本發明涉及阻燃材料技術領域，特別涉及一種阻燃劑以及鋁木復合阻燃窗框或門框的制備方法。
背景技術：
新版《建筑設計防火規范》(GB50016-2014)于2015年5月1日起正式實施，規范第6.7.7條規定，當建筑外墻外保溫系統采用燃燒性能為B1級保溫材料時，建筑高度大于24m的公共建筑和建筑高度大于27米的住宅建筑，建筑外墻上門、窗的耐火完整性不應低于0.5h。
隨著超低能耗建筑的大力推廣和普及，木窗成為目前超低能耗建筑使用較多的一種窗型，節能效果明顯。然而，由于木材的可燃性，整窗的燃燒性能并不能滿足耐火0.5h的要求。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種阻燃劑以及鋁木復合阻燃窗框或門框的制備方法，本發明還提供了一種鋁木復合阻燃窗框或門框的制備方法。本發明提供的鋁木復合阻燃窗框或門框的耐火完整性為35～40分鐘，滿足《建筑設計防火規范》的要求。
為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：
本發明提供了一種阻燃劑，包含以下重量份的組分：
氫氧化鎂 10～20份；
硼砂 20～30份；
水 55～65份。
本發明提供了一種使用上述阻燃劑制備阻燃木材的方法，包括以下步驟：
對木材原料進行抽真空處理后，在真空狀態下浸于包含阻燃劑和水的阻燃體系中；
對包含木材與阻燃體系的混合體系進行加壓處理；
對所述加壓處理后的木材進行陳化處理，得到阻燃木材。
優選的，所述抽真空處理的真空度為-70～-90KPa，時間為5～20分鐘。
優選的，所述阻燃體系中阻燃劑和水的質量比為1:(2～5)。
優選的，所述加壓處理的壓力為1～1.8MPa，時間為45～180分鐘。
優選的，所述陳化處理的溫度為18～28℃，時間為3～5天。
優選的，所述陳化處理的環境濕度為40～60％。
本發明還提供了一種使用所述方法制備的阻燃木材制備鋁木復合阻燃窗框或門框的方法，包括以下步驟：
將阻燃木材組裝成框，得到雛形窗框或門框；
在所述雛形窗框或門框表面設置聚氨酯發泡膠層，再蓋上鋁扣板，得到所述鋁木復合阻燃窗框或門框。
優選的，所述聚氨酯發泡膠層的厚度為3～7mm。
本發明還提供了一種使用上述方法制備的阻燃木材制備鋁木復合阻燃窗框的方法，將阻燃木材組裝成框并在其表面設置一層聚氨酯發泡膠，蓋上鋁扣板，得到所述鋁木復合阻燃窗框。
優選的，所述聚氨酯發泡膠的厚度為3～7mm。
本發明提供了一種阻燃劑，包含10～20份氫氧化鎂、20～30份硼砂和55～65份水。本發明還提供以上述技術方案所述阻燃劑制備阻燃木材的方法，包括以下步驟：對木材原料進行抽真空處理后，在真空狀態下浸于包含阻燃劑和水的阻燃體系中；對包含木材與阻燃體系的混合體系進行加壓處理；對所述加壓處理后的木材進行陳化處理，得到阻燃木材。本發明由于使用特定組成的阻燃劑對木材進行了阻燃處理，再以阻燃處理后的木材制備窗框或門框時，又在木材和鋁板之間設置了一層聚氨酯發泡膠，使得得到的鋁木復合阻燃窗框的傳熱系數有所下降，且耐火完整性提高。實驗結果表明，本發明得到的鋁木復合阻燃窗框的傳熱系數為1.1W/(㎡·K)，而普通的鋁木復合窗框的傳熱系數為1.8W/(㎡·K)；耐火完整性為40分鐘，滿足《建筑設計防火規范》(GB50016-2014)規定的0.5h的要求。
具體實施方式
本發明提供了一種阻燃劑，包含以下重量份的組分：
氫氧化鎂 10～20份；
硼砂 20～30份；
水 55～65份。
本發明提供的阻燃劑包含10～20份氫氧化鎂，優選為12～18份，最優選為14～16份。本發明提供的阻燃劑包含20～30份硼砂，優選為22～28份，最優選為24～26份。本發明對所述氫氧化鎂和硼砂的來源沒有特殊要求，具體的可以為氫氧化鎂和硼砂的市售產品。
