探析阻燃輕質(zhì)纖維板的制備工藝及性能

摘 要：針對阻燃輕質(zhì)纖維板的應用現(xiàn)狀，進行綜合分析，并簡要介紹研究阻燃輕質(zhì)纖維板制備工藝及性能的現(xiàn)實意義，如提高纖維板的使用效果、減少資源浪費等，提出阻燃輕質(zhì)纖維板的制備工藝方法，希望能夠給相關工作人員提供良好幫助與借鑒。

關鍵詞：阻燃輕質(zhì)纖維板；制備工藝；靜曲強度；阻燃性能

中圖分類號：TS653.6 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）36-0216-02

引 言

纖維板，又常被人們稱為密度板，主要以木質(zhì)纖維和植物素纖維為基礎原料，通過在木板內(nèi)部加入一定量的尿醛樹脂或者其他膠黏劑，形成強度較高的纖維板。在我國南方，桉木膠合板的應用范圍比較廣泛，采用優(yōu)質(zhì)木材經(jīng)刨切或旋切加工方法而制成，具有良好的裝飾效果。將適量阻燃劑加入到纖維板當中，能夠提高纖維板的阻燃性能，降低纖維板的開裂概率，具有廣闊應用前景，鑒于此，本文主要分析阻燃輕質(zhì)纖維板的制備工藝與各項性能。

1 研究阻燃輕質(zhì)纖維板制備工藝及性能的現(xiàn)實意義

在20世紀70年代末期，我國纖維板的生產(chǎn)量逐漸提升，通常情況下，由于纖維板的密度不同，主要分為兩種類型，分別是壓縮型與非壓縮型，其中，非壓縮型纖維板稱為輕質(zhì)纖維板，其密度比較小，不超過0.4g/cm3，而壓縮型纖維板則分為中密度纖維板與硬質(zhì)纖維板。由于板坯成型工藝不同，可以分為濕法纖維板與干法纖維板等。近些年以來，伴隨建筑火災事故的頻繁發(fā)生，阻燃輕質(zhì)纖維板的應用范圍不斷擴大[1]。

通過研究阻燃輕質(zhì)纖維板的制備工藝及其各項性能，能夠更好的提高該類型纖維板的使用效果。與普通的纖維板相比較而言，阻燃輕質(zhì)纖維板的密度比較低、質(zhì)量輕，具有良好的隔熱保溫效果，再加上其加工流程比較簡單，將其制作成一些非承重構件，如門內(nèi)芯與房間隔斷等，能夠起到良好的隔音效果。采用聚氨酯膠與異氰酸酯壓制而成的阻燃輕質(zhì)纖維板，板材具有良好的物理力學性能，甲醛的釋放量可以忽略不計。

2 阻燃輕質(zhì)纖維板的制備工藝方法

2.1 制備方法

材料：采用長度為15mm的桉木纖維，該類纖維的直徑在40μm左右，長度小于2mm，含水率為13%左右。異氰酸酯膠，呈現(xiàn)棕黃色，在常溫狀態(tài)下，其密度為1.25g/cm3，固體含量為100%，黏稠度為275.3mPa·s。阻燃劑，采用復配磷-氮-硼膨脹型粉狀FRA型阻燃劑。

試驗設備：纖維分散設備、攪拌設備、噴膠機、熱壓機、萬能力學試驗機、氧指數(shù)測定儀與錐形量熱儀器等等。

阻燃輕質(zhì)纖維板制備流程：①試驗人員要將長木纖維進行匯總處理，全部放入到拌膠機當中，并在其內(nèi)部噴入一定量的阻燃劑，不停攪拌，保證阻燃劑能夠均勻的分布于纖維當中。②施膠處理，將纖維直接鋪裝在墊板之上，經(jīng)過壓實之后，在板坯表面覆蓋一定厚度的脫模紙。③將板材進行加熱處理，經(jīng)過熱壓后的板材，會形成良好的阻燃輕質(zhì)纖維板[2]。

2.2 性能測試

結合《低密度與超低密度纖維板》（LY/T1718-2017）中的有關規(guī)定開展性能測試，該阻燃輕質(zhì)纖維板的吸水厚度膨脹率分別是3.81%、3.16%、2.65%等，阻燃輕質(zhì)纖維板其他性能測試結果見表1。

3 阻燃輕質(zhì)纖維板的性能試驗結果分析

3.1 吸水厚度膨脹率

結合表1能夠得知，當熱壓溫度與熱壓時間一致時，阻燃輕質(zhì)纖維板的吸水厚度膨脹率比較小，當阻燃劑用量不斷增加時，阻燃輕質(zhì)纖維板的阻燃性能更佳。因為阻燃劑內(nèi)部含有一定量的硼酸，再加上纖維板長時間處于潮濕環(huán)境當中，纖維板的吸水厚度膨脹率會根據(jù)阻燃劑的用量增加而提升。

另外，當阻燃輕質(zhì)纖維板的施膠量逐漸提升時，纖維板表面會形成良好的膠層“包裹”，纖維板中的異氰酸酯基團能夠與硼酸活性氫反應，最終生成高分子交互結構，會影響阻燃輕質(zhì)纖維板的吸水性能。結合板材的限值要求能夠得知，異氰酸酯能夠改善阻燃輕質(zhì)纖維板的耐水性能，使得板材結構更加穩(wěn)定。

