MUF-PVAc共混树脂基膨胀型水性木材阻燃涂料的研究

: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。      

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。     

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。     

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。     

阻燃剂用量对马尾松胶合板阻燃性能影响研究

为了提高马尾松胶合板的阻燃性能,以膨涨型聚氨酯防火涂料为研究对象,采用美国阿特拉斯（ATLAS）公司生产的HRR3热释放率系统和配合HC2氧指数测定仪、XSHF1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）测试试样,研究阻燃剂（成炭剂、脱水炭化催化剂、发泡剂）不同添加量对马尾松胶合板阻燃性能的影响。结果表明当阻燃剂按80%的比例加入时,马尾松胶合板的阻燃性能最好,试件的氧指数值显著增大,最高热释放率、2 min总热释放量和5 min内总热释放量显著降低。西北林学院学报22卷第6期黄晓东阻燃剂用量对马尾松胶合板阻燃性能影响研究     

阻燃型竹丝成形材燃烧动力学和燃烧性能

使用锥形量热仪研究了不同温度下阻燃剂磷酸氢二铵[（NH4）2HPO4]处理与未处理竹丝,并分别用三聚氰胺苯酚甲醛（MPF）共缩聚树脂和酚醛（PF）树脂浸渍所得竹丝成形材的燃烧反应过程。采用化学动力学法建立了4种竹丝成形材在燃烧过程中质量损失率和时间的动力学模型,并分析比较了4种试件的质量损失率、热释放总量、释热速率、释烟总量、一氧化碳释放量和二氧化碳释放量等燃烧性能和燃烧反应表观活化能＆。结果显示,当4种试件在质量损失率大于60％以后,均出现燃烧拐点。阻燃剂磷酸氢二铵能有效提高竹丝成形材的阻燃性能,燃烧温度735℃时．4种试件的阻燃效果依次为：经磷酸氢二铵处理的MPF树脂竹丝成形材〉经磷酸氢二铵处理的PF树脂竹丝成形材〉未经磷酸氢二铵处理的MPF树脂竹丝成形材〉未经磷酸氢二铵处理的pF树脂竹丝成形材。     

脱木质素和硅酸钠浸渍的协同处理对巴沙木木材阻燃性能的影响

以巴沙木(Ochroma pyramidale)木材为研究对象,制备尺寸为(纵向×径向×弦向)100 mm×100 mm×2 mm的试件(天然木材试件);采用“质量分数2%的亚氯酸钠溶液+加冰醋酸”,在85℃蒸煮3 h,脱除木材中大部分木质素,冲洗、蒸煮除去残留的化学物质,真空冷冻干燥后制备脱木质素木材试件;采用质量分数为30%的硅酸钠溶液,浸渍天然木材试件、脱木质素木材试件,85℃水浴高温浸渍1.5 h,浸渍材气干7 d、55℃干燥12 h后,制备阻燃木材试件、阻燃脱木质素木材试件;参照相关标准,测定试件的氧指数、点燃时间、热释放速率、总热释放量、总烟释放量、一氧化碳产量、二氧化碳产量、残余物质量、热稳定性;分析天然木材、脱木质素木材、阻燃木材、阻燃脱木质素木材的燃烧性能。结果表明：与天然木材相比,阻燃木材、阻燃脱木质素木材的氧指数显著提高。脱木质素处理和硅酸钠浸渍,对降低木材的热释放速率、总热释放量、总烟释放量、一氧化碳产量、二氧化碳产量均具有促进作用。热质量分析表明,脱木质素处理对木材残炭量影响较小,阻燃木材、阻燃脱木质素木材的热分解速率明显下降;“脱木质素+硅酸钠浸渍”协同处理...     

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%。     

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。      

无卤阻燃不饱和聚酯树脂

采用不含卤素的阻燃剂三聚氰胺（Mel)、甲基酸二甲酯（DMMP）、对通用191^#型不饱和聚酯树脂（UPR）、低含磷量反应型的不饱和聚酯树 （FRUPR）进行阻燃处理，讨论了阻燃剂的加入量对UPR氧指数的影响；氧指数实验，热重分析实验表明：三聚氰胺（Mel）的引入，可减少含磷阻燃剂的用量，提高含磷UPR体系的阻燃性。     

3种阻燃剂对重组竹燃烧性能和物理力学性能的影响

以慈竹（Bambusa emeiensis）竹束为原料,选用磷酸二氢铵、聚磷酸铵和硼硼合剂3种阻燃剂处理竹束并制备阻燃重组竹,采用锥形量热仪测试了阻燃重组竹的燃烧性能,并分析了阻燃处理对重组竹物理力学性能的影响。结果表明,3种阻燃剂均能有效降低重组竹的热释放速率和热释放总量,延长点燃时间,其中SBX和APP能够大幅度降低发烟量和产烟速率。但是阻燃处理对重组竹的物理力学性能有不同程度的劣化,特别是吸水厚度膨胀率显著增加。3种阻燃剂中,MAP处理材抑制燃烧效果最好,对材料力学性质影响最小,热释放总量比未处理材下降了62.38%,MOE下降了0.78%,MOR下降了6.14%;SBX处理材的抑烟效果最好,发烟总量比未处理材降低了88%;APP处理材的引燃时间最长,为未处理材的3倍。     

锥形量热仪法在木材阻燃性能测试中的应用--FRW阻燃落叶松木材阻燃性能分析

采用锥形量热仪实验法，在50KW/m^2的热辐射功率下，对不同的FRW质量分数阻燃剂对落叶松木材进行阻燃处理和系统的阻燃性研究，结果表明：当FRW阻燃剂的质量分数为6.87%时，FRW阻燃落叶松木材的热释放速率、总热释放量、烟比率，比光面积，二氧化碳体积分数等燃烧参数均比未处理材降低50%以上，并且，这些燃烧参数随着FRW质量分数的升高而降低。因此，FRW阻燃处理显著地提高了落叶松木材的阻燃性和抑烟性。     

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.     

