一種阻燃木材復合材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及復合材料生產領域，具體而言設及一種阻燃木材復合材料及其制備方 法和應用。
【背景技術】
[0002] 目前我國不可再生資源日益枯竭，環境不堪重負，為保證可持續發展，應充分利用 可再生、無污染的生物質資源和生物質材料。木材是一種可再生的綠色環保材料，因其具有 良好的視覺特性、觸覺特性、調溫調濕機能和較高的強重比而深受人們喜愛。但木材固有的 易燃性也會給人類帶來巨大的災難。統計數字表明，1991-2000年的10年間，平均每年因火 災死亡的人數為2456.4人，直接經濟損失達11.6億元。2000-2007年間，平均每年因火災死 亡的人數為2548.7人，直接經濟損失達15.2億元。而運其中很多火災都是由易燃的木質材 料引發的。因此，對木材進行阻燃改性處理有著非常迫切、重要且現實的意義。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于提供一種阻燃木材復合材料及其制備方法。通過對木材進行阻 燃改性處理，降低木材的易燃性、提高木材的阻燃性，從而可W使經過該方法處理過的木材 具有更廣的應用范圍，例如，可用于制作實木家具、實木地板等等，提高了木制品的安全性。
[0004] 根據本發明的一個方面，提供了一種阻燃木材復合材料的制備方法，包括如下步 驟：（1)將木材用苯醇抽提，真空干燥后待用；（2) W體積比為4:1的比例配制含有憐酸錠和 棚酸錠的溶液，并用氨水調節所述溶液的PH值至6-7之間，作為前驅液；（3)在真空減壓系統 中將步驟(1)中所述待用的木材浸潰到步驟(2)中所述制備的前驅液中，使所述前驅液注入 到所述待用的木材的基質中；（4)將步驟(3)中浸潰過的木材進行表面水洗處理，之后在溫 度為65°C、真空度為0.1 MPa的條件下真空干燥24小時，即得。
[0005] 在本發明的一個【具體實施方式】中，所述制備方法的步驟（2)中的前驅液含有 Imol ? L-1憐酸錠和0.15mol ? L-1棚酸錠。
[0006] 在本發明的一個【具體實施方式】中，所述制備方法的步驟(3)中的木材至所述前驅 液中的浸潰時間為2-5小時。
[0007] 在本發明的一個【具體實施方式】中，所述制備方法中的所述木材為山毛樣。
[000引根據本發明的另一方面，提供一種根據所述制備方法所制備得到的阻燃木材復合 材料。
[0009] 根據本發明的第=方面，提供所述阻燃木材復合材料的應用，所述阻燃木材復合 材料應用于建筑、裝修和家具制造。
[0010] 根據本發明的第四方面，提供一種提高木材力學性能和阻燃性能的方法，包括如 下步驟：（1)將木材用苯醇抽提，真空干燥后待用；（2) W體積比為4:1的比例配制含有憐酸 錠和棚酸錠的溶液，并用氨水調節所述溶液的PH值至6-7之間，作為前驅液；（3)在真空減壓 系統中將步驟(1)中所述待用的木材浸潰到步驟(2)中所述制備的前驅液中，使所述前驅液 注入到所述待用的木材的基質中；（4)將步驟(3)中浸潰過的木材進行表面水洗處理，之后 在溫度為65°C、真空度為0.1 MPa的條件下真空干燥24小時。
[0011] 在一個具體的實施方式中，所述提高木材力學性能和阻燃性能的方法的步驟(2) 中的前驅液含有Imol ? [1憐酸錠和0.15mol ? [1棚酸錠。
[0012] 在一個具體的實施方式中，所述提高木材力學性能和阻燃性能的方法的所述步驟 (3)中的木材至前驅液中的浸潰時間為2-5小時。
[0013] 在一個具體的實施方式中，所述提高木材力學性能和阻燃性能的方法中的所述木 材為山毛樣。
[0014] 根據本發明提供的阻燃木材復合材料的制備方法能夠提高了木材的力學性能和 阻燃性能，擴大了木材的應用范圍，并且提高了使用木制品的安全性。
【附圖說明】
[0015] 圖IA和圖IB為根據本發明的經過阻燃改性處理后的阻燃木材復合材料的內部結 構光學顯微鏡圖；
[0016] 圖2為根據本發明的經過阻燃改性處理后的阻燃木材復合材料與素材的壓力試驗 對比圖；
[0017] 圖3為根據本發明的經過阻燃改性處理后的阻燃木材復合材料與素材的差示掃描 量熱(DSC)對比圖。
【具體實施方式】
[0018] 下面結合具體的實施方式對本發明做進一步說明。
[0019] 首先介紹阻燃木材復合材料的制備方法：
[0020] 步驟一:將木材，例如山毛樣，但不限于此，也可W使用其他的木材用苯醇抽提，并 進行真空干燥，W備待用；
[0021] 步驟二:配制含有Imol ? 1/1憐酸錠和0.15mol ? 1/1棚酸錠的溶液，其中憐酸錠和 棚酸錠的體積比為4:1;用氨水調節該配制的溶液，使所述配制的溶液的PH值在6-7之間；所 述配制而成的溶液將作為前驅液使用。
[0022] 步驟常溫下，在真空減壓系統中將步驟一中準備好的木材浸潰到步驟二中制 備的前驅液中，浸潰時間優選為2-5小時，從而使前驅液能充分注入到木材的基質中。需要 說明的是，浸潰的目的是為了讓前驅液滲透到木材的基質中去。研究發現，由于樹種的不 同，例如針葉材或闊葉材，它們的木材內部的孔隙不一樣，所W浸潰的難易程度也不一樣。 越容易浸潰的木材浸潰的時間就可越短，反之，越不容易浸潰的木材，浸潰的時間就要越 長。本申請的發明人經多次實驗得出，無論何種木材，如果浸潰時間少于2小時，都可能會引 起浸潰不充分的問題。但在浸潰的時間多于5小時的情況下，一方面會導致浸潰的成本增 加，另一方面發現即使浸潰比5小時更長的時間，浸潰的效果也不會有太大的變化。
[0023] 步驟四：對步驟=中制備的木材，即充分注入了前驅液的木材進行表面水洗處理。 水洗處理的目的是為了減少木材表面附著的前驅溶液，W便后面的加工處理，例如刷漆等； 隨后在溫度為65°C、真空度為0.1 MPa的條件下真空干燥24小時。
[0024] 在上述四個步驟完成后，即得到根據本發明的阻燃木材復合材料。附圖IA和IB為 經過上述阻燃改性處理后的木材的內部結構圖。由圖IA和IB中可W看出，經過阻燃改性處 理后的木材的內部結構仍然非常完整，沒有出現任何損壞現象。
[0025] 接下來，對經過阻燃改性處理后的木材進行力學性能試驗。
[0026] 圖2示出了經過阻燃改性處理后的木材與素材的弦向壓力試驗圖。所謂素材是相 對于改性木材而言的，是指僅經過前述的步驟一處理過的木材。
[0027] 該壓力試驗方法如下：用砂紙將木材試塊表面磨平除去試塊表面的沉積物。隨后， 利用例如，長春試驗機廠生產制造的，WDW微機控制萬能力學試