一種阻燃改性木材的生產方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種木材的改性方法，尤其是涉及到一種阻燃改性木材的生產方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國社會經濟的發展，木材在建筑工程、室內裝修、家具制造、包裝等行業的使用需求日益增大。目前，木質材料在建筑和室內裝飾方面的利用每年超過8000萬立方米。特別是近年來，我國政府開始從歐美、日本等發達國家引進木結構建筑先進制造技術和設備，更加快速地推動了我國木結構建筑的發展，木質材料消費量正以驚人的速度遞增，而可供使用的資源逐年減少，在木材資源中有些品種的木材質量較差，密度小，強度低，發脆，并且極易腐爛，難以用做工業用途木材，而且木材屬于可燃材料，木材的可燃性是導致火災的重要原因。由于木質材料易燃燒，特別是燃燒中釋放出大量的有毒煙氣，造成重大的人員矢亡和財產損失，據火災統計資料分析，世界各國火災事故中，建筑物火災占首位，且建筑物火災中35%與木材、織物等纖維有關；而且，火災起因雖然各異，但火勢擴大、人員傷亡等都與建筑物內裝修中大量使用的木質材料等可燃易燃材料有直接的關系。因此，木質材料的阻燃研宄引起了世界各國的廣泛關注，阻燃性成為評價木材產品的主要性能之一。
[0003]通過化學方法改性木材，是改善人工林木材和低檔木材天然缺陷的有效途徑，處理后的木村密度、表面硬度、耐磨性和足寸穩定性等都大幅度提高，目前我國已經廣泛開展了速生材強化技術的研宄。隨著人們對木材質量的要求越來越高越來越全面，多功能性的木材改性技術也是木材改性發展的主要方向，不僅僅是材性的提高，同時還應該使木材具備防腐性能和阻燃等性能。目前，改性木的種類很多，雖說部分改性木具有一定的阻燃性能，但是，還遠不能適應阻燃使用的需求。要想真正的達到性能的要求，還需進一步的進行阻燃處理，工序繁瑣，還有可能損失改性木的部分性能。一般的阻燃劑處理木材后，還容易流失，不僅達不到長久阻燃的功能，而又對環境也造成了污染。
[0004]公開號為CN101015924的發明專利申請公開了一種木材無煙不燃改性方法，其步驟是將阻燃劑溶解在稀混和酸液中得到阻燃液，采用浸漬法、真空法和浸注法，將阻燃液滲透到木材中，當滲透深度超過0.5mm時，停止處理，然后進行常規加工與利用，可以使木材在500?700°C條件下不冒煙不燃燒。
[0005]上述木材改性處理工藝復雜，處理時間長，改性后的木材的力學性能也不是很好，強度低，木材的尺寸穩定性差，阻燃劑容易流失，導致處理后的木材阻燃效果不明顯，防腐性能低。因此，基于現狀，一種既能改善木材性能，又能達到優良的阻燃效果，不會使阻燃劑造成流失的阻燃改性木制備方法，對有效地使用木材，延長木材的使用壽命，低檔木材高檔化應用，對我國建設資源節約型社會和環境保護具有重要戰略意義。

【發明內容】

[0006]本發明的目的是提供一種阻燃改性木材的生產方法，使得改性后的木材阻燃效果增強，密度增大，強度提高，尺寸穩定性增加。
[0007]為實現本發明的目的，本發明提供一種阻燃改性木材的生產方法，其生產步驟如下:
(I)先制備阻燃劑，然后將阻燃劑加入到改性脲醛樹脂液中，使其完全溶解后制得木材浸漬液；(2)采用真空加壓法用步驟I所得到的木材浸漬液浸漬處理待處理的木材，具體步驟為:將木材放入真空加壓罐中，首先抽真空，使真空加壓灌內的相對真空度達到-O? 080?-0.095MPa，保持20?40min后關閉真空泵，同時導入步驟I所得到的木材浸漬液，直至真空加壓罐內的相對真空度為I?1.5Mpa，開啟加壓泵，繼續向真空加壓罐內通入步驟I所得到的木材浸漬液，對木材進行加壓處理，使真空加壓罐內的相對壓力達到2?
