用CONE法研究木材阻燃剂FRW的抑烟性能

采用锥形量热仪 (CONE)法系统地测定了新型木材阻燃剂FRW的抑烟性能 ,讨论了FRW对木材燃烧时发烟及烟气毒性的影响 ,并与Dricon阻燃剂进行了对比。结果表明 ,当热辐射功率为 5 0kW·m- 2 时 ,FRW阻燃处理木材的烟化率SR、比消光面积SEA、二氧化碳浓度CO2 及二氧化碳产率YCO2 比未处理木材显著降低 ;FRW阻燃处理对木材燃烧时一氧化碳的生成元显著影响 ;FRW与Dricon均具有很强的抑烟作用 ,二者的抑烟效力相当     

金属改性13x分子筛在木材阻燃中的抑烟减毒作用

抑烟、减毒是减少火灾中人员伤亡的重要途径。采用锥形量热法、热分析法和扫描电镜研究了铁和铜改性13x分子筛和聚磷酸铵复合阻燃木材的燃烧、烟气释放和成炭特性。结果表明:铁、铜改性分子筛与聚磷酸铵复合处理木材的总热释放量(THR)与空白样相比分别降低了36.8%、39.8%,总烟释放量(TSP)降低了69.3%、72.8%,CO平均产率(YCO)降低了40.2%、44.5%,均具有优异的阻燃、抑烟和减毒效果;热分析和电镜实验表明,APP的催化脱水作用有利于炭层形成,铁、铜改性分子筛与聚磷酸铵的协同作用使炭层结构紧密。APP对木材具有高效阻燃作用,但产生大量有毒气体,铁、铜改性分子筛与聚磷酸铵复合阻燃剂在高效阻燃的同时具有少烟低毒的特性。     

锥形量热仪法研究FRW系列阻燃剂的抑烟性能

采用锥形量热仪法,对FRW系列木材阻燃剂产品FRW-C1和FRW-C2的抑烟性能进行了评价。结果发现:FRW-C1和FRW-C2阻燃处理木材的烟比率、比消光面积、CO2质量分数及产生速率,均比未处理木材显著降低;二者均能有效地降低木材燃烧时的烟浓度和烟释放量,而对木材燃烧时的CO释放无显著影响。     

用CONE法研究膨胀型阻燃聚乙稀的燃烧性能

用锥形量热法研究了膨胀型阻燃剂对低密度聚乙烯燃烧和发烟性能的影响.结果表明：当膨胀型阻燃剂引入低密度聚乙烯时,热释放速率峰值从466kW·m^-2下降为244kW·m^-2,总热释放量从91.05MJ·m^-2降低为77.09MJ·m^-2;在整个燃烧过程中,质量损失速率明显降低,残重显著增加.有效燃烧热分析结果表明：膨胀型阻燃剂对低密度聚乙烯的阻燃作用主要是凝聚相阻燃机理;膨胀型阻燃低密度聚乙烯与未阻燃低密度聚乙烯相比,烟释放速度峰值相当,但前者的总烟释放量大;在低密度聚乙烯中引入膨胀型阻燃剂燃烧时尾气中CO浓度增大,CO2浓度降低.CONE研究结果表明：膨胀型阻燃剂对低密度聚乙烯具有显著的阻燃作用,但在阻燃的同时使其发烟量和CO量增大.     

微胶囊红磷膨胀型阻燃剂对环氧树脂的阻燃研究

研究了微胶囊红磷膨胀型阻燃剂的组成、含量对环氧树脂阻燃和力学性能的影响规律.试验结果表明:当膨胀型阻燃剂3组份(微胶囊红磷、季戊四醇和三聚氰胺)的质量比为1.46:0.34: 3.15,添加量为30%时,阻燃环氧树脂可以获得较好的阻燃性能并对力学性能影响较小.热重分析表明膨胀型阻燃剂可以显著提高环氧树脂的高温残炭量.残炭的数码照片和扫描电镜照片表明,膨胀型阻燃剂可以在环氧树脂的表面生成致密的膨胀炭层而对内部基材起到隔热、隔氧,从而提高了环氧树脂的阻燃效果.     

