一种阻燃木材复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种阻燃木材复合材料及其制备方法，包括如下步骤：(1)将木材用苯醇抽提，真空干燥后待用；(2)以体积比为4：1的比例配制含有磷酸铵和硼酸铵的溶液，并用氨水调节所述溶液的PH值至6-7之间，作为前驱液；(3)在真空减压系统中将步骤(1)中所述待用的木材浸渍到步骤(2)中所述制备的前驱液中，使所述前驱液注入到木材基质中；(4)将步骤(3)中浸渍过的木材进行表面水洗处理，之后在温度为65℃、真空度为0.1MPa的条件下真空干燥24小时，即得。应用该方法处理过的木材，提高了阻燃性能及力学性能，扩大了木材的应用范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及复合材料生产领域，具体而言涉及一种阻燃木材复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
目前我国不可再生资源日益枯竭，环境不堪重负，为保证可持续发展，应充分利用可再生、无污染的生物质资源和生物质材料。木材是一种可再生的绿色环保材料，因其具有良好的视觉特性、触觉特性、调温调湿机能和较高的强重比而深受人们喜爱。但木材固有的易燃性也会给人类带来巨大的灾难。统计数字表明，1991-2000年的10年间，平均每年因火灾死亡的人数为2456.4人，直接经济损失达11.6亿元。2000-2007年间，平均每年因火灾死亡的人数为2548.7人，直接经济损失达15.2亿元。而这其中很多火灾都是由易燃的木质材料引发的。因此，对木材进行阻燃改性处理有着非常迫切、重要且现实的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种阻燃木材复合材料及其制备方法。通过对木材进行阻燃改性处理，降低木材的易燃性、提高木材的阻燃性，从而可以使经过该方法处理过的木材具有更广的应用范围，例如，可用于制作实木家具、实木地板等等，提高了木制品的安全性。根据本专利技术的一个方面，提供了一种阻燃木材复合材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将木材用苯醇抽提，真空干燥后待用；(2)以体积比为4：1的比例配制含有磷酸铵和硼酸铵的溶液，并用氨水调节所述溶液的PH值至6-7之间，作为前驱液；(3)在真空减压系统中将步骤(1)中所述待>用的木材浸渍到步骤(2)中所述制备的前驱液中，使所述前驱液注入到所述待用的木材的基质中；(4)将步骤(3)中浸渍过的木材进行表面水洗处理，之后在温度为65℃、真空度为0.1MPa的条件下真空干燥24小时，即得。在本专利技术的一个具体实施方式中，所述制备方法的步骤(2)中的前驱液含有1mol·L-1磷酸铵和0.15mol·L-1硼酸铵。在本专利技术的一个具体实施方式中，所述制备方法的步骤(3)中的木材至所述前驱液中的浸渍时间为2-5小时。在本专利技术的一个具体实施方式中，所述制备方法中的所述木材为山毛榉。根据本专利技术的另一方面，提供一种根据所述制备方法所制备得到的阻燃木材复合材料。根据本专利技术的第三方面，提供所述阻燃木材复合材料的应用，所述阻燃木材复合材料应用于建筑、装修和家具制造。根据本专利技术的第四方面，提供一种提高木材力学性能和阻燃性能的方法，包括如下步骤：(1)将木材用苯醇抽提，真空干燥后待用；(2)以体积比为4：1的比例配制含有磷酸铵和硼酸铵的溶液，并用氨水调节所述溶液的PH值至6-7之间，作为前驱液；(3)在真空减压系统中将步骤(1)中所述待用的木材浸渍到步骤(2)中所述制备的前驱液中，使所述前驱液注入到所述待用的木材的基质中；(4)将步骤(3)中浸渍过的木材进行表面水洗处理，之后在温度为65℃、真空度为0.1MPa的条件下真空干燥24小时。在一个具体的实施方式中，所述提高木材力学性能和阻燃性能的方法的步骤(2)中的前驱液含有1mol·L-1磷酸铵和0.15mol·L-1硼酸铵。在一个具体的实施方式中，所述提高木材力学性能和阻燃性能的方法的所述步骤(3)中的木材至前驱液中的浸渍时间为2-5小时。在一个具体的实施方式中，所述提高木材力学性能和阻燃性能的方法中的所述木材为山毛榉。根据本专利技术提供的阻燃木材复合材料的制备方法能够提高了木材的力学性能和阻燃性能，扩大了木材的应用范围，并且提高了使用木制品的安全性。附图说明图1A和图1B为根据本专利技术的经过阻燃改性处理后的阻燃木材复合材料的内部结构光学显微镜图；图2为根据本专利技术的经过阻燃改性处理后的阻燃木材复合材料与素材的压力试验对比图；图3为根据本专利技术的经过阻燃改性处理后的阻燃木材复合材料与素材的差示扫描量热(DSC)对比图。具体实施方式下面结合具体的实施方式对本专利技术做进一步说明。