本發明提供的阻燃劑包含55～65份水，優選為58～63份，最優選為59～61份。在本發明中，所述水可具體為自來水、純凈水、去離子水或蒸餾水。
本發明對所述阻燃劑的制備方法沒有特殊要求，將氫氧化鎂、硼砂和水混合均勻即可。
本發明還提供了一種使用所述阻燃劑制備阻燃木材的方法，包括以下步驟：
對木材原料進行抽真空處理后，在真空狀態下浸于包含阻燃劑和水的阻燃體系中；
對包含木材與阻燃體系的混合體系進行加壓處理；
對所述加壓處理后的木材進行陳化處理，得到阻燃木材。
本發明對木材原料進行抽真空處理后，在真空狀態下浸于包含阻燃劑和水的阻燃體系中。本發明優選將木材置于密閉容器中，對密閉容器進行抽真空處理。在本發明中，所述抽真空處理的真空度優選為-70～-90KPa，更優選為-75～-85KPa，最優選為-80KPa；時間優選為5～20分鐘，更優選為10～15分鐘，最優選為11～13分鐘。
在本發明中，所述阻燃體系中阻燃劑和水的質量比優選為1:(2～5)，更優選為1:(3～4)。
本發明對包含木材與阻燃體系的混合體系進行加壓處理。在本發明中，所述加壓處理的壓力優選為1～1.8MPa，更優選為1.2～1.6MPa，最優選為1.4～1.5MPa；時間優選為45～180分鐘，更優選為60～150分鐘，最優選為80～120分鐘。經過所述加壓處理之后，木材對阻燃體系的吸收量能夠達到80～90kg/m3。
所述加壓處理之后，本發明優選將木材從阻燃體系中取出再次進行抽真空處理。在本發明中，所述抽真空處理的真空度優選為-90～-70KPa，更優選為-85～-75KPa，最優選為-82～-78KPa；時間優選為5～20分鐘，更優選為10～15分鐘，最優選為11～13分鐘。所述抽真空處理能夠抽出部分木材細胞腔的阻燃劑和木材表面多余的阻燃劑。
本發明對所述加壓處理后的木材進行陳化處理，得到阻燃木材。在本發明中，所述陳化處理的溫度優選為18～28℃，更優選為20～26℃，最優選為22～24℃；時間優選為3～5天，具體的可以為3天、4天或5天。在本發明中，所述陳化處理的環境濕度優選為40～60％，更優選為45～55％，最優選為48～53％。
本發明優選對所述陳化后的木材進行干燥處理。在本發明中，所述干燥處理的溫度優選為70～120℃，更優選為80～110℃，最優選為90～100℃；所述干燥的時間優選為12～36小時，更優選為15～30小時，最優選為20～25小時。
本發明還提供了一種使用上述方法制備的阻燃木材制備鋁木復合阻燃窗框或門框的方法，包括以下步驟：
將阻燃木材組裝成框，得到雛形窗框或門框；
在所述雛形窗框或門框表面設置聚氨酯發泡膠層，再蓋上鋁扣板，得到所述鋁木復合阻燃窗框或門框。
在本發明中，所述聚氨酯發泡膠層的厚度優選為3～7mm，更優選為4～6mm，最優選為5mm。在本發明中，所述聚氨酯發泡膠優選為高阻燃的聚氨酯發泡膠；所述聚氨酯發泡膠的導熱系數優選的小于等于0.025W/(m·K)；所述聚氨酯發泡膠的尺寸穩定性優選的小于等于3％；所述聚氨酯發泡膠的燃燒性能為B1級。
本發明提供了一種阻燃劑，包含10～20份氫氧化鎂、20～30份硼砂和55～65份水。本發明還提供以上述技術方案所述阻燃劑制備阻燃木材的方法，包括以下步驟：對木材原料進行抽真空處理后，在真空狀態下浸于包含阻燃劑和水的阻燃體系中；對包含木材與阻燃體系的混合體系進行加壓處理；對所述加壓處理后的木材進行陳化處理，得到阻燃木材。本發明由于使用特定組成的阻燃劑對木材進行了阻燃處理，再以阻燃處理后的木材制備窗框或門框時，又在木材和鋁板之間設置了一層聚氨酯發泡膠，使得得到的鋁木復合阻燃窗框的傳熱系數有所下降，且耐火完整性提高。實驗結果表明，本發明得到的鋁木復合阻燃窗框的傳熱系數為1.1W/(㎡·K)，而普通的鋁木復合窗框的傳熱系數為1.8W/(㎡·K)；耐火完整性為40分鐘，滿足《建筑設計防火規范》(GB50016-2014)規定的0.5h的要求。