硅溶胶-APP复合阻燃剂对辐射松木材阻燃的研究

为了研究硅溶胶和聚磷酸铵（APP）复配后的阻燃性能,真空常压方法下分别用APP、硅溶胶以及两者复配后的阻燃剂浸渍辐射松木材,分析各改性材的增重、增容率以及热解燃烧性能,并用扫描电镜（SEM）分析改性后的残炭形貌。研究结果表明：氧指数由高到低是APP-硅溶胶、APP、硅溶胶和素材;由APP处理和APP-硅溶胶联合处理材的初始分解温度、最大失重率温度均提前,残炭率提高,硅溶胶处理材的初始分解温度和最大失重率与素材相近。经锥形量热测试结果显示：由APP处理和APP-硅溶胶联合处理材的热释放速率峰值分别比素材降低了232.8和150.3 kW·m^-2,总释放热降低29.63和17.98 MJ·m^-2,而由硅溶胶处理的效果不明显。与其他3种试材相比,硅溶胶处理材的COP最低,说明硅溶胶对CO的生成有抑制作用。处理材的火灾蔓延指数（FGI）均比素材降低;扫描电镜显示,经浸渍处理过的残炭结构更加致密,表面更加光滑。结果说明了硅溶胶的加入可以降低CO毒气的生成,APP的加入使木材的阻燃性达到了难燃级。     

5种N-P阻燃剂阻燃抑烟性能的CONE分析

为进一步研究和改进N-P阻燃剂的性能,采用质量分数10%的APP、BL、MBL、GUPR以及WR等5种木材N-P阻燃剂,60℃真空(-0.5MPa)浸渍处理速生杨木,对其进行极限氧指数、烟密度以及锥形量热分析。结果表明,无机型阻燃剂APP、BL、MBL的载药率均较高,BL和MBL处理试样极限氧指数达40以上,阻燃性能良好;有机型阻燃剂GUPR的载药率最低,但其阻燃效率最高,抑烟效果最优;阻燃剂(除WR)使木材耐热性能降低,木材热解进程提前,HRR峰值出现时间推迟;复合型阻燃剂WR延缓热解进程的能力最强,碳层阻隔能力优良,但抑制热释放速率的能力较差;与BL相比,MBL处理试样燃烧总烟气释放量减少,特别是在前300 s内CO释放量降低26.2%,燃烧反应更为缓和,整体阻燃效果提高。     

英国市场上的多种特色涂料

英国市场上出现了一些新的涂料产品。Lonza公司引进了Drywood Woodstain,一种专门用于Non-Com Exterior阻燃处理木材的水基涂料,可为处理过的木材添加彩色涂饰,与处理木材表面附着牢固且不会影响阻燃处理的效果,可提供透明、半透明和不透明色彩。     

涂覆UF/纳米SiO_2的胶合板阻燃性能的研究

采用HC 2氧指数测定仪、HRR3热释放率测试系统,测定表面涂覆纳米SiO2改性脲醛树脂(UF/纳米SiO2)马尾松胶合板的阻燃性能 结果表明:随着纳米SiO2在脲醛树脂中加入量的增加,胶合板的氧指数显著增大,最高热释放率、2min总热释放量显著降低;纳米SiO2加入量超过脲醛树脂总量的3%以后,其氧指数、最高热释放率、2min总热释放量变化不大     

木质素和焦磷酸哌嗪复合膨胀型阻燃剂对环氧树脂材料阻燃性能的影响

木质素结构中含有丰富的羟基与芳香官能团，具备大分子阻燃成炭剂的结构要求且成本低廉，绿色无污染。焦磷酸哌嗪(PPAP)是一种氮-磷协同的新型环保阻燃剂，具有优异的阻燃性能。将木质素与焦磷酸哌嗪按质量比1∶1复配得到一种木质素和焦磷酸哌嗪复合膨胀型阻燃剂，并将其用于阻燃改性环氧树脂(EP)。采用锥形量热分析(CONE)、极限氧指数测试(LOI)、垂直燃烧试验(UL-94)对所制备的“(木质素+焦磷酸哌嗪)复合膨胀型阻燃剂+环氧树脂”阻燃材料的燃烧行为与阻燃性能进行探究。采用热质量分析(TGA)、力学性能测试分析了阻燃材料的热稳定性与力学性能。采用傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM),对环氧树脂复合材料燃烧后所得残炭层的化学结构、表面各元素的原子百分比、微观形貌进行分析表征。结果表明：木质素和焦磷酸哌嗪复合膨胀型阻燃剂(L+P)的引入提高了环氧树脂的阻燃性能与热稳定性。与纯环氧树脂相比，“质量分数20%的(木质素+焦磷酸哌嗪)复合膨胀型阻燃剂+环氧树脂”阻燃材料的极限氧指数由22.2%提高至27.5%,最大热释放速率、总烟释放量分别降低了60.11...