首先介绍阻燃木材复合材料的制备方法：步骤一：将木材，例如山毛榉，但不限于此，也可以使用其他的木材用苯醇抽提，并进行真空干燥，以备待用；步骤二：配制含有1mol·L-1磷酸铵和0.15mol·L-1硼酸铵的溶液，其中磷酸铵和硼酸铵的体积比为4:1；用氨水调节该配制的溶液，使所述配制的溶液的PH值在6-7之间；所述配制而成的溶液将作为前驱液使用。步骤三：常温下，在真空减压系统中将步骤一中准备好的木材浸渍到步骤二中制备的前驱液中，浸渍时间优选为2-5小时，从而使前驱液能充分注入到木材的基质中。需要说明的是，浸渍的目的是为了让前驱液渗透到木材的基质中去。研究发现，由于树种的不同，例如针叶材或阔叶材，它们的木材内部的孔隙不一样，所以浸渍的难易程度也不一样。越容易浸渍的木材浸渍的时间就可越短，反之，越不容易浸渍的木材，浸渍的时间就要越长。本申请的专利技术人经多次实验得出，无论何种木材，如果浸渍时间少于2小时，都可能会引起浸渍不充分的问题。但在浸渍的时间多于5小时的情况下，一方面会导致浸渍的成本增加，另一方面发现即使浸渍比5小时更长的时间，浸渍的效果也不会有太大的变化。步骤四：对步骤三中制备的木材，即充分注入了前驱液的木材进行表面水洗处理。水洗处理的目的是为了减少木材表面附着的前驱溶液，以便后面的加工处理，例如刷漆等；随后在温度为65℃、真空度为0.1MPa的条件下真空干燥24小时。在上述四个步骤完成后，即得到根据本专利技术的阻燃木材复合材料。附图1A和1B为经过上述阻燃改性处理后的木材的内部结构图。由图1A和1B中可以看出，经过阻燃改性处理后的木材的内部结构仍然非常完整，没有出现任何损坏现象。接下来，对经过阻燃改性处理后的木材进行力学性能试验。图2示出了经过阻燃改性处理后的木材与素材的弦向压力试验图。所谓素材是相对于改性木材而言的，是指仅经过前述的步骤一处理过的木材。该压力试验方法如下：用砂纸将木材试块表面磨平除去试块表面的沉积物。随后，利用例如，长春试验机厂生产制造的，WDW微机控制万能力学试验机进行力学试验。但能进行该试验的仪器不限于上述一种，任何能够对木材进行力学性能试验的仪器均可使用。作为举例，具体地，将除去表面沉积物的试块放入球面活动支座中心位置，均匀加压，使该木块试样在2分钟内破坏，测试木块的轴向抗压强度、弹性模量以及比例极限，并将试验木块的这些参量与素材的参量对比，得到图2。由图2中可以明显看出，经过阻燃改性处理后的木材与素材相比，其力学性能没有大的差本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻燃木材复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将木材用苯醇抽提，真空干燥后待用；(2)以体积比为4：1的比例配制含有磷酸铵和硼酸铵的溶液，并用氨水调节所述溶液的PH值至6‑7之间，作为前驱液；(3)在真空减压系统中，将步骤(1)中所述待用的木材浸渍到步骤(2)中所述制备的前驱液中，使所述前驱液注入到所述待用的木材的基质中；(4)将步骤(3)中浸渍过的木材进行表面水洗处理，之后在温度为65℃、真空度为0.1MPa的条件下真空干燥24小时，即得。

【技术特征摘要】
1.一种阻燃木材复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将木材用苯醇抽提，真空干燥后待用；
(2)以体积比为4：1的比例配制含有磷酸铵和硼酸铵的溶液，并用氨水调
节所述溶液的PH值至6-7之间，作为前驱液；
(3)在真空减压系统中，将步骤(1)中所述待用的木材浸渍到步骤(2)
中所述制备的前驱液中，使所述前驱液注入到所述待用的木材的基质中；
(4)将步骤(3)中浸渍过的木材进行表面水洗处理，之后在温度为65℃、
真空度为0.1MPa的条件下真空干燥24小时，即得。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中所述步骤(2)中的前驱液含
有1mol·L-1磷酸铵和0.15mol·L-1硼酸铵。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其中所述步骤(3)中的木材至所
述前驱液中的浸渍时间为2-5小时。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其中所述木材为山毛榉。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法所制备得到的阻燃木材复合
材料。
6.一种权利要求5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚晓林，王青松，黄勇同，
申请(专利权)人：安徽农业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34