CN116810948A - 一种脱木素辅助阻燃浸渍木材的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种脱木素辅助阻燃浸渍木材的制备方法。所述脱木素辅助阻燃浸渍木材的制备方法包括以下步骤：S1：阻燃剂的制备：先称量植酸放入烧杯中，然后称量去离子水加入烧杯中充分搅拌，再称量三聚氰胺，通过磁力搅拌后配成膨胀型阻燃剂溶液待用；S2：脱木素的处理：将巴沙木放入亚氯酸钠中，加酸调节PH至4‑5，加热升高温度至75‑90℃，蒸煮，保持液面始终高于木材样品，脱除木材表层部分木质素和半纤维素，然后用蒸馏水以及无水乙醇多次冲洗木材。本发明提供的脱木素辅助阻燃浸渍木材的制备方法具有能够解决传统阻燃浸渍工艺载药量有限且设备要求高、常用卤素和有机磷阻燃剂污染环境等问题，显著改善木材的阻燃性能的优点。

Description

一种脱木素辅助阻燃浸渍木材的制备方法

技术领域

本发明涉及阻燃木材的制备技术领域，尤其涉及一种脱木素辅助阻燃浸渍木材的制备方法。

背景技术

木材由于自身碳氢化合物的含量较高，属于易燃材料。而阻燃浸渍改性是减缓木材燃烧，预防火灾事故发生的重要举措。

木质素作为木材细胞壁粘结成分，不仅加固了胞间层，使细胞壁之间紧密粘结，还赋予木材一定的强度。然而木质素的存在和分布限制了木材化学改性的进一步应用和拓展，这将阻碍阻燃剂溶液无法在木材内部进行有效浸渍。因此对木材进行脱木素处理，除去大部分木质素和半纤维素，增大木材内部孔隙度，能够使阻燃剂充分浸渍木材，从而改善阻燃效果。

植酸，又名肌醇六磷酸，是一种绿色环保且易得的有机酸，在多种植物中以磷元素的形式存在。研究表明高磷含量的植酸在受热过程中会分解释放出磷酸分子，加速基体碳化，可以阻绝或减缓聚合物与外界的热量传递，对聚合物基体起到一定的保护效果。从阻燃方面来看，磷含量与阻燃性能呈正相关，植酸中磷元素占相对分子质量的28％，是一种极具潜力的阻燃化合物。

三聚氰胺作为一种高效阻燃剂，化学稳定性高，分解时会吸收大量的热量并产生不燃气体，燃烧时不会产生二次污染，与生态环境具有良好相容性。尤其值得注意的是，三聚氰胺的溶解度与所处环境的酸碱度以及温度有关，将三聚氰胺与植酸协同阻燃，可以有效降低三聚氰胺溶解度低、单纯植酸处理木材燃烧过程烟气释放量大的问题。

传统阻燃浸渍工艺载药量有限且设备要求高、常用卤素和有机磷系阻燃剂污染环境；三聚氰胺常温下溶解度低；单纯植酸处理木材燃烧过程烟气释放量大。

因此，有必要提供一种新的脱木素辅助阻燃浸渍木材的制备方法解决上述技术问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种能够解决传统阻燃浸渍工艺载药量有限且设备要求高(需要真空高压浸渍罐)、常用卤素和有机磷阻燃剂污染环境等问题，显著改善木材的阻燃性能的脱木素辅助阻燃浸渍木材的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的脱木素辅助阻燃浸渍木材的制备方法包括以下步骤：

S1：阻燃剂的制备：先称量植酸放入烧杯中，然后称量去离子水加入烧杯中充分搅拌，再称量三聚氰胺，通过磁力搅拌后配成膨胀型阻燃剂溶液待用；

S2：脱木素的处理：将巴沙木放入亚氯酸钠中，加酸调节PH至4-5，加热升高温度至75-90℃，蒸煮，保持液面始终高于木材样品，脱除木材表层部分木质素和半纤维素，然后用蒸馏水以及无水乙醇多次冲洗木材；再采用蒸馏水溶液蒸煮木材，除去残留的亚氯酸钠溶液；最后在真空冷冻干燥机中冷冻，然后在真空干燥，形成多孔结构的脱木素样品，取出后放在真空密封袋里保存备用；

S3：高温浸渍处理：将脱木素木材放入配制好的植酸/三聚氰胺阻燃剂溶液中，在90℃水浴加热锅中煮沸2-3小时，然后放在锡箔纸上面气干至样品恒重，即完成了脱木素辅助阻燃浸渍木材的制备。

优选的，所述S1中，植酸的浓度为50％，所述植酸的质量为150g，所述去离子水的质量为335g，所述三聚氰胺的质量为15g。

优选的，所述S1中，磁力搅拌的温度为90℃，搅拌时间为30min。

优选的，所述S2中，将巴沙木放入2％的亚氯酸钠中，加酸调节PH至4.6，加热升高温度至85℃，蒸煮3h。

优选的，所述S2中，采用85℃蒸馏水溶液蒸煮木材0.5h，换水重复3次，以除去残留的亚氯酸钠溶液；最后在真空冷冻干燥机中先冷冻12h，然后在真空干燥48h，形成多孔结构的脱木素样品。

