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1、西北林学院学报 2 0 0 6，2 1(5)：1 6 5 -1 6 7 J o u r n a I o f No r t h we s t F o r e s t r y Un i v e r s i t y 聚氨酯防火涂料处理杉木壁板的热释放率研究 谢敏芳 ，黄晓东 ，窦延光(1 福建农林大学 材料工程学院 福建 福州3 5 0 0 0 2 I 2 陕西省林业工业产品质量监督检验站，陕西 西安 7 1 0 0 8 2)摘 要：采用美国阿特拉斯公司生产的H R R。热释放率系统，按照美国航空标准(F A A)要求测试 经聚氨酯防火涂料处理的杉木壁板试件的燃烧热释放率(H R R)并比较其阻燃性
2、能。关键词：HRR。热释放率系统；美国航空标准(F AA)；杉木壁板；聚氨酯防 火涂料 中图分类号：$7 8 1 3 7 文献标识码：A 文章编号：i 0 0 1 7 4 6 1(2 0 0 6)0 5 0 1 6 5 0 3 A S t u d y o n He a t Re l e a s e Ra t e o f t h e Ch i n e s e F i r W a i n s c o t Co a t e d wi t h t h e P o l y u r e t h a n e Fl a me-r e t a r d a n t Co a t i n g XI E M i n
3、f a n g。HUANG Xi a o d o n g 。DOU Ya n g u a n g。(1 I n s t i t u t e D，Ma t e r i a l E n g i n e e r i n g F z q i a n A g r i c u l t u r e a n dF o r e s t r yU n i v e r s i t y，F u z h o u F z j i a n，3 5 0 0 0 2 C h i n a 2 Fo r e s t r y I n d u s t r y Pr o d u c t s Qu a l i t y Mo n i t o
4、 r i n g a n d E x a mi n a t i o n O f J c e i n S h a a n x i。Xi n，I S h a a n x i 7 1 0 0 8 2，C h n a)Ab s t r a c t：He a t r e l e a s e r a t e o f t h e Ch i n e s e f i r wa i n s c o t c o a t e d wi t h p o l y u r e t h a n e f l a me r e t a r d a n t c o a t i n g wa s s t u d i e d。a n
5、d t h e f l a me r e t a r d i n g p r o p e r t i e s we r e c o mp a r e d a c c o r d i n g t o Fe d e r a l Av i a t i o n Ad i mi n i s t r a t i o n s t a n d a r d s Ke y wo r d s：HRR3 h e a t r e l e a s e r a t e s y s t e m；FAA s t a n d a r d；Ch i n e s e f i r wa i n s c o t；p o l y u r
6、e t h a n e f l a me r e t a r d a n t c o a t i n g 杉木壁板以其特有的天然纹理及易于加工的特 点在建筑、家具及室内装饰装修行业被广泛的应 用 。但是值得注意的是，杉木同时也具有易燃的特 点。世界各国火灾事故中，建筑物火灾占首位，2 1 火灾由木材等纤维材料引起，其中住宅火灾 7 0 是 因木质材料缺乏耐火性而引起 引。出于对居住环境 安全的考虑，人们对居室内各种材料的阻燃性能的 要求也越来越高 引，尤其是随着建筑的高层化、集群 化、工业大型化的发展和有机合成材料的广泛应用，预防火灾的要求越来越高，并且也越来越引起人们 的重视 。使用防火涂料