锥形量热法研究APP/5A分子筛对木材的阻燃抑烟作用

采用锥形量热法研究了5A分子筛与聚磷酸铵(APP)在木材燃烧过程中的阻燃作用和烟气吸附调控作用。结果表明:APP单独使用时总热释放量(THR)降低47.56%,但是平均CO产率增加185.71%;5A分子筛单独使用时阻燃效果远远不如APP,THR只降低了16.86%;5A分子筛与APP复合使用THR降低34.23%,总烟释放量(TSP)降低了76.07%,平均CO产率降低了68.33%。5A分子筛能将木材热解产生的以CO为代表的有毒气体催化转化为CO2,从而减少了毒气的产生和释放。5A分子筛与APP联用,在高效阻燃的同时减少烟雾毒气释放,降低了火灾危害。     

UV固化蓖麻油改性水性聚氨酯丙烯酸酯木器涂料的性能优化

利用多官能度活性稀释剂,将具有3个碳碳双键的季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)引入到自乳化型紫外光(UV)固化蓖麻油改性的水性聚氨酯丙烯酸酯(WPUA)乳液中,增加体系的交联密度,以提高漆膜的力学性能、固化效率和硬度等,解决蓖麻油改性的WPUA木器涂料固化时间长、漆膜机械性能欠佳、乳液储存稳定性不良等缺点。研究表明:随着PETA添加量(质量分数)从2.3%增加至4.6%,水性聚氨酯丙烯酸酯乳液粒径变化范围为39.7～132.5 nm,乳液粒径分散指数(PDI)变化范围为0.072～0.289。随着PETA添加量的增加,涂膜质量损失率逐渐减小,而涂膜力学性能、硬度、耐水及耐化学品性能均逐渐增加。当PETA添加量为4.6%时,涂膜的拉伸强度最大为7.45 MPa,弹性模量最高为113.61 MPa,断裂伸长率最小为6.23%,涂膜硬度最高4H,光泽度最高为57.2,耐化学品、耐水性能最优;储存稳定性较佳,但是附着力由0级降至2级。因此,多官能度活性稀释剂PETA的引入对蓖麻油改性水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆膜在力学性能、硬度、耐水及耐化学品等方面的性能优化可起到关键作用。     

磷氮系膨胀型阻燃剂阻燃性能的热重分析

膨胀型阻燃体系因其高效低毒的特性而受到广泛的关注.研究了以二氨基双酚A、三氯氧磷和三聚氰胺为原料合成磷酰胺类磷氮系膨胀型阻燃剂的反应条件,并用热重分析和灼烧实验方法初步研究了它对杨木粉的阻燃特性.结果表明:用乙醚作分散介质,二氨基双酚A、三氯氧磷、三聚氰胺的摩尔比为1:3:8,回流时间5 h的条件下,磷氮系膨胀型阻燃剂的得率较高、产品质量好;热重分析表明,杨木粉经磷氮系膨胀型阻燃剂处理后,炭化阶段的峰温有所下降,活化能减小,速率常数变大,残余炭量由22.5%增加到36.3%,增加比例达到61.3%;灼烧实验表明,低于230 ℃时,经磷氮系膨胀型阻燃剂处理的杨木粉的灼烧失重大于对照样品,而在高于230 ℃以后,阻燃处理杨木粉的灼烧残余质量大于对照样品;经阻燃处理后350 ℃残余量由24.9%增加到38.4%,比对照样增加54.2%;600 ℃残余量由7.3%增加到22.3%,比对照样增加205%;灼烧残渣为黑色泡沫炭层,具有金属光泽.因此,该阻燃剂在受热时能有效地促使木材形成更多的木炭,并形成石墨样光泽的泡沫炭层.     

过渡金属氧化物对木粉/PVC复合材料燃烧性能的影响

用锥形量热仪(CONE)和热重分析法(TGA)研究金属氧化物CuO、La2O<,3>和TiO2对木粉/PVC复合材料(WF-PVC)燃烧性能的影响.结果表明,这3种过渡金属氧化物的加入对WF-PVC均有阻燃作用.其中,CuO使热释放速率(HRR)和总热释放量(THR)降低较多,阻燃效果明显;加入金属氧化物使WF-PVC的烟释放速率(SPR)和总烟释放量(TSP)都有所降低,其中,CuO在有焰燃烧阶段烟释放量最低,抑烟效果最好.这3种氧化物都能增加成炭量.结合热重分析的结果,3种金属氧化物对WF-PVC的热降解影响是不同的.PVC和木粉之间存在相互作用,PVC显著促进了木粉的热降解,木粉的加入推迟了PVC的降解,明显提高了PVC体系的成炭量;WF-PVC的热降解行为,具有更多的PVC降解的特征.     