3.2 靜曲強度

伴隨試驗溫度的不斷提升，再加上長時間作用之下，阻燃輕質(zhì)纖維板的靜曲強度越來越高[3]。由于阻燃輕質(zhì)纖維板受外界溫度影響比較大，再加上熱壓時間的不斷延長，膠黏劑的固化速率更快，當施膠量達到一定數(shù)值時，阻燃輕質(zhì)纖維板之間的密實度越來越高，使得板材的靜曲強度不斷提升。

除此之外，由于阻燃劑用量的不斷增多，阻燃輕質(zhì)纖維板的靜曲強度逐漸下降。因為試驗采用的是粉狀阻燃劑，三聚氰胺磷酸鹽體現(xiàn)為顆粒狀態(tài)，影響?zhàn)┑恼辰Y效果，降低阻燃輕質(zhì)纖維板的強度。阻燃劑使用量的增加，使得阻燃輕質(zhì)纖維板的纖維含量不斷下降，纖維緊密接觸率也不斷下降，對板材的靜曲強度產(chǎn)生較大影響。試驗人員還要結合阻燃輕質(zhì)纖維板內(nèi)部結構特點，對原有的靜曲試驗流程進行優(yōu)化，保證試驗結果更加精確。

3.3 阻燃性能

阻燃輕質(zhì)纖維板在高壓與高溫的影響之下，會影響阻燃劑的使用量，由于阻燃劑使用量的不斷增多，纖維板的引燃時間越來越長，再加上試板的阻燃性能不斷提升，降低了火災的發(fā)生概率。當外界溫度過高時，三聚氰胺磷酸鹽會直接分解，產(chǎn)生一定量的NH3、H2O等，并生成脫水效果明顯的磷酸，使得材料表面氧氣濃度不斷下降，纖維素會直接脫水形成炭，具有良好的隔熱效果，不斷降低阻燃輕質(zhì)纖維板的熱釋放量，真正實現(xiàn)阻燃的目標。

研究表明，當阻燃輕質(zhì)纖維板中的阻燃劑使用量為20%時，當取溫度為165℃、纖維板的熱壓時間為10min，不同用量的阻燃劑，起到的阻燃效果不同。在受熱初期，阻燃輕質(zhì)纖維板內(nèi)部的化合物能夠釋放出大量的可燃性氣體，在持續(xù)加熱的狀態(tài)下，能夠快速燃燒，伴隨燃燒的快速進行，阻燃劑逐漸膨脹，纖維板表面的纖維直接炭化，有效降低了阻燃輕質(zhì)纖維板的熱釋放速率。在熱源的作用下，纖維板表面直接開裂，下部沒有炭化的木材引燃，引發(fā)嚴重火災[4]。

將適量的阻燃劑加入到阻燃輕質(zhì)纖維板中，能夠降低纖維板的燃燒效率，但是，如果阻燃劑的添加量過多，也會影響阻燃輕質(zhì)纖維板的阻燃性能。結合大量的試驗結果能夠得知，當阻燃輕質(zhì)纖維板中的阻燃劑用量由8%增加到15%時，纖維板的阻燃效果明顯下降。因此，為了保證阻燃輕質(zhì)纖維板的阻燃效果得到更好體現(xiàn)，試驗人員需要嚴格控制阻燃劑的使用量。

4 結束語

綜上所述，通過簡要介紹阻燃輕質(zhì)纖維板的制備工藝方法、阻燃輕質(zhì)纖維板的性能試驗結果分析，如吸水厚度膨脹率、靜曲強度、阻燃性能等等，能夠有效提高阻燃輕質(zhì)纖維板的使用效果，減少纖維板的浪費。對于相關試驗人員而言，在試驗過程當中，需要結合阻燃輕質(zhì)纖維板的各項性能，妥善控制阻燃劑的使用量，在提升阻燃輕質(zhì)纖維板利用率的同時，推動國民經(jīng)濟的綠色發(fā)展。

參考文獻

[1]陳繼超，姜維娜，曹文靜，等.楊木纖維/Si-B復合材料制備及其防腐性能研究[J].南京林業(yè)大學學報（自然科學版），2018，42（05）：206～210.

[2]韋淇峰，唐運表，魏云和，等.MUF-EMDI膠制備室外家具型中密度纖維板的工藝及性能評價[J].木材工業(yè)，2018，32（03）：39～42.

[3]張麗芳，梁善慶，張龍飛，等.鎂鋁水滑石復配三聚氰胺磷酸鹽制備阻燃中密度纖維板的工藝[J].木材工業(yè)，2018，32（01）：6～9.

[4]杜文鑫，張永明，郭明輝.漆酶-ABTS介體體系活化木質(zhì)素磺酸銨制備環(huán)保型纖維板及其性能表征[J].東北林業(yè)大學學報，2017，45（02）：75～80+84.

收稿日期：2018-11-17

作者簡介：朱定強（1983-），男，漢族，廣西合浦人，助理工程師，本科，主要從事中密度纖維板生產(chǎn)工作。