fire performance and physical–mechanical properties of medium density fibreboard (MDF) fabricated in the laboratory from Scots pine (Pinus sylvestris L.) wood. The fibres were treated with aqueous solutions of fire retardants, at 12% loading (dry salt on dry wood), and bonded with a melamine urea formaldehyde (MUF) adhesive. The physical and mechanical properties of panels were assessed using the European standards, whereas their fire performance was evaluated using an in-house method and the Cone calorimeter. In overall, the chemicals added enhanced the fire and smoke properties of the panels to varying degrees. Critical FR parameters such as peak heat release rate (peak HRR), total heat release (THR) and total smoke production (TSP) were significantly improved in the FR-treated panels, as exhibited in cone calorimeter tests. However, the internal bond strength of treated panels largely decreased by the addition of fire retardants, while thickness swell and water absorption negatively affected to a significant extent. In contrast, the formaldehyde release of the panels was considerably decreased at the E1 class level, with the incorporation of the polyphosphate-based additives.