涂布量对水性UV 涂料干燥时间与涂膜性能的影响

采用自制水性UV 木器涂料涂饰木材,探讨涂料固体含量、涂膜厚度对涂料干燥时间与涂膜性能的影响。结果表明：相同涂膜厚度下,涂料固体含量增大,干燥时间缩短,水分挥发速率增大明显;涂膜厚度增加,干燥时间延长。干燥温度35 ℃、涂料固体含量80%、涂膜厚度60 μm 时,干燥时间约4 min,涂膜硬度达2H、附着力1 级、磨耗值0.089 g/100 r,满足GB/T 18103-2013《实木复合地板》的要求。     

Fire-retardant and smoke-suppressant performance of an intumescent waterborne amino-resin fire-retardant coating for wood

An intumescent waterborne amino-resin fire-retardant coating for wood (C) was synthesized and its fire-retardant and smoke-suppressant properties were investigated. The main film-builder of C was urea-formaldehyde resin blended with polyvinyl acetate resin. The intumescent fire-retardant system of C consisted of guanylurea phosphate (GUP), ammonium polyphosphate (APP), pentaerythritol (PER) and melamine (MEL). Specimens of plywood painted, respectively, with a commercial intumescent fire-retardant coating (A), a synthesized coating (C), and the main film-builder of coating C (B), as well as an unpainted plywood (S-JHB), were analyzed by cone calorimetry (CONE). The results show a marked decrease in the heat release rate (HRR) and the total heat release (THR), an increased mass of residual char (Mass), a marked postponement in time to ignition (TTI) and a reduced carbon monoxide production rate (P _CO). The smoke production rate (SPR) and total smoke production (TSP) of the plywood painted with coating C were observed with the CONE test. The overall fire-retardant and smoke-suppressant performance of the synthesized coating C was much better than that of the commercial coating A. The thermo-gravimetric analysis (TGA) results of coating C and its film-builder B indicated that the thermal degradation process of B was slowed down by the addition of the intumescent fire-retardant system; the increase in the amount of charring of coating C was considerable. __________ Translated from Scientia Silvae Sinicae, 2007, 43(12): 117–121 [译自: 林业科学]     

木材阻燃剂FRW的阻燃机理

在综合分析热分析法、锥形量热仪法和FTIR法获得的FRW阻燃机理研究结果并吸收木材阻燃机理研究现有成果的基础上,推导进而提出了木材阻燃剂FRW的阻燃机理。其主要内容是:1)FRW阻燃木材受热时,阻燃剂FRW分解产生不燃性气体和不挥发的酸性熔融物质,具有降低体系温度和氧气浓度及屏蔽热辐射的作用,降低了木材的热解速度;2)FRW的组分硼酸和GUP的酸性分解产物催化木材脱水、降解,以及木材热解产物的缩合、聚合、芳构化等反应,能改变木材的热解途径并使其向着有利于炭化的方向变化,FRW显著的催化成炭作用,使阻燃木材的燃烧放热量大大降低,这是FRW阻燃机理的主要方面;3)硼酸与GUP起阻燃作用的温度和方式不同,并且有相互补充的作用,因而表现出阻燃协同效应。     

纳米Al_2O_3改性水性木器漆耐磨性和硬度的研究

为提高水性聚丙烯酸酯木器漆的耐磨性和硬度,进行纳米Al2O3浆料的制备及其对水性木器漆改性的研究,探讨分析不同制备方法和Al2O3添加量对漆膜耐磨性和硬度的影响。结果表明:以聚丙烯酰胺为分散剂、聚乙二醇和辛基酚聚氧乙烯醚为润湿剂、聚乙烯吡咯烷酮为稳定保护胶,在高速搅拌下制成的纳米Al2O3浆料,在透射电镜下观察发现纳米Al2O3颗粒分布均匀,具有良好的分散性;在不影响漆膜透明度的情况下,漆膜耐磨性和硬度随Al2O3添加量增加得到提高,添加量在1.5%时漆膜具有较好的耐磨性和硬度;纳米杂合工艺法的漆膜耐磨性和硬度优于后添加法制备的水性木器漆涂膜。     

硼化物处理人工林木材的燃烧性能

利用锥形量热仪对硼化物处理的人工木材的燃烧性能进行评价研究.结果表明,硼化物对抑制木材点燃、释热、减少失重等效果不理想.虽然随着吸收量的增加木材引燃时间有延长的趋势,但还未达到抑制着火的程度.随着吸药量的增加,释热降低,但仍保持有两个强释热过程;木材平均失重率呈下降的趋势,但不甚明显.阻燃处理后,发烟总量随着吸收量的增加有增加趋势,但均未超过未处理木材.     

