• 阻燃剂用量对马尾松胶合板阻燃性能影响研究

  • 时间2013-10-31 07:10作者admin浏览次数



摘要:为了提高马尾松股合板的阻燃性能,以膨涨型聚氨酯防火涂料为研究对象,采用美国阿特 拉斯(ATLAS)公司生产的HRR3热释放率系统和配合HC-2氧指数测定仪、XSHF-1防火涂料(小 室法)等先进阻燃检测设备,按照美国航空标准(FAA)测试试样,研究阻燃剂(成炭剂、脱水炭化催 化剂、发泡剂)不同添加量对马尾松肢合板阻燃性能的影响。结果表明:当阻燃剂按80%的比例加 入时,马尾松狡合板的阻燃性能最好,读件的氧指数值显著增大,最高热释放率、2 min总热释放量 和5 min内总热释放量显著降低。

关键词:阻燃剂用量;HRR3热释放率系统;美国航空标准(FAA);马見松敗合板;阻燃性能 中图分类号:S782.39 文献标识码:A 文章编号:1001-7461 (2007)06-0134-04

阻燃剂包括成炭剂、脱水炭化催化剂、发泡剂 等[1]。成炭剂是在脱水炭化催化剂的作用下分解,形 成三维空间结构且不易燃烧的泡沫状炭化层,对泡 沫炭化层起骨架支撑作用脱水炭化催化剂是在 较成炭剂更低的温度下分解,形成强酸性物质,促进 涂层形成海绵状炭质层,减少形成可燃性焦油等组 分,同时促进生成不燃性气体反应的进行[3]。发泡剂 遇火受热后发生热分解,产生不燃性气体,如HX、 NH3、C02、H20等,使涂层膨胀发泡,形成泡沫状结

构[‘]。研究阻燃剂中成炭剂、脱水炭化催化剂、发泡 剂体系的用量对膨胀型聚氨酯防火涂料试件的氧指
数、燃烧失重、炭化体积及热释放率的影响,对于提 高木质材料的防火性能具有重要意义必

1材料与方法

1.1试样来源

9mm马尾松胶合板由5层马尾松单板组坯热 压而成,每层单板厚度2 mm,产品由福建省尤溪县 腾达木业有限公司提供.产品质量符合GB 9846. 1 〜9846. 8-2004国家标准9产品规格为1 220 mmX 2 240 mm X 9 mm,加工成 150 mm X150 mm X 9 mm及300 mmX150 mmX 9 mm试件备用。聚氨

化工涂料有限公司生产的双 组分树脂。

1. 2仪器设备

XSF-1防火涂料小室、HC-2氧指数测定仪、美 国阿特拉斯公司生产的HRR3热释放率系统[5]。

1.3试祥预处理

按表1膨胀型聚氨酯防火涂料的配方分别配制 阻燃剂并按基料重量的50%、60%、70%、80%、 90%、100%分别加入聚氨酯基料混匀后,按250g • cnr2单面的涂刷量,分别均匀地涂刷于300X150X 9 mm规格的防火涂料小室法试件上和150 mmX 150 mmX 9 mm规格的HRR3热释放率系统试件 上&防火涂料小室法试件每组5件,热释放率系统试 件每组2件,待涂料千燥后,按GB/T15442, 4 — 1995标准对防火涂料小室法试件进行预处理。将 150 mmX150 mmX 9 mm规格的热释放率系统试 样放置在温度21 士3 X:、相度湿度为50%的恒温恒 湿箱中处理24 h后取出,在试样上包裹厚0. 025 mm的铝箔至另一边,装入指定试样架,剪去露出的 多余铝箔,备用[6_7]。

表1膨胀型聚氨酿防火涂料配方®

Tablel 1 Directions for the expand polyurethane flame-rctandant coating
原料名称 组成/质量份 原料名称 组成/质量份
季戊四醇 27 三聚氰胺 10
尿素 20 硼酸 . 25
双瓴胺 20 磷酸氢二胺 72

①单面涂刷呈250 g *
2结果与分析

2,1适宜阻燃剂量的确定

由图1、图2可知,随着阻燃剂以不同比例加入 聚氨酯基料中,试件的燃烧失重和炭化体积发生明 显的变化。当阻燃剂80%加入时,试件的燃烧失重 从8. 3 g快速下降至4. 8 g,达到了防火涂料一等品 要求的失重<5 g的国家标准;试件的燃烧炭化体 积从32_ 48 cm3下降至15_ 0 cm3,也达到了防火涂 料一等品要求的炭化体积<25 cm3的国家标准。考 虑到成本核算及防火涂料的品质,确定阻燃剂最优 加入比例为80%。
称重后送入燃烧室内角试样架上,在试样 下方,放置一个黄铜制的燃烧杯,加人5 mL无水乙 醇,点燃乙醇直至乙醇燃完,取出试件冷却后,测定 失重及炭化体积•并求出每组的平均值。

美国航空标准FAA from 8130-3及美国国家 标准E906 —83要求[s]:压缩空气压力26_ 67 kPa、 压缩空气温度21〜24 、压缩空气流量0, 04 m3 •

s一\热通量校准器内冷却水流量1 L • miiT1、辐热 通量3_ 5士5% W • cm-2,甲烷气纯度99%、甲烷气 瓶输出压力0_ 103〜0, 138 MPa(lS〜20 psi)、标准 测试时间5 min。(美国航空局授权:定购ATLAS公 司HRR3热释放系统的用户,只要按照美国航空标 准FAA 8130-3及美国国家标准E906—83要求进 行相关测试,标准偏差须小于5%,则测定