WFRJ1 是水溶性木材阻燃劑 ,具有一定的抗流失性能和化學穩(wěn)定性 ,易與其它木材化學改性藥劑復配組成復合劑 ,對木材進行改良。本研究以大青楊木材為試材 ,采用阻燃劑與低分子量酚醛 (PF)樹脂復合處理的方法 ,提高大青楊木材的阻燃、耐腐及體積穩(wěn)定性 ,同時為考察改性處理對木材后期加工工藝的影響 ,測試了改性木材的涂飾性能。對利用速生林資源 ,增加其木制品附加值具有實際意義。
1 試驗方法
1 . 1 試驗材料
試材 大青楊 (Populus ussuriensis)采自東北林業(yè)大學帽兒山實驗林場。
1 . 2 阻燃劑和低分子量樹脂合成及試樣處理
水溶性樹脂類木材阻燃劑 WFRJ1 、低分子量水溶性酚醛 (PF)樹脂[1 ],均由東北林業(yè)大學制備。復合試劑中 WFRJ1 與 PF樹脂的重量百分比為 1 5%。試樣采用真空 -加壓處理法[2 ]。
1 . 3 阻燃性能測定
(1 )氧指數(shù) 按 GB 862 4-91方法進行 ,試樣尺寸為 3 mm× 1 0 mm× 1 50 mm,采用頂端點燃法 [3]。
(2 )建筑材料難燃性 委托國家固定滅火系統(tǒng)和耐火構件質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心按國家標準GB862 5-88檢測。
(3 )阻燃木材體積穩(wěn)定性指標選定 :抗脹縮率(ASE)、阻濕率 (MEE)、增重率 (WPG)和增容率(BE)。分別在相對濕度 65% ,溫度 2 0℃時放置兩周 ,進行測定和計算 [4]。試樣尺寸為 2 0 mm× 2 0 mm× 2 0 mm。
1 . 4 阻燃處理木材的涂飾性能測定
用 WFRJ1 處理的楊木膠合板表面涂布聚酯漆 ,參照家具表面漆膜性能評定的方法 ,分別按 GB4893 . 2～ 4-85和 GB4893 . 7-85測定表面漆膜耐濕熱、耐干熱、附著力交叉切割、耐冷熱溫差性能。
2 結果與討論
2 . 1 阻燃木材的氧指數(shù)
不同濃度 WFRJ1 處理的大青楊木材的氧指數(shù)測定結果見表 1 ,濃度 1 5%的 WFRJ1 與不同濃度低分子量 PF樹脂復配處理大青楊木材的氧指數(shù)測定結果見表 2。
表 1 不同濃度 WFRJ1 處理大青楊木材的氧指數(shù)
測定項目 WFRJ1
濃度 / %0 1 0 1 52 0 2 5
吸藥率 / %0 1 7. 82 2 . 53 2 . 53 3 . 5
氧指數(shù) / %1 751 54571 6
表 2 1 5%的 WFRJ1 與不同濃度 PF樹脂復配處理大青楊木材的氧指數(shù)
測定項目 1 5%WFRJ1
+不同濃度 PF / %0 2 0 2 53 0 3 5
吸藥率 / %0 51 . 0 59. 1 67. 953 . 9
氧指數(shù) / %1 75860 60 57
按國家標準 GB50 2 2 2 -95規(guī)定 ,建筑內(nèi)裝修某些部位的木質(zhì)材料須達到建筑材料難燃 B1 級 (檢測
方法按國標 GB 862 5-88)。但該項檢測須在國家指定檢測中心檢測 ,測定費用高 ,所需試樣量較大。考慮到
氧指數(shù)法與 B1 級檢測結果有較好的可比性 ,本研究借助于氧指數(shù)來衡量處理木材的阻燃效果。一般氧指數(shù)達到 50 %以上 ,材料可以通過 B1 級檢測。大青楊木材素材的氧指數(shù)為 1 7,以濃度 1 0 %的 WFRJ1 處理后 ,氧指數(shù)可達到 50 %以上。為了提高阻燃處理木材的體積穩(wěn)定性和物理力學性能 ,采用阻燃劑濃度1 5%的 WFRJ1 與水溶性低分子量 PF樹脂復合處理大青楊木材。從表 2可知 ,復合處理對木材的阻燃性能無不利影響 ,但樹脂濃度過高時影響阻燃劑的吸收 ,使阻燃性能略有下降。
2 . 2 建筑材料難燃性試驗
采用 WFRJ1 與水溶性低分子量 PF樹脂復合處理大青楊木材 ,在原素材抗壓強度提高 3 0 %、硬度提高一倍的基礎上 ,進行建筑材料難燃性檢測 ,試驗結果見表 3。從表 3可見 ,經(jīng) WFRJ1 與水溶性低分子量PF樹脂復配劑處理的大青楊木材 ,通過建筑材料難燃性檢測 ,各項指標均合格 ,可達到 B1 級指標。
表 3 建筑材料難燃性檢測
測試項目標準條款號及標準要求測定結果
可燃性試驗 GB/ T 862 8-88,不允許 2 0 s內(nèi)火焰尖端未達
有燃燒跌落物引燃濾紙到刻度線 ,無跌落物平均燃燒剩余
長度 / mm GB/ T 862 5-88, >1 50 3 0 8
平均煙氣溫度 /℃ GB/ T 862 5-88,≤ 2 0 0 1 57. 8
煙密度等級 / SDR GB/ T 862 7-88,≤ 7556
判定 GB/ T862 4-97B1
2 . 3 阻燃木材的體積穩(wěn)定性
WFRJ1 處理大青楊木材的增重率 (WPG)和增容率 (BE)測定結果見圖 1 ;抗脹縮率 (ASE)和阻濕率(MEE)結果見圖 2。從圖 1可看出 :在 WFRJ1 濃度接近 1 0 %時 ,增容率達到一較穩(wěn)定值 ,此后 ,增重率隨著 WFRJ1 濃度增加而增加 ,而增容率變化很小 ;同時ASE和 MEE變化也較小 (見圖 2 )。由于 WFRJ1 是樹脂型阻燃劑 ,單一采用 WFRJ1 處理的木材具有一定的體積穩(wěn)定性 ,但 ASE和 MEE值低于 50 % ,并且不穩(wěn)定 ,因此 ,不適宜于高濕度環(huán)境使用。
PF樹脂與 WFRJ1 復配處理大青楊木材的 WPG和 BE變化見圖 3。由圖 3可知 ,復配劑處理木材的增重率顯著提高 ,但增容率變化不大。表明采用復配劑 ,使吸藥率增加的部分主要進入木材細胞腔 ,而具有增加體積穩(wěn)定性作用的是進入細胞壁的部分。用 PF樹脂與 WFRJ
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