WFRJ1 是水溶性木材阻燃劑 ,具有一定的抗流失性能和化學(xué)穩(wěn)定性 ,易與其它木材化學(xué)改性藥劑復(fù)配組成復(fù)合劑 ,對(duì)木材進(jìn)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(fù)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(shí)為考察改性處理對(duì)木材后期加工工藝的影響 ,測(cè)試了改性木材的涂飾性能。對(duì)利用速生林資源 ,增加其木制品附加值具有實(shí)際意義。
1 試驗(yàn)方法
1 . 1 試驗(yàn)材料
試材 大青楊 (Populus ussuriensis)采自東北林業(yè)大學(xué)帽兒山實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)。
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(xué)制備。復(fù)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(cè)定
(1 )氧指數(shù) 按 GB 862 4-91方法進(jìn)行 ,試樣尺寸為 3 mm× 1 0 mm× 1 50 mm,采用頂端點(diǎn)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(gòu)件質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心按國家標(biāo)準(zhǔn)GB862 5-88檢測(cè)。
(3 )阻燃木材體積穩(wěn)定性指標(biāo)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(duì)濕度 65% ,溫度 2 0℃時(shí)放置兩周 ,進(jìn)行測(cè)定和計(jì)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(cè)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(píng)定的方法 ,分別按 GB4893 . 2～ 4-85和 GB4893 . 7-85測(cè)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(jié)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(cè)定結(jié)果見表 1 ,濃度 1 5%的 WFRJ1 與不同濃度低分子量 PF樹脂復(fù)配處理大青楊木材的氧指數(shù)測(cè)定結(jié)果見表 2。
表 1 不同濃度 WFRJ1 處理大青楊木材的氧指數(shù)
測(cè)定項(xiàng)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(fù)配處理大青楊木材的氧指數(shù)
測(cè)定項(xiàng)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(biāo)準(zhǔn) 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(dá)到建筑材料難燃 B1 級(jí) (檢測(cè)
方法按國標(biāo) GB 862 5-88)。但該項(xiàng)檢測(cè)須在國家指定檢測(cè)中心檢測(cè) ,測(cè)定費(fèi)用高 ,所需試樣量較大�？紤]到
氧指數(shù)法與 B1 級(jí)檢測(cè)結(jié)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(dá)到 50 %以上 ,材料可以通過 B1 級(jí)檢測(cè)。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(dá)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(xué)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(fù)合處理大青楊木材。從表 2可知 ,復(fù)合處理對(duì)木材的阻燃性能無不利影響 ,但樹脂濃度過高時(shí)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(yàn)
采用 WFRJ1 與水溶性低分子量 PF樹脂復(fù)合處理大青楊木材 ,在原素材抗壓強(qiáng)度提高 3 0 %、硬度提高一倍的基礎(chǔ)上 ,進(jìn)行建筑材料難燃性檢測(cè) ,試驗(yàn)結(jié)果見表 3。從表 3可見 ,經(jīng) WFRJ1 與水溶性低分子量PF樹脂復(fù)配劑處理的大青楊木材 ,通過建筑材料難燃性檢測(cè) ,各項(xiàng)指標(biāo)均合格 ,可達(dá)到 B1 級(jí)指標(biāo)。
表 3 建筑材料難燃性檢測(cè)
測(cè)試項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)條款號(hào)及標(biāo)準(zhǔn)要求測(cè)定結(jié)果
可燃性試驗(yàn) GB/ T 862 8-88,不允許 2 0 s內(nèi)火焰尖端未達(dá)
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(zhǎng)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(jí) / 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(cè)定結(jié)果見圖 1 ;抗脹縮率 (ASE)和阻濕率(MEE)結(jié)果見圖 2。從圖 1可看出 :在 WFRJ1 濃度接近 1 0 %時(shí) ,增容率達(dá)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(shí)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(fù)配處理大青楊木材的 WPG和 BE變化見圖 3。由圖 3可知 ,復(fù)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(fù)配劑 ,使吸藥率增加的部分主要進(jìn)入木材細(xì)胞腔 ,而具有增加體積穩(wěn)定性作用的是進(jìn)入細(xì)胞壁的部分。用 PF樹脂與 WFRJ
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