一种表面阻燃木制家具的制造方法

技术领域

本发明涉及家具木材技术领域，尤其是一种表面阻燃木制家具的制造方法。

背景技术

随着社会经济发展，木材及其制品在建筑、家具、室内装修中的使用量大大增加。由于木材具有易燃性，为了获得环境友好、安全的生活环境，降低潜在的火灾隐患，需对木材进行阻燃处理。

专利文件(CN200910024747.X)公开了一种表面阻燃木塑复合材料板材及其制备方法涉及的是一种复合材料、环境友好材料及其制备方法，适用于制作交通领域如汽车、飞机等交通工具的地板、货架板等，建筑领域的行道板、栅栏、墙板、走廊栏杆等，家具行业的室外露天桌椅、办公室隔板、贮存箱、花箱、活动架、海滩椅等。表面阻燃木塑复合材料板材由两层晶须改性塑料层、植物纤维增强塑料层构成，在两层晶须改性塑料层之间模压有植物纤维增强塑料层。晶须改性塑料层由改性碱式硫酸镁晶须、塑料粒子等混合压延而成。植物纤维增强塑料层由塑料粒子、植物纤维混合压延而成。

专利文件(CN202110036395.0)公开了一种阻燃木材及其制备方法和应用，所述阻燃木材包括木材本体，所述木材本体内部和表面的纤维素上均匀分散有氢氧化铝。所述阻燃木材的制备方法为：将木材浸渍于含有铝试剂的阻燃浸渍液中，然后干燥，得到中间体材料；将所述中间体材料置于碱性溶液中，水解得到阻燃木材。本发明的铝试剂能够充分浸润木材的表面和内部孔道，并以化学键的形式与木材表面和内部的界面进行连接，水解后得到的氢氧化铝阻燃材料与木材的结合更加牢固，并实现阻燃材料对木材的均匀覆盖，有效提高阻燃效果，减少火灾发生、降低火灾损失。

专利文件(CN202010657161.3)公开了一种家具使用的阻燃木材及加工方法，包括木材本体，所述木材本体上开设有阵列分布的浸液圆孔，木材本体的上下表面均涂有第一水性底漆层，木材本体侧壁上连接有第二水性底漆层，所述第一水性底漆层和第二水性底漆层的表面覆盖有环氧树脂面漆层，所述浸液圆孔直径为2-5mm，浸液圆孔之间的距离为6-8cm。本发明提出的一种家具使用的阻燃木材及加工方法，在木材本体上开设有浸液圆孔，能够提高木材本体的干燥速度，同时在浸泡时，浸液圆孔能够加快浸液的渗透速度和渗透程度，从而提高木材本体的加工速度和阻燃效果，通过微波对木材本体进行干燥，放入脱脂预处理液中浸泡，脱脂预处理液对木材进行脱脂及导管疏通预处理。

传统木材阻燃剂中含有卤素，燃烧时会产生有腐蚀性、有毒的烟气。近年来人们对于环保的呼声越来越高，阻燃剂无卤化是大势所趋。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出一种表面阻燃木制家具的制造方法，本发明使用真空加压浸渍法，掺杂铁镁磺酸基阻燃剂，对木材进行处理，再将处理后的木材制作成各类表面阻燃木制家具，具有优异的阻燃效果。

技术方案：

本发明通过以下技术方案实现：

按质量份，将30-40份木材置于浸渍罐内，先抽真空，加入2-5份掺杂铁镁磺酸基阻燃剂、300-500份水，加压浸渍后取出，擦干表面液体，气干，烘干，得到表面阻燃木材；将此木材制作成各类表面阻燃木制家具。

作为本发明的一种优选实施方式，所述的木材选自东北青杨。

作为本发明的一种优选实施方式，所述的加压压力为0.3-0.5MPa，时间为45-90min。

作为本发明的一种优选实施方式，所述的气干时间为40-48h。

作为本发明的一种优选实施方式，所述的烘干温度为80-90℃，时间为32-40h。

作为本发明的一种优选实施方式，所述的掺杂铁镁磺酸基阻燃剂的制备方法为：

S1：按重量份，在反应釜中加入10-25份二巯基丁二酸，0.1-0.7份乙烯基二茂铁，40-60份丙烯酸镁，5-9份三乙胺，100-200份DMF，通入氮气，搅拌反应；

S2：再加入30-40份氨基磺酸钠1-5份的三聚氰胺，继续反应；

S3：再加入过氧化苯甲酰，继续反应，再经减压蒸馏蒸去DMF，得到掺杂铁镁磺酸基阻燃剂。

作为本发明的一种优选实施方式，所述的S1的反应温度为60-70℃，反应时间为1-3h。

作为本发明的一种优选实施方式，所述的S2的反应时间为2-4h。

作为本发明的一种优选实施方式，所述的S3反应温度为80-90℃，反应时间为1-3h。

作为本发明的一种优选实施方式，所述的搅拌速率为100-300rpm。

本技术方案的反应机理：

所述二巯基丁二酸、乙烯基二茂铁、丙烯酸镁经过双巯基加成反应，结合在一起，然后和氨基磺酸钠，三聚氰胺进行氨基加成反应，得到掺杂铁镁磺酸基阻燃剂。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