下面結合實施例對本發明提供的阻燃劑以及鋁木復合阻燃窗框或門框的制備方法進行詳細的說明，但是不能把它們理解為對本發明保護范圍的限定。
實施例1
對木材在-70KPa下抽真空5分鐘，然后在該真空條件下將木材浸沒于阻燃體系中。阻燃體系中阻燃劑和水的質量比為1:2，阻燃劑中氫氧化鎂、硼砂和水的質量比為10:30:65。
對木材與阻燃體系的混合體系進行加壓處理，壓力為1.8MPa，加壓時間為80分鐘。加壓處理后去除阻燃體系，將得到的木材在-90KPa下抽真空5分鐘。
將得到的木材在18℃溫度下陳化5天，陳化時環境濕度為40％。
將陳化后的木材在70℃下干燥36小時，得到阻燃木材。
將得到的阻燃木材組裝成框，表面設置一層厚度為3mm的聚氨酯發泡膠，蓋上鋁扣板，得到鋁木復合阻燃窗框。
本發明對本實施例得到的鋁木復合阻燃窗框的傳熱系數進行了檢測，檢測結果表明，本實施例得到的鋁木復合阻燃窗框的傳熱系數為1.1W/(㎡·K)，而普通的鋁木復合窗框的傳熱系數為1.8W/(㎡·K)。
此外，本發明提供的鋁木復合阻燃窗框的耐火完整性為35分鐘，滿足《建筑設計防火規范》(GB50016-2014)規定的0.5h的要求。
實施例2
對木材在0KPa下抽真空20分鐘，然后在該真空條件下將木材浸沒于阻燃體系中。阻燃體系中阻燃劑和水的質量比為1:5，阻燃劑中氫氧化鎂、硼砂和水的質量比為20:20:55。
對木材與阻燃體系的混合體系進行加壓處理，壓力為1MPa，加壓時間為120分鐘。加壓處理后去除阻燃體系，將得到的木材在-70KPa下抽真空20分鐘。
將得到的木材在23℃溫度下陳化4天，陳化時環境濕度為50％。
將陳化后的木材在100℃下干燥25小時，得到阻燃木材。
將得到的阻燃木材組裝成框，表面設置一層厚度為4mm的聚氨酯發泡膠，蓋上鋁扣板，得到鋁木復合阻燃窗框。
本發明對本實施例得到的鋁木復合阻燃窗框的傳熱系數進行了檢測，檢測結果表明，本實施例得到的鋁木復合阻燃窗框的傳熱系數為1.1W/(㎡·K)，而普通的鋁木復合窗框的傳熱系數為1.8W/(㎡·K)。
此外，本發明提供的鋁木復合阻燃窗框的耐火完整性為40分鐘，滿足《建筑設計防火規范》(GB50016-2014)規定的0.5h的要求。
實施例3
對木材在-30KPa下抽真空15分鐘，然后在該真空條件下將木材浸沒于阻燃體系中。阻燃體系中阻燃劑和水的質量比為1:3，阻燃劑中氫氧化鎂、硼砂和水的質量比為10:20:55。
對木材與阻燃體系的混合體系進行加壓處理，壓力為1.4MPa，加壓時間為60分鐘。加壓處理后去除阻燃體系，將得到的木材在-80KPa下抽真空15分鐘。
將得到的木材在28℃溫度下陳化3天，陳化時環境濕度為60％。
將陳化后的木材在120℃下干燥12小時，得到阻燃木材。
將得到的阻燃木材組裝成框，表面設置一層厚度為5mm的聚氨酯發泡膠，蓋上鋁扣板，得到鋁木復合阻燃窗框。
本發明對本實施例得到的鋁木復合阻燃窗框的傳熱系數進行了檢測，檢測結果表明，本實施例得到的鋁木復合阻燃窗框的傳熱系數為1.1W/(㎡·K)，而普通的鋁木復合窗框的傳熱系數為1.8W/(㎡·K)。
此外，本發明提供的鋁木復合阻燃窗框的耐火完整性為38分鐘，滿足《建筑設計防火規范》(GB50016-2014)規定的0.5h的要求。
由以上實施例可知，本發明由于使用特定組成的阻燃劑對木材進行了阻燃處理，再以阻燃處理后的木材制備窗框或門框時，又在木材和鋁板之間設置了一層聚氨酯發泡膠，使得得到的鋁木復合阻燃窗框的傳熱系數有所下降，且耐火完整性提高。實驗結果表明，本發明得到的鋁木復合阻燃窗框的傳熱系數為1.1W/(㎡·K)，而普通的鋁木復合窗框的傳熱系數為1.8W/(㎡·K)；耐火完整性為40分鐘，滿足《建筑設計防火規范》(GB50016-2014)規定的0.5h的要求。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。