用磷酸脲结晶母液合成的氮-磷高效膨胀型木材阻燃剂的性能研究

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第 3卷第4期 620年 07 8月

贵州工业大学学报 (自然科学版 )J UR A FG H U v R I E HN Y O N L O UI 0 UNI E STYOFT C 01 0G

Vo . 6 No 4 13 .Au u t 2 07 g s. 0

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文章编号：0 90 9 (0 7 0—0 60 1 0— 13 2 0 )40 2—4

用磷酸脲结晶母液合成的氮一磷高效膨月型木材阻燃剂的性能研究长李天祥张世伟解田2张，,,摘

群2田言2高洁2,,

(.州大学化工学院， 1贵贵州贵阳 500; . 50 32贵州宏福总公司技术中心，贵州福泉 50 0 ) 551要：用磷酸脲的结晶母液合成的氮一磷膨高效胀型阻燃剂性能进行了研究。对测定了经该

阻燃剂处理后的木材的耐火性能和使用性能。实验结果表明，阻燃剂具有良好的木材阻燃该性能，用该阻燃剂处理后的木材各项综合性能均较理想，一种高效的木材阻燃剂。以广泛是可用于木材阻燃。

关键词： N—P膨胀型阻燃剂；酸脲；磷木材中图分类号： 0 8 3 TQ 2 .2文献标识码： A

0前

言

目前，建筑室内装修材料广泛使用的是木材和木制品，经处理的木材及其制品是可燃性材料，未大部分

建筑物火灾都是由室内装修材料引燃和蔓延而致。近年来我国因此造成了巨大的人员伤亡和经济损失… . 1为此， 9年国家颁发并实施了 G 52 2 9《 1 5 9 B 02— 5建筑内部装修设计防火规范》的强制性国家标准，因此研究和开发木材阻燃剂具有广阔的应用前景，于减少建筑火灾的危害具有极其重要的意义。对

目，前国内外对木材用阻燃剂的开发和应用都进行了大量研究工作，并且开发了许多相关产品，但大多数产品还存在着渗透力不强，吸潮性大，价格昂贵等缺点 IJ为此， 3. 笔者开发了一种利用湿法磷酸制备磷酸脲的结晶母液生产氮一磷膨胀型木材阻燃剂工艺 (有关研究成果将另文发表 )因该方法是利用磷酸脲生，

产过程的废弃物来生产阻燃剂，因此大大降低了阻燃剂成本，并具有良好的经济和环保价值。为了评价该阻燃剂阻燃性能和使用性能，本文对该方法制得的氮一磷膨

胀型木材阻燃剂对木材的阻燃性能和用该阻燃剂处理后的木材性能进行了研究。

1实

验表 1氮一磷膨胀型阻燃剂质量参数 PO 25% N p H% 1%溶液 0溶解度 g 10 H 0/0 g 2>2 0

用磷酸脲的结晶母液合成氮一磷膨胀型阻燃剂，品为白色粉末，分析其质量参数见表 1从产经 .表 1可见其该氮一磷膨胀型阻燃剂的 PO5 N的 2和

4 . l l . 6 4. 0 2 7 3 5—6. 5

总含量较高，比例搭配合理，有利于发生协同阻燃效应。

1 1阻燃剂溶液的配制 .

氮一磷膨胀型阻燃剂为分子链较长的聚合物，均匀地渗入木材细胞有一定的难度。在配制阻燃剂溶液

时需加入少量的对木材有很好的润湿作用的高分子渗透剂。配制阻燃剂水溶液的阻燃剂浓度为 1%一 5 2%,H值为 4 5 .间。 0 p .—6 5之1 2木材的浸渍 .

采用真空一加压法浸渍木材试件 l] .

收稿日期：0 6一l—2 20 1 0

作者简介：李天祥 (9 5,, 16一)男博士，贵州大学化工学院副教授，贵州宏福实业开发有限总公司和天津大学化工学院联合招收企业博士后。主要研究方向：天然产物提取与分离和精细磷化工。

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第 4期

李天祥，:酸脲结晶母液合成的氮一磷高效膨胀型木材阻燃剂的性能研究等用磷

2 7

1 3氧指数测定 .

按 GB 02—9 52 2 5标准规定，建筑物内装修危险区域的阻燃木质材料须达到建筑材料阻燃 B 1级。在检测方法的 G 8 2—8 B 6 5 8中规定，该项检测必须在国家指定检测中心进行，氧指数法与 B级检测结果有较而 1好的可比性，以在研究阶段，所一般借用比木材更易燃的塑料的 G 20 B 46~8 0氧指数测定法来评价阻燃剂的阻燃效果 .材试件为易燃的松木。木1 4木材吸湿性的实验 .