1、经掺杂铁镁磺酸基阻燃剂处理，能减少阻燃木材燃烧的热释放速率、总热释放量、总烟释放量与CO产量；

2、掺杂铁镁磺酸基阻燃剂可促使木材生成更多残炭，炭层表面的气泡能起到阻隔热量与氧气进入木材，防止木材燃烧时产生的烟气与CO的逸出；

3、掺杂铁镁磺酸基阻燃剂对木材不仅具有阻燃效果，还具有抑烟作用，符合环保要求。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

热重实验：用粉碎机将阻燃木材粉碎，过100目筛，称取5～8mg粉末置于热重分析仪中，在空气气氛下以10℃/min的升温速率由室温升高到800℃。

实施例1

一种表面阻燃木制家具的制造方法，其操作步骤为：

将30kg木材置于浸渍罐内，先抽真空，加入2kg掺杂铁镁磺酸基阻燃剂、300kg水，加压浸渍后取出，擦干表面液体，气干，烘干，得到表面阻燃木材；将此木材制作成各类表面阻燃木制家具。

所述的木材选自东北青杨。

所述的加压压力为0.3MPa，时间为45min。

所述的气干时间为40h。

所述的烘干温度为80℃，时间为32h。

所述的掺杂铁镁磺酸基阻燃剂的制备方法为：

S1：在反应釜中加入10kg二巯基丁二酸，0.1kg乙烯基二茂铁，40kg丙烯酸镁，5kg三乙胺，100kgDMF，通入氮气，搅拌反应；

S2：再加入30kg氨基磺酸钠1kg的三聚氰胺，继续反应；

S3：再加入过氧化苯甲酰，继续反应，再经减压蒸馏蒸去DMF，得到掺杂铁镁磺酸基阻燃剂。

所述的S1的反应温度为60℃，反应时间为1h。

所述的S2的反应时间为2h。

所述的S3反应温度为80℃，反应时间为1h。

所述的搅拌速率为100rpm。

经检测，本实施例制备的阻燃木制家具600s时的累积热释放总量49.28MJ/m

实施例2

一种表面阻燃木制家具的制造方法，其操作步骤为：

将34kg木材置于浸渍罐内，先抽真空，加入3kg掺杂铁镁磺酸基阻燃剂、350kg水，加压浸渍后取出，擦干表面液体，气干，烘干，得到表面阻燃木材；将此木材制作成各类表面阻燃木制家具。

所述的木材选自东北青杨。

所述的加压压力为0.4MPa，时间为60min。

所述的气干时间为42h。

所述的烘干温度为85℃，时间为34h。

所述的掺杂铁镁磺酸基阻燃剂的制备方法为：

S1：在反应釜中加入15kg二巯基丁二酸，0.2kg乙烯基二茂铁，45kg丙烯酸镁，6kg三乙胺，140kgDMF，通入氮气，搅拌反应；

S2：再加入34kg氨基磺酸钠2kg的三聚氰胺，继续反应；

S3：再加入过氧化苯甲酰，继续反应，再经减压蒸馏蒸去DMF，得到掺杂铁镁磺酸基阻燃剂。

所述的S1的反应温度为65℃，反应时间为2h。

所述的S2的反应时间为3h。

所述的S3反应温度为85℃，反应时间为2h。

所述的搅拌速率为200rpm。

经检测，本实施例制备的阻燃木制家具600s时的累积热释放总量48.87MJ/m

实施例3

一种表面阻燃木制家具的制造方法，其操作步骤为：

将38kg木材置于浸渍罐内，先抽真空，加入4kg掺杂铁镁磺酸基阻燃剂、450kg水，加压浸渍后取出，擦干表面液体，气干，烘干，得到表面阻燃木材；将此木材制作成各类表面阻燃木制家具。

所述的木材选自东北青杨。

所述的加压压力为0.4MPa，时间为80min。

所述的气干时间为46h。

所述的烘干温度为85℃，时间为36h。

所述的掺杂铁镁磺酸基阻燃剂的制备方法为：

S1：在反应釜中加入20kg二巯基丁二酸，0.5kg乙烯基二茂铁，55kg丙烯酸镁，8kg三乙胺，180kgDMF，通入氮气，搅拌反应；

S2：再加入38kg氨基磺酸钠4kg的三聚氰胺，继续反应；

S3：再加入过氧化苯甲酰，继续反应，再经减压蒸馏蒸去DMF，得到掺杂铁镁磺酸基阻燃剂。

所述的S1的反应温度为65℃，反应时间为2h。

所述的S2的反应时间为3h。

所述的S3反应温度为85℃，反应时间为2h。

所述的搅拌速率为250rpm。

经检测，本实施例制备的阻燃木制家具600s时的累积热释放总量47.86MJ/m

实施例4

一种表面阻燃木制家具的制造方法，其操作步骤为：

将40kg木材置于浸渍罐内，先抽真空，加入5kg掺杂铁镁磺酸基阻燃剂、500kg水，加压浸渍后取出，擦干表面液体，气干，烘干，得到表面阻燃木材；将此木材制作成各类表面阻燃木制家具。