2.5Mpa,在此壓力狀態下保持保持浸漬木材25?75min后，打開排液閥緩慢排出木材浸漬液，最后卸壓，取出木材；(3)將浸漬處理后的木材干燥，即得。
[0008]為了達到更好的技術效果，所述的阻燃劑由以下重量份的各組分組成:磷酸氫二銨10?50份；季戊四醇8?30份；硼酸鋅5?20份；水20?100份；
所述的改性脲醛樹脂液由以下重量份的各組分組成:甲醛120?300份，尿素60?140份，硫脲8?12份和水300?500份；
步驟(I)中將阻燃劑與改性脲醛樹脂液按照2.9?3.2:9.5?10.0的重量比例進行混合；
步驟(2)中所述的待處理的木材優選是各種人工林木材，主要包括杉木、馬尾松、泡桐、揚木、桉樹；
步驟(3)中所述的干燥處理是采用先在85°C干燥1.5?4.0h，再用110°C干燥3.5?5.0h，最后用122?124°C干燥I?2h的方法進行干燥處理。
[0009]經上述生產方法得到的阻燃改性木材根據GB / T2406?93測試了木材的氧指數，根據GB 1941-1991木材硬度試驗方法測定木材的硬度，根據GB 12626.8-1990測定木材的吸水率。
[0010]本發明方法所用阻燃劑硼酸鋅具有熱穩定性好、低毒、低發煙性、低著色性等特點。它作為一種阻燃增效劑，具有強烈的炭化促進作用、高溫下釋水吸熱作用和玻璃化作用；磷酸氫二銨受熱分解出磷酸、偏磷酸和水等，并促進成炭覆于基材的表面起到阻燃的效果，磷酸氫二銨和硼酸鋅組成的混合物也起到很好的協同作用，阻燃效果良好；季戊四醇是富碳的多羥基化合物，它可在加熱條件下釋放無機酸，季戊四醇主要起到協效劑的作用，和磷酸氫二銨以及硼酸鋅形成的混合物能使阻燃效果提高。
[0011]本發明產生的積極效果是:
本發明本發明所使用的阻燃劑阻燃效果好，和改性脲醛樹脂液也有很好的相容性，整個處理過程中，處理液可循環利用，工藝簡單，不需要復雜的設備，只需一次的浸漬處理便可達到提高木村的使用性能和優良的阻燃效果，使改性木的工藝簡單化。在本發明方法中將阻燃劑加入到改性脲醛樹脂液中木材浸漬液，可以使阻燃劑與固化后的脲醛樹脂在木材內部形成交聯，從而在木材內部聚合形成填充和粘結，部分與木材細胞壁成分的羥基反應形成化學交聯，經過處理后的木材尺寸穩定性顯著提高，物理力學性能改善明顯，木材增重率在20 %?43 %，其氧指數可提高30 %?70 %，而且木材的阻燃性能可以保持得更長久。
【具體實施方式】
[0012]實施例1
阻燃劑的制備(按重量份計):一、將磷酸氫二銨25份，季戊四醇10份，硼酸鋅8份和水50份混合在一起，攪拌均勻，即得；二、制備改性脲醛樹脂液(按重量份計):甲醛150份，尿素62份，硫脲8份和水350份混合在一起，攪拌均勻，即得；三、將阻燃劑21重量份加入到改性脲醛樹脂液70重量份中完全溶解后得到浸漬液；四、楊木的浸漬處理:將木材放入真空加壓罐中，首先抽真空，使真空加壓灌內的相對真空度達到-0.085MPa，保持30min后關閉真空泵，同時導入步驟I所得到的木材浸漬液，直至真空加壓罐內的相對真空度為1.3Mpa，開啟加壓泵，繼續向真空加壓罐內通入步驟I所得到的木材浸漬液，對木材進行加壓處理，使真空加壓罐內的相對壓力達到2?2.5Mpa,在此壓力狀態下保持保持浸漬木材60min后，打開排液閥緩慢排出木材浸漬液，最后卸壓，取出木材；五、干燥處理:首先采用85°C干燥 2h，110°C干燥 4h，123°C干燥 lh。
本實施例制備的阻燃改性楊木，最終增重率在30%，尺寸穩定性提高了 25%，根據GB/T2406?93測試了其氧指數，根據GB 1941-1991木材硬度試驗方法測定硬度，根據GB 12626.8-1990測定吸水率，可知制備的阻燃改性楊木氧指數提高了 40%，表面硬度提高了 90%，吸水率降低了 70%。
[0013]實施例2
本實施方式與實施例1唯一不同點是:阻燃劑的各組分的重量份如下；磷酸氫二銨20份，季戊四醇15份，硼酸鋅10份和水70份，其它步驟及參數與實施例1完全相同。
本實施例制備的阻燃改性楊木，最終增重率在25%，尺寸穩定性提高了 20%，根據GB/T2406?93測試了其氧指數，根據GB 1941-1991木材硬度試驗方法測定硬度，根據GB 12626.8-1990測定吸水率，可知制備的阻燃改性楊木氧指數提高了 35%，表面硬度提高了 80%，吸水率降低了 65%。
[0014]實施