优选的，所述S3中，气干的时间为6d。

与相关技术相比较，本发明提供的脱木素辅助阻燃浸渍木材的制备方法具有如下有益效果：

本发明提供一种脱木素辅助阻燃浸渍木材的制备方法，以三聚氰胺与植酸为主体制备环境友好的膨胀型阻燃剂，通过脱木素处理和高温浸渍提高阻燃剂在木材中的载药量，制备环保型阻燃木材，彻底解决传统阻燃浸渍工艺载药量有限且设备要求高、常用卤素和有机磷系阻燃剂污染环境等问题。

具体实施方式

下面结合实施方式对本发明作进一步说明。

脱木素辅助阻燃浸渍木材的制备方法包括步骤：

S1：阻燃剂制备：先称量150g的植酸(50％)放入烧杯中，然后称量335g去离子水加入烧杯中充分搅拌，再称量15g三聚氰胺，90℃下磁力搅拌30min后配成膨胀型阻燃剂溶液待用。

S2：脱木素处理：将巴沙木放入2％的亚氯酸钠中，加酸调节PH至4.6，加热升高温度至85℃，蒸煮3h，保持液面始终高于木材样品，脱除木材表层部分木质素和半纤维素，然后用蒸馏水以及无水乙醇多次冲洗木材；再采用85℃蒸馏水溶液蒸煮木材0.5h，换水重复3次，以除去残留的亚氯酸钠溶液；最后在真空冷冻干燥机中先冷冻12h，然后在真空干燥48h，形成多孔结构的脱木素样品，取出后放在真空密封袋里保存备用。

S3：高温浸渍处理：将脱木素木材放入配制好的植酸/三聚氰胺阻燃剂溶液中，在90℃水浴加热锅中煮沸2-3小时，然后放在锡箔纸上面气干6d至样品恒重。

与相关技术相比较，本发明提供的脱木素辅助阻燃浸渍木材的制备方法具有如下有益效果：

本发明提供一种脱木素辅助阻燃浸渍木材的制备方法，以三聚氰胺与植酸为主体制备环境友好的膨胀型阻燃剂，通过脱木素处理和高温浸渍提高阻燃剂在木材中的载药量，制备环保型阻燃木材，彻底解决传统阻燃浸渍工艺载药量有限且设备要求高、常用卤素和有机磷系阻燃剂污染环境等问题。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种脱木素辅助阻燃浸渍木材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：阻燃剂的制备：先称量植酸放入烧杯中，然后称量去离子水加入烧杯中充分搅拌，再称量三聚氰胺，通过磁力搅拌后配成膨胀型阻燃剂溶液待用；

S2：脱木素的处理：将巴沙木放入亚氯酸钠中，加酸调节PH至4-5，加热升高温度至75-90℃，蒸煮，保持液面始终高于木材样品，脱除木材表层部分木质素和半纤维素，然后用蒸馏水以及无水乙醇多次冲洗木材；再采用蒸馏水溶液蒸煮木材，除去残留的亚氯酸钠溶液；最后在真空冷冻干燥机中冷冻，然后在真空干燥，形成多孔结构的脱木素样品，取出后放在真空密封袋里保存备用；

S3：高温浸渍处理：将脱木素木材放入配制好的植酸/三聚氰胺阻燃剂溶液中，在90℃水浴加热锅中煮沸2-3小时，然后放在锡箔纸上面气干至样品恒重，即完成了脱木素辅助阻燃浸渍木材的制备。

2.根据权利要求1所述的脱木素辅助阻燃浸渍木材的制备方法，其特征在于，所述S1中，植酸的浓度为50％，所述植酸的质量为150g，所述去离子水的质量为335g，所述三聚氰胺的质量为15g。

3.根据权利要求2所述的脱木素辅助阻燃浸渍木材的制备方法，其特征在于，所述S1中，磁力搅拌的温度为90℃，搅拌时间为30min。

4.根据权利要求3所述的脱木素辅助阻燃浸渍木材的制备方法，其特征在于，所述S2中，将巴沙木放入2％的亚氯酸钠中，加酸调节PH至4.6，加热升高温度至85℃，蒸煮3h。

5.根据权利要求4所述的脱木素辅助阻燃浸渍木材的制备方法，其特征在于，所述S2中，采用85℃蒸馏水溶液蒸煮木材0.5 h，换水重复3次，以除去残留的亚氯酸钠溶液；最后在真空冷冻干燥机中先冷冻12 h，然后在真空干燥48 h，形成多孔结构的脱木素样品。

6.根据权利要求1所述的脱木素辅助阻燃浸渍木材的制备方法，其特征在于，所述S3中，气干的时间为6d。