所述的木材选自东北青杨。

所述的加压压力为0.5MPa，时间为90min。

所述的气干时间为48h。

所述的烘干温度为90℃，时间为40h。

所述的掺杂铁镁磺酸基阻燃剂的制备方法为：

S1：在反应釜中加入25kg二巯基丁二酸，0.7kg乙烯基二茂铁，60kg丙烯酸镁，9kg三乙胺，200kgDMF，通入氮气，搅拌反应；

S2：再加入40kg氨基磺酸钠5kg的三聚氰胺，继续反应；

S3：再加入过氧化苯甲酰，继续反应，再经减压蒸馏蒸去DMF，得到掺杂铁镁磺酸基阻燃剂。

所述的S1的反应温度为70℃，反应时间为3h。

所述的S2的反应时间为4h。

所述的S3反应温度为90℃，反应时间为3h。

所述的搅拌速率为300rpm。

经检测，本实施例制备的阻燃木制家具600s时的累积热释放总量48.03MJ/m

对比例1

一种表面阻燃木制家具的制造方法，其操作步骤为：

将30kg木材置于浸渍罐内，先抽真空，加入2kg普通聚磷酸酯阻燃剂、300kg水，加压浸渍后取出，擦干表面液体，气干，烘干，得到表面阻燃木材；将此木材制作成各类表面阻燃木制家具。

所述的木材选自东北青杨。

所述的加压压力为0.3MPa，时间为45min。

所述的气干时间为40h。

所述的烘干温度为80℃，时间为32h。

经检测，本实施例制备的阻燃木制家具600s时的累积热释放总量86.63MJ/m

对比例2

一种表面阻燃木制家具的制造方法，其操作步骤为：

将30kg木材置于浸渍罐内，先抽真空，加入2kg掺杂镁磺酸基阻燃剂、300kg水，加压浸渍后取出，擦干表面液体，气干，烘干，得到表面阻燃木材；将此木材制作成各类表面阻燃木制家具。

所述的木材选自东北青杨。

所述的加压压力为0.3MPa，时间为45min。

所述的气干时间为40h。

所述的烘干温度为80℃，时间为32h。

所述的掺杂镁磺酸基阻燃剂的制备方法为：

S1：在反应釜中加入10kg二巯基丁二酸，40kg丙烯酸镁，5kg三乙胺，100kgDMF，通入氮气，搅拌反应；

S2：再加入30kg氨基磺酸钠1kg的三聚氰胺，继续反应；

S3：再加入过氧化苯甲酰，继续反应，再经减压蒸馏蒸去DMF，得到掺杂镁磺酸基阻燃剂。

所述的S1的反应温度为60℃，反应时间为1h。

所述的S2的反应时间为2h。

所述的S3反应温度为80℃，反应时间为1h。

所述的搅拌速率为100rpm。

经检测，本实施例制备的阻燃木制家具600s时的累积热释放总量73.66MJ/m

对比例3

一种表面阻燃木制家具的制造方法，其操作步骤为：

将30kg木材置于浸渍罐内，先抽真空，加入2kg掺杂铁磺酸基阻燃剂、300kg水，加压浸渍后取出，擦干表面液体，气干，烘干，得到表面阻燃木材；将此木材制作成各类表面阻燃木制家具。

所述的木材选自东北青杨。

所述的加压压力为0.3MPa，时间为45min。

所述的气干时间为40h。

所述的烘干温度为80℃，时间为32h。

所述的掺杂铁磺酸基阻燃剂的制备方法为：

S1：在反应釜中加入10kg二巯基丁二酸，0.1kg乙烯基二茂铁，5kg三乙胺，100kgDMF，通入氮气，搅拌反应；

S2：再加入30kg氨基磺酸钠1kg的三聚氰胺，继续反应；

S3：再加入过氧化苯甲酰，继续反应，再经减压蒸馏蒸去DMF，得到掺杂铁磺酸基阻燃剂。

所述的S1的反应温度为60℃，反应时间为1h。

所述的S2的反应时间为2h。

所述的S3反应温度为80℃，反应时间为1h。

所述的搅拌速率为100rpm。

经检测，本实施例制备的阻燃木制家具600s时的累积热释放总量62.76MJ/m

以上实施例与对比例数据结果可以看出，本发明制备的二茂铁/氰胺基阻燃剂相比于普通聚磷酸酯阻燃剂，具有更长久的阻燃效果。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。