连续平压阻燃刨花板性能到底怎么样?权威试验结果出炉!

2019-08-09 11:00:58浏览:3328 评论:0 来源:中国人造板   
核心摘要:刨花板是一种资源综合利用型产品,广泛应用于家具制造、室内装饰装修、包装等领域。2015年以来, 中国刨花板产业得到了空前关注,产业呈现良好发展势头。当刨花板应用于室内装修和家具制造等室内场合时,经阻燃处理,对预防火灾和减缓火灾速度等具有重要意义。刨花的连续平压生产线因其生产效率高、产品质量稳定等优点,占据了2017年新建刨花板生产线产能的75%。因此,在连续平压生产线上研究阻燃刨花板的制备技术具有重要的现实意义。本研究通过将不同的复配阻燃体系在铺装过程中逐一施加,制备得到连续平压阻燃刨花板并研究其燃烧机制

刨花板是一种资源综合利用型产品,广泛应用于家具制造、室内装饰装修、包装等领域。2015年以来, 中国刨花板产业得到了空前关注,产业呈现良好发展势头。当刨花板应用于室内装修和家具制造等室内场合时,经阻燃处理,对预防火灾和减缓火灾速度等具有重要意义。刨花的连续平压生产线因其生产效率高、产品质量稳定等优点,占据了2017年新建刨花板生产线产能的75%。因此,在连续平压生产线上研究阻燃刨花板的制备技术具有重要的现实意义。本研究通过将不同的复配阻燃体系在铺装过程中逐一施加,制备得到连续平压阻燃刨花板并研究其燃烧机制。


经过一系列试验,得到如下结果。


一、阻燃性能


图1


图1为GB 8624—2012中B1级测试要求中单体燃烧试验中热释放量(HRR)、燃烧增长指数(FIGRA)和实时产烟率(SPR)的曲线图。如图1(A)所示,经阻燃处理后的18 mm阻燃刨花板在单体燃烧中的热释放峰值由85.89 kW降低至16.85 kW,降低了约80.6%。图1(B)中的燃烧增长指数FIGRA 0.2 MJ由374.8 W/s降低至97.2 W/s,达到GB 8624—2012中对B1-B级的要求(FIGRA 0.2 MJ <120 W/s)。从图1(C)中可以看出在390~710 s燃烧阶段,阻燃刨花板的实时产烟率要高于普通刨花板,这主要是因为这个过程中阻燃剂的降解和促进木质材料基体成炭作用导致,在800 s后阻燃刨花板显现出较好的阻燃性能,产烟率得到了大幅降低。


图2


图2为阻燃和未阻燃处理刨花板的热释放速率(HRR)曲线,从图中可以看出两种刨花板同大多数木质材料一样呈现出两个明显的放热峰。但是阻燃刨花板的pHRR1和pHRR2相比于普通刨花板降低了65%和39%。且阻燃刨花板的第二个放热峰出现在1 200 s左右,相比于普通刨花板延后了近200 s。通过在表层添加了在气相阻燃中发挥主要作用的磷杂菲类阻燃剂,减少了其火焰的蔓延,在延后点燃时间的同时降低了其热释放速率; 在芯层中聚磷酸铵、三聚氰胺和木质素组成膨胀型阻燃剂,通过凝聚相阻燃机制,形成了致密强度较高的炭层,阻止了火焰向基体内部的蔓延,起到了保护基体的作用。对于本试验阻燃机理的进一步分析将发表于后续文章中。


图3


图3为锥形量热测试后的残炭数码照片及其SEM图。从图中可以明显看出,(A)图的残炭较为松垮,颜色呈现木质材料完全燃烧后的灰色,取其中部残炭进行SEM分析,可以看到多孔松散的炭层形貌。


然而经过本方案阻燃处理后的样品,其残炭形貌为完全燃烧的黑色,且炭层的强度较高,分析其相同部位残炭的SEM图,其展现出了较为致密且完整的炭层微观形貌。这也进一步印证了芯层阻燃剂的添加起到了较好的促进成炭和保护基体的作用。


二、物理力学性能


两种刨花板的物理力学性能测试结果见表1。相比于普通刨花板,阻燃刨花板的内结合强度、静曲强度和表面结合强度降低约11.7%、12.8%和8.8%,但通过对照仍可达到GB/T 4897—2015中干燥状态下使用的家具型刨花板(P2型)标准的要求,故该方案的阻燃刨花板可以满足刨花板的使用要求。


表1


三、结论


1、通过表层添加磷杂菲类阻燃剂、芯层添加聚磷酸铵、三聚氰胺阻燃剂在连续平压生产线上制备了阻燃刨花板。


2、采用表层添加磷杂菲类和芯层添加膨胀型阻燃剂的方式制备的阻燃刨花板通过了GB 8624—2012分级测试可达到B1级,通过锥形量热仪法测试,其热释放速率峰值相比于普通刨花板最高降低了约65%。


3、通过分析其阻燃机理,初步推断为表层中磷杂菲类阻燃剂的添加在气相阻燃中发挥作用,抑制了火焰的蔓延,同时降低了其热释放速率。芯层中聚磷酸铵、三聚氰胺和木质素组成膨胀型阻燃剂,通过凝聚相阻燃机制,形成了致密强度较高的炭层,阻止了火焰向基体内部的蔓延,起到了保护基体的作用。


4、阻燃剂的添加一定程度上影响了板材的物理力学性能,但仍可达到GB/T 4897—2015对P2 型刨花板的要求。


(责任编辑:小编)

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