环保阻燃胶合板制备及性能研究

论文摘要

我国胶合板产量巨大,在人造板产品中占重要地位,是家具制造及室内装饰装修的主要材料。但是,胶合板在使用过程中会缓慢释放出有毒物质游离甲醛,造成室内空气污染,影响人们身体健康；此外,胶合板的易燃性,使其存在阻燃性较差的问题,这不仅存在火灾隐患,威胁人居环境安全,也使其在许多领域的使用上受到限制。因此,研究环保阻燃胶合板的制造及阻燃剂对胶合板性能的影响,对解决当前阻燃胶合板生产和使用过程中存在的问题具有重要意义。本文利用N-P系阻燃剂（BLFR）和N-P-B系阻燃剂（BFR）,通过单板浸渍和胶合板浸渍两种阻燃处理方式,制备环保阻燃胶合板。计算不同阻燃处理方式下单板和胶合板的增重率；研究阻燃剂浓度和增重率对胶合板阻燃性能、胶合性能和甲醛释放量的影响；利用DSC、DMA等分析仪器脲醛树脂在阻燃剂条件下的固化热行为和动态热机械性能；并通过TG热重分析胶合板和阻燃胶合板的阻燃性能。结果表明：（1）BLFR浸渍处理单板,制备的阻燃胶合板具有较佳的阻燃性能和环保性能,当单板增重率为8.7%时,胶合板达到难燃级别,甲醛释放量达到E0级标准。当单板增重率较小时,BLFR对胶合板胶合强度影响不大,增重率大于13.4%时,BLFR对胶合板胶合强度有较大影响：对浸渍后单板表面进行表面擦拭处理,可以提高阻燃胶合板的胶合强度。（2）与常压浸渍胶合板相比,BLFR真空加压浸渍处理胶合板,可以显著提高胶合板的增重率,改善胶合板的阻燃性能。（3）改性BFR浸渍处理胶合板,与BLFR相比,提高了胶合板的增重率,对提高胶合板的阻燃性能起了积极作用;优选添加量为0.1%的渗透剂和5%的硼砂。（4）BLFR和BFR浸渍处理胶合板,两者对胶合板胶合强度无不利影响,且胶合板的甲醛释放量均达到E0级标准。（5）脲醛树脂胶粘剂中添加BLFR阻燃剂,BLFR延长了脲醛树脂胶粘剂的固化时间,提高了固化反应的温度,使得树脂的交联固化程度降低,在一定程度上影响了脲醛树脂的固化。（6）BLFR和BFR的阻燃机理基本一致,都促使胶合板的热降解行为提前,降低了热降解起始温度,增加了残余炭量,从而提高了胶合板的阻燃性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1.引言
• 1.1 我国人造板发展概况
• 1.1.1 我国胶合板发展现状
• 1.1.2 胶合板发展趋势
• 1.2 环保胶合板的研究
• 1.2.1 胶合板释放甲醛机理
• 1.2.2 环保胶合板研究进展
• 1.3 阻燃胶合板的研究
• 1.3.1 胶合板阻燃机理
• 1.3.2 阻燃胶合板存在的问题
• 1.3.3 阻燃胶合板分析方法
• 1.4 胶合板用阻燃剂
• 1.4.1 胶合板用阻燃剂的要求
• 1.4.2 胶合板用阻燃剂的种类
• 1.5 脲醛树脂固化体系的研究
• 1.5.1 脲醛树脂固化原理
• 1.5.2 脲醛树脂固化剂及固化体系的反应机理
• 1.5.3 脲醛树脂固化剂及固化体系的研究现状
• 1.6 本文研究的主要内容、目的及意义
• 1.6.1 研究内容
• 1.6.2 研究目的和意义
• 2.BLFR单板阻燃制备阻燃胶合板
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 脲醛树脂胶粘剂的合成
• 2.1.2 BLFR阻燃剂的合成
• 2.1.3 阻燃胶合板的制备
• 2.1.4 实验设计
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 实验结果
• 2.2.2 单板的增重率
• 2.2.3 阻燃剂浓度对胶合板阻燃性能的影响
• 2.2.4 阻燃剂浓度对胶合板胶合强度的影响
• 2.2.5 阻燃剂浓度对胶合板甲醛释放量的影响
• 2.3 小结
• 3.BLFR胶合板阻燃制备阻燃胶合板
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 脲醛树脂胶粘剂的合成
• 3.1.2 BLFR阻燃剂的合成
• 3.1.3 阻燃胶合板的制备
• 3.1.4 实验设计
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 实验结果
• 3.2.2 胶合板的增重率
• 3.2.3 阻燃剂浓度对胶合板阻燃性能的影响
• 3.2.4 阻燃剂浓度对胶合板胶合强度的影响
• 3.2.5 阻燃剂浓度对胶合板甲醛释放量的影响
• 3.3 小结
• 4.改性BFR胶合板阻燃制备阻燃胶合板
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 脲醛树脂胶粘剂的合成
• 4.1.2 改性BFR阻燃剂的合成
• 4.1.3 阻燃胶合板的制备
• 4.1.4 实验设计
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 实验结果
• 4.2.2 阻燃胶合板的增重率
• 4.2.3 阻燃剂对阻燃性能的影响
• 4.2.4 阻燃剂对胶合强度的影响
• 4.2.5 阻燃剂对甲醛释放量的影响
• 4.3 小结
• 5.BLFR对脲醛树脂固化性能影响
• 5.1 实验部分
• 5.1.1 实验材料
• 5.1.2 实验设备
• 5.1.3 实验方法
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 BLFR阻燃剂对脲醛树脂的固化速度的影响
• 5.2.2 BLFR阻燃剂对脲醛树脂反应热行为的影响
• 5.2.3 BLFR阻燃胶合板的动态热机械性能分析结果
• 5.3 小结与建议
• 6.胶合板和阻燃胶合板热重分析
• 6.1 实验部分
• 6.1.1 实验原料和方法
• 6.1.2 实验方法
• 6.2 结果与讨论
• 7.总结论
• 参考文献
• 作者简介
• 导师简介
• 附录 攻读学位期间发表论文目录
• 致谢