7、是防火的一种重要手段，防火涂料使用方便，防火阻燃效率较高，适应性强，而膨胀型防火涂料的研究和开发更是目前国内外发 展的方向 引。本研究先采用膨胀型聚氨酯防火涂料 处理杉木壁板，再运用美国阿特拉斯公司生产的 H R R。热释放率系统，按照美国航空标准(F A A)要 求测试经膨胀型聚氨酯防火涂料处理的杉木壁板试 件的燃烧热释放率(H R R)并比较其阻燃性能。该研 究无论从减灾保护人民生命财产安全还是其他方面 均有十分重要的现实意义和深远的历史意义 7 。1 材料与方法 1 1 试样来源 1 2 mm杉木壁板产品及烤漆壁板均 由福建省 福昌木业有限公司提供，产品质量符合 G B T 1 5 0
8、3 -1 5 0 3 6 6 9 4 国家标准，产品规格为 4 0 0 0 m mX 9 0 0 mm1 2 mm，相同 2片拼接后再锯切加工成 1 5 0 m mX1 5 0 mmX1 2 mm试件备用。聚氨酯树脂 采用长沙市福邦化工涂料有限公司出品的双组分树 脂，按表 l 膨胀型聚氨酯防火涂料的配方分别配制 方案：其中尿素按 2 0 份、双氰胺按 2 0 份混均加入；按 2 5 0 g m z(单面)涂刷量涂刷试件，干燥后备用。收稿日期：2 0 0 6 0 2 2 1 修回日期：2 0 0 6 0 3 0 3 基金项目：福建省林业厅科学基金资助项目(L 一 9 9 2 8)作者简介：谢敏芳
9、(1 9 7 1 )女，福建古田县人 讲师 从事木材科学与技术研究。维普资讯 http:/ 1 6 6 西北林学院学报 2 1卷 表 1 膨胀型聚氨酯防火涂料的配方 Ta b l el l Th e f o r mu l a f or t h e e x p a n d p o l y u r e t h a n e fl a me r e t a n d a n t c o a t i n g 原料名称 组成 质量份 原料名称 组成 质量份 1 2 仪器设备 采用美国阿特拉斯公司生产的H R R。热释放率 系统。1 3 试样预处理 将杉木壁板试样放置在温度 2 1 3、相对湿 度为 5 O
10、的恒温恒湿箱中处理 2 4 h 后取出，平放试 样，在试样上包裹厚 0 0 2 5 m m的铝箔至另一边，装 入指定试样架，剪去露出的多余铝箔后备用 引。1 4 实验条件 按照美国航空标准 F A A f r o m 8 1 3 O 一3 及美国 国家标准 A S T ME 9 0 6 8 3 要求：压缩 空气压力 2 6 6 7 k P a，压缩空气温度为 2 1-2 4、压缩空气流 量为 0 0 4 m。s、热通量校准器内冷却水流量 1 L min，辐射热通量 3 5 5 w c m。，甲烷气纯度 9 9 、甲烷气瓶输出压力 1 0 3 4 1 3 7 9 k P a、标准 测试时间5 r
11、ain。(美国航空局授权：定购A T L A S公 司HR R s 热释放系统的用户，只要按照美国航空标 准 F A A 8 1 3 O 一3 及美国国家标准 A S T ME 9 0 6-8 3 要求进行相关测试，标准偏差必须小于 5 ，则测定 结果可被美国航空局认可)。2 结果与分析 由表 2 及图 1 可知，未经膨胀型聚氨酯防火涂 料处理的杉木壁板素板(A)的试件，在 H R R。热释 放率系统测试实验中，杉木壁板素板在3 2 S内为吸 热阶段，试件在 H R R。热释放率系统的燃烧室内吸 热升温，3 2 S 后试件开始燃烧并放出热量，在 1 3 0 S 的时间内，试件猛烈的燃烧并达到热
12、释放率最大峰 值 尺 一1 1 6 4 k w m。，1 3 0 S 后由于试件炭化层 的形成炭化层抑制木材的燃烧，热释放率有所下降，随着时间的进行，炭化层逐渐被破坏、开裂并继续燃 烧，试件的热释放率又有所升高，并在 3 0 0 S 实验结 束时达到下一个峰值 1 1 1 6 7 k w m。在 2 m i n内总 热释放量是 7 3 8 5 k W m i n m 2，整个热释放率曲线 呈“U”型。从表 2及图 2 可知，在 H R R。热释放率系统测 试实验中，1 2 m m厚烤漆杉木壁板在 3 6 S内为吸热 阶段，试件在 H R R 热释放率系统的燃烧室内吸热 升温，3 6 S 后试件