用吸湿性较强的杨木作试件，同时取 3同样材质，块但未经阻燃处理的试件进行对比。所有试件均先在 10 2℃烘箱中烘干至恒重。然后在各种通常情况可能遇到的环境下分别放置 2小时后检测。 1± 4 1 5阻燃剂对铁钉的腐蚀性实验 .按日本标准 JSA 34 96对阻燃木材及其对照试件进行铁钉的腐蚀性试验。 I 9 0

—171 6阻燃剂处理后木材表面涂层实验 .表 2木材表面涂装条件试样处理试剂实验用涂料涂料生产商

经阻燃处理和经水浸渍后样品各 1 2块，干，烘

然后用 3种不同性质的涂料表面涂刷 2次[l 8,涂装条件见表 2 .

2实验结果与讨论2 1阻燃剂浸渍性能 .木材对阻燃剂的载药量直接影响到处理后的木

材阻燃效果，一般载药量越大，浸渍处理后的木材阻燃效果越好，按下式计算木材的载药量的实验结果见表3:

表 3浸渍实验结果干h 0

间

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1 0

1 6 5 1 6 2 1 7 0 1 8 4 1. 3 1 . 6 3 . 1 4 . 9 5 . 3 8 . 9 3 . 8 0 . 7 2 .2 3 . 1 2 7 5 1 5 1 1 8 6 1 6 4 1 6 6 1 4 4

理

58

1 4 5 . 7 6 . 1 2 . 2 6 6 4 1 4 7 1 7 1 1 7 9 1 5 6 1 4 0 . 8 8 1 4 3 1 5 9 1 7 1 1.3 0 . 5 7 . 2 2 .0 9 . 3 4 . 0 81 4 5 1 4 3 1 5 8 1 7 1 1 6 3 1 4 7 1 7 0 1 7 9 1 5 6 1 3 8 . 82 .7 1 .15 .20 .3 5 .5 0 .2 0 .0 3 .3 0 .98 1 8 8 . 0 1 . 4 5 2. 3 4 . 9 7 1 9 1 1 9 4 1 4 1. 9 7 . 5 1 2. 4 9 2. 3 8 . 4 0 . 7 9 9 8 1 8 5 1 7 1 7 1 9 0 1 7 8

^ h

1 5

理

1 82 0

1 8 5 . 9 8 . 1 2 2. 3 7 1.9 8 . 5 3 2. 4 3 2. 3 0 . 3 3 . 7 1 . 9 9 1 8 2 1 9 1 1 1 9 6 1 8 2 1 4 1 4 1 9 7 1 7 61 8 5 1 8 2 1 9 8 1 1 1 9 6 1 8 1 1 4 1 3 1 9 6 1 7 5 . 9 3 . 9 4 . 0 6 2. 3 0 . 9 2 . 5 6 2. 4 1 2. 3 6 . 3 9 . 7 5

载药率( 2 . 1 8 4 2 .8 3 8 2 .0 7 0 2 .5 2 .2 2 .0 2 .2%) 7 6 2 .6 56 2 .2 2 2 2 .8 4 6 4 8 6 1 6 9平均载药率( %) 2 .4 57

从表 3可以看到，材对该阻燃剂的最小载药量为 2 .0,木 22%最大载药量为 2 .6,均载药量为 2 84

%平 5 7%. 4结果表明，实验所用木材对该阻燃剂具有良好的吸收性。2 2氧指数实验 .

实验结果见表 4从表中可以看到， .未经处理的木材的氧指数在 2 0—2%2 N,均为 2%.阻 5 _平 2用燃剂处理后的木材氧指数，加到 6增 1—8%,均 1平为 6 .%.常情况下， 72通当木材的氧指数达到超过 3%,具有了阻燃能； 0就当木材的氧指数达到 5% 0试件

表 4氧指数测定结果 1 2 3 4 5平均#####2 2 2 2 2 2 1 5 2 0 2 2 6 8 6 6 6 6 . 3 1 7 1 4 72处理前氧指数%处理后氧指数%

以上，即可通过 GB 6 5~8 82 8检测，到 B达 1级阻燃要求。用该阻燃剂处理后的木材试件氧指数最低达 6%,有良好的阻燃效果，全可以通过建筑材料阻燃 B级要求的检测。 1具完 12 3阻燃剂对木材吸湿性的影晌 .

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