磷酸铵盐处理人工林木材的燃烧性能

利用锥形量热仪对磷酸铵盐处理的人工林杉木、杨木和马尾松木材的燃烧性能进行研究。结果表明 :磷酸铵盐阻燃处理木材的引燃时间与阻燃剂量有关 ,对 3种木材而言 ,阻燃剂量超过 10 0kg·m- 3,木材才不会被点燃 ;磷酸铵盐对降低木材的释热性能效果明显 ,释热速度降低 ,释热总量减少 ,气相燃烧放热降低 ,而且随着阻燃剂量的增加 ,降低程度更加明显 ;经磷酸铵盐阻燃处理 ,木材失重降低 ,这对保证结构外形的稳定性具有重要作用 ;磷酸铵盐阻燃剂的抑烟作用不理想 ,虽然降低了最强发烟过程的强度 ,但是也提高了最弱发烟过程的强度 ,而且随着阻燃剂量的增加 ,发烟量呈增加的趋势 ;在阻燃研究中 ,阻燃剂在木材内分布状态是一个不可忽视的影响因素 ,特别是木材这种非均质性材料 ,阻燃剂分布的不均匀性将会影响材料整体的耐火性能     

桉木与杨木阻燃胶合板的性能对比分析

采用磷氮硼复合阻燃剂浸渍处理桉木和杨木单板,分别制备5层阻燃胶合板,检测其物理力学性能和阻燃性能.结果表明:阻燃胶合板的胶合强度,均满足GB/T 9846-2004《胶合板》中Ⅱ类要求,抗弯性能满足LY/T 1738-2008《实木复合地板用胶合板》要求;两树种胶合板相比,杨木阻燃胶合板的胶合强度较好,桉木阻燃胶合板的抗弯性能及阻燃性能更优.     

Pyrolytic characteristics of burning residue of fire-retardant wood

In order to investigate the pyrolytic characteristics of the burning residue of fire-retardant wood, a multifunctional fire-resistance test oven aimed at simulating the course of a fire was used to burn fire-retardant wood and untreated wood. Samples at different distances from the combustion surface were obtained and a thermogravimetric analysis (TG) was applied to test the prrolytic process of the burning residue in an atmosphere of nitrogen. The results showed that: 1) there was little difference between fire-retardant wood and its residue in the initial temperature of thermal degradation. The initial temperature of thermal degradation of the combustion layer in untreated wood was higher than that in the no burning wood sample; 2) the temperature of the flame retardant in fire-retardant wood was 200°C in the differential thermogravimetry (DTG). The peak belonging to the flame retardant tended to dissipate during the time of burning; 3) for the burning residue of fire-retardant wood, the peak belonging to hemicellulose near 230°C in the DTG disappeared and there was a gentle shoulder from 210 to 240°C; 4) the temperature of the main peaks of the fire-retardant wood and its burning residue in DTG was 100°C lower than that of the untreated wood and its burning residue. The rate of weight loss also decreased sharply; 5) the residual weight of fire-retardant wood at 600°C clearly increased compared with that of untreated wood. Residual weight of the burning residue increased markedly as the heating temperature increased when burning; 6) there was a considerable difference with respect to the thermal degradation temperature of the no burning sample and the burning residue between fire-retardant wood and untreated wood. __________ Translated from Journal of Beijing Forestry University, 2006, 28(3): 133–138 [译自: 北京林业大学学报]     

一种水载型有机木材防腐剂的制备及其性能研究

为了制取不含金属的水载型有机木材防腐剂,选择十二烷基二甲基苄基氯化铵(BAC)、多菌灵和吡虫啉作为木材防腐剂的组分,以5%BAC、2%多菌灵、1%吡虫啉和10%乳化剂的配方,在乳化时间30 min、乳化温度70℃、搅拌速度1 000r/min的条件下进行乳化,得到稳定的水载型有机木材防腐剂.对木材防腐剂进行防腐、防霉实...     

Study on Flame-retardation and Smoke-suppression Characteristics and Mechanism of NSCFR Flame Retardant or Wood

NSCFR flame retardant is one of key factors of non-smoke combustible wood-based materials.Thermal analysis,cone calorimetry,Py-GC/MS, scanning electron microscopy(SEM) were utilized to investigate the flame-retardation and smoke-suppression characteristics and mechanisms of NSCFR flame-retardant.The results show that NSCFR flame-retardant could significantly shorten the combustion duration of wood-based materials and completely eliminate the second peak of heat release rate curve,greatly reduce heat release rate, total smoke release,mass loss rate,specific extinction area,and carbon monoxide production and carbon dioxide production,obviously enhance the mass of combustion char residue,effectively retarding the combustion and inhibiting smoke release of the wood-based material;NSCFR flame-retardant exhibits the ability of flame retardancy on wood by the conjunct mechanism of capturing free radical, diluting combustible gas,and catalyzing charring; NSCFR flame-retardant displays smoke suppression effects on wood by absorption action of nano alveolate structure together with the active catalyzing action of ironic molybdate.