13、开始燃烧并放出热量，在 1 6 1 S 时，试件猛烈的燃烧并达到第一个热释放率峰值 H R一7 8 8 3 k w m。，1 6 1 S 后表层燃烧产生了炭化 层，由于木材炭化层的热传导率仅为木材的 1 3 2 3 E m ，因此木材炭化层抑制木材的热传导，阻碍了 试件的燃烧，热释放率曲线有所下降，试验后期由于 炭化层的破坏，试件继续燃烧，试件的燃烧热释放率 呈进一步上升的趋势。表 2 杉木壁板素板、烤漆壁板、膨胀型聚氨酯 防火涂料处理的杉木壁板的燃烧热释放率 Ta b l e 2 Re l e a s e r a t e o f c o mb u s t i o n h e a t o f
14、d i f f e r e nt p a t e s (A。B a n d C)杉木壁板素板 烤漆壁板 防火涂料处理的(A)(B)杉木壁板(C)fa s_ H _ _ _l _ l _ H H R k W k W k W k W k W k W m。2 mi n m-2 m=2 m i n m。2 m。2 mi nm。2 注：H R R 一热释放率；H R一总热释放量 维普资讯 http:/ 第 5 期 谢敏芳等聚氨酯防火涂料处理杉木壁板的热释放率研究 1 6 7 表 3 1 2 mm杉木壁板素板、烤漆壁板、膨胀型聚氨酯防火 涂料处理的杉木壁板的氧指数实测值对照 Ta b l e 3 Me a
15、 s ur e d o x y g e n i n d e x e s o f d i f f e r e n t wa i n s c o t s wi t h t he t h i c k n e s s of 1 2 13 a n l Ch i n e s e f i r wa i ns c ot，p o l yu r e t h a n e r e s i n d e c or a t e d t he Ch i n e s e fi r wa i n s c o t a n d e x p a n d p o l y u r e t h a ne f l a me r e t a r
16、 d a n t c o a t i n g Chi n e s e f i r wa i n s c o t 注：按照 G B T 2 4 O 6 9 3 标准准备并加工，检测试件 时间，I 图 1 杉木壁板素板(A)燃烧热释放率曲线 Fi g 1 He a t r e l e a s e r a t e c u r v e o f A s c h e me s a mp l e 翼 羹 热释放率峰值 H R R=6 9 2 6 k W m z，由于试件在成 炭剂、发泡剂、成炭催化剂(P C N)的联合作用下形 成致密的炭化层，且炭化层的热传导率仅为板材的 1 3 2 3，阻碍了内部杉木壁板
17、基材的进一步燃烧，试件的燃烧热释放率在这一段呈现缓慢的下降趋 势。另一个值得注意的问题是本试件在 2 n fi n内的 总热释放量是 4 O 5 2 k W m i n m ，这个结果是比 较低的。在美国航空标准 F A A里是一个十分重要 的参数。如果有火灾发生，那么能够给人穿过火场逃 生的时间只有 2 m i n，超过 2 mi n，人的肉体将无法 承受燃烧释放出的热量。因而各种建筑装修材料在 起火的2 m i n内放出的热量的数值无疑是一个十分 重要的指标。作为阻燃材料来说，除在整个燃烧过程 必须尽量少地释放出热量以外，还要求在火灾开始 阶段必须尽量少地释放出热量。t 86 目7 0 奏
18、 耋 O 3 0 6 0 9 0 1 2 0 l 5 0 1 8 0 2 1 0 2 4 0 2 7 0 3 0 0 时间，B 图 3 膨胀型聚氨酯防火涂料处理的杉木壁板(C)燃烧热释放率曲线 Fi g 3 He a t r e le a s e r a t e c u r v e of C s c he me s a mpl e o 2 埔 啪瑚 3 结论与讨论 时 间，a 口 P I L J 图 2 拷漆壁板(B)燃烧热释放率曲线圈 Fi g 2 He a t r e l e a s e r a t e c u r v e of B s c h e me s a mp l e 从表 2 及
19、图 3 可知，经膨胀型聚氨酯防火涂料 处理的杉木壁板试件，在热释放率系统测试试验中，开始 4 7 S为吸热阶段，试件在燃烧室内吸热升温，4 7 S 后试件开始燃烧并放出热量，热释放率随着时 间的进行逐步增加，最高值出现在 2 2 8 S 处，热释放 率达到 6 9 2 6 k w m ，在 2 ra i n内总热释放量是 4 O 5 2 k w m i n m ，产生如此热释放率曲线的主 要原因是由于杉木壁板试件采用膨胀型聚氨酯防火 涂料处理，进入燃烧室受热的同时涂层膨胀并开始 大面积的发泡，产生大量的N H。、C O 、Hz O等不燃 性气体，阻碍了燃烧室内热量对杉木壁板基材的传 递 n ，
20、另一方面也同时阻碍了杉木壁板基材受热分 解产生的可燃烧性气体的传递并稀释可燃烧性气 体，这就直接造成了膨胀型聚氨酯防火涂料饰面杉 木壁板的着火时间与杉木壁板素板相比延后L l引。在 2 2 8 S 时，膨胀型聚氨酯防火涂料饰面板试件燃烧到 经膨胀型聚氨酯防火涂料处理的杉木壁板相对 于未经处理的杉木壁板和烤漆杉木壁板来说，在相 同条件下杉木壁板试件具有着火时间延迟，热释放 率最高值大大降低，2 m i n内总热释放量也明显降 低的特点。主要原因是由于杉木壁板试件采用膨胀 型聚氨酯防火涂料处理，进入燃烧室受热的同时涂 层膨胀并开始大面积的发泡，产生大量的 N H。、C O。、H。O等不燃性气体，阻
21、碍了燃烧室内热量对杉 木壁板基材的传递，另一方面也同时阻碍了杉木壁 板基材受热分解产生的可燃烧性气体的传递并稀释 可燃烧性气体，这就直接造成了膨胀型聚氨酯防火 涂料饰面杉木壁板的着火时间与杉木壁板素板和烤 漆壁板相比延后。由于试件在成炭剂、发泡剂、成炭 催化剂(P C N)的联合作用下形成致密的炭化层，且炭化层的热传导率仅为板材的 1 3,2 3，阻碍了 内部杉木壁板基材的进一步燃烧，故试件的燃烧热 释放率曲线呈现上述特点。(下转第 1 7 5页)维普资讯 http:/ 第 5 期 田国行等郑州市郑东新区东三环景观规划设计 1 7 5 锦(镶边悬垂)4 结论 我国当前的景观大道的建设方兴未艾，
22、但这种 以“政绩工程”和“形象工程”面向世人的“城市化妆 运动3 ，却不尽如人意，也并没能“以人为本”，更谈 不上生态理念的渗透，形成千城一面、万路一形，恰 恰丧失了城市特色和道路应有的个性，这样也就很 难形成城市的意象。所以在今后的具体实践中，积极 地把场地的精神和生态的理念运用到道路或更大区 域的景观设计中去，走出一条能够引领城市良性发 展的和谐的景观之路。参考文献：E l l 刘滨谊，王敏 城市道路景观规划设计的系统整合E J 1 新建筑，2 00 0，(2)：6-9 E 2 1 凯文 林奇著(方益萍译)城市意象 M 北京：华夏出版社，2 0 01 3 俞孔坚，李迪华 城市景观之路与市长
23、们交流 M 北京：中国建筑工、l 出版社，2 0 0 3 (上接第 1 5 3页)3 结论与讨论 诱导丹参叶产生愈伤组织的适宜外源激素及其 浓度配比为 2，4 一 D 2 0 m g L+6 一 B A1 0 mg L；从愈 伤组织诱导出开始生长到 2 0 d时，愈伤组织中丹酚 酸 B含量最高，随着培养时间的延长，丹酚酸 B的 含量呈明显的下降趋势。外源激素的种类和浓度均影响丹参叶愈伤组织 的诱导率和生长。从诱导率及生长情况来看，外源激 素在低浓度时，随着浓度的升高，诱导作用逐渐加 强，高浓度时相反。单独使用浓度为 2 m g I 的2，4 一 D，对愈伤组织的诱导效果较好，愈伤组织长势好，呈
24、颗粒状，疏松、浅绿色。而单独使用NA A和 6-B A 愈伤组织呈块状，坚硬、绿色或灰白色，长势较差。从 出愈出时间看，单独使用 2，4 一 D愈伤组织出愈时间 早于单独使用 N A A和 6-B A；生长素与细胞分裂素 配合使用的处理，愈伤组织的诱导率明显高于单个 生长素的处理。2 m g L的 2，4 一 D与 1 m g L的 6 一 B A搭配，丹参叶愈伤组织的诱导率较高，生长情况 也较好。影响愈伤组织诱导的因素很多，如外植体的种 类、生育状态、培养方法、培养条件等内外因素9 。外 源激素可促进细胞生长、分裂和分化。外源激素的平 衡对诱导愈伤组织的形成非常重要，在培养基介质 中，外源激
25、素的平衡是建立在组织内部和器官形成 部位的生长调节剂的平衡。外源激素的种类、浓度和 组合错综复杂，会影响植物内源激素的水平，是导致 丹参愈伤组织诱导率和生长差异的主要原因。参考文献：1-1 林 红，程井辰 植物激素对几种禾本科植物外植体的胚胎发生 及形态发生途径的影响 J 植物生理学通讯，1 9 9 1，2 7(2)：1 1 7 l 1 9 E 2 3 Qu i n l a n J D，w e a v e r R J I n f l u e n c e o f b e n z y l a d e n i n e，l e a f d a r k e n i n g，a n d r i n g i
26、 n g o n mo v e me n t of 1 4 c l a be l e d o f Vi t i s v i n i f e r a L J P l a n t p h y s i o l，1 9 6 9，4 4：1 2 4 7 3 Ma z a r i A，C a m m E L E f f e c t o f c y t o k i n i n s o n P l a s t id d e v e l o p me n t a n d p h o t o s y n t h e t i c p ol y p e t ide s d u r i n g o r g a n g
27、e n e s i s o f P i n t t s p o n d e r o s a D o u g 1 C y t o l odo n s c u l t u r e d i n v i t r o J T i s s u e a nd or g a n c u l t u r e，1 99 3，33：81 r 4 Mi y a s a k a H，Ma s a o N，To s h i h i k o Y，Y e t a 1 Pr o d u c t io n o f c r y t o t a n s h l n o n e a nd t e r r u g i n o l b y
28、 i mmo b i l i z e d c e l l s o f Sa l z，i a m i l t i o r r h i z a J P h y t o e h e m i s t r y，1 9 8 6，2 5(7)，1 6 2 1 1 6 2 4 E 5 3 黄炼栋，周吉燕，刘 涛，等丹参细胞培养研究及水溶性有效 成分E J 3 上海中医药大学学报1 9 9 9，1 3(4)：5 6 5 9 6 程显隆，王 峰。冯玉飞，等丹参中丹酚酸 B的高效液相色谱 法含量测定 J 药物分析杂志，2 0 0 3，2 3(2)：1 4 9 1 5 1 7 黄桌烈，李 明，谭绍满，等吲哚丁酸对按树
29、插条多酚氧化酶 的影响及其与生根的关系133 广西植物，2 0 0 3，2 3(1)：7 8 8 2 E 8 3 黄学林，李筱菊高等植物组织离体培养的形态建成及其调控 M1 北京：科学出版社，1 9 9 5 1 0 R u b e r y I】H，N o r t h c o t e D H S i t e o f p h e n y l a n i n e a mm o n i a l y a s e a c t i v i t y a n d s y n t h e s is of l ign i n d u r ing x y l e m d i f f e r e n t i a t i
30、 o n J-N a t u r e 1 9 6 8，2 1 9：1 2 3 0 1 2 3 4 (上接第 1 6 7页)参考文献：1 成俊卿 木材学 M 北京：中国林业出版社，1 9 8 5 E 2 侯伦灯 马尾松胶合板阻燃技术的研究E J 3 术材工业 2 0 0 0，1 4 (2)：6-1 2 3 刘燕吉 木质材料阻燃处理 J 木材工业，1 9 9 7，1 1(1)：4 1 4 2 4 李玉栋 木质材料阻燃技术 J 森林工业文摘，1 9 9 8，(3)：1 8 E 5 3 李玉栋阻燃材料应具备的产品性能 J 木材工业，1 9 9 9，1 3 (1)：2 6 2 8 6-1刘燕吉 木质材料
31、系列阻燃技术的研究 J 木材工业，1 9 9 5，9 (6)：】2 一】6 7 黄晓东 南方几种常见树种燃烧热释放率研究 J 福建林学院 学报，2 0 0 0，2 0(2)：1 3 6 1 3 9 E 8 1 肖忠平 阻燃木材的燃烧热释放率研究 J 福建林学院学报，2 0 02，2 2(4)：32 5 3 28 9 1 黄晓东 檫树、米槠、木荷板材燃烧热释放率研究 J 木材工 业，2 0 0 1，2 8(1)：1 7 1 9 1 0 1 黄晓东 福建市场常见装饰板材燃烧热释放率研究 J 西北 林学院学报 2 0 0 2，1 7(2)：7 9 8 2 1 1 林巧佳，黄晓东 发泡剂对膨胀型聚氨酯防火涂料阻燃性能影 I J E J 木材工业，2 0 0 5，1 9(1)：1 6 1 8 E l z 3 黄晓东，林巧佳 聚氨酯防火涂料阻燃性能的研究E J 西北林 学院学报，2 0 0 5，2 0(2)：1 7 9 1 8 2 维普资讯 http:/