全 文 ：收稿日期:2013 －11 －21 修回日期:2013 －12 －30
基金项目:福建省科技厅区域重大专项基金项目(2009N3016);福建省中青年教师教育科研项目(JA13311);授权发明专利
(ZL 2011 1 0343333．0)。
作者简介:苏团(1986 －)，女，研究实习员，从事竹材加工利用研究。通讯作者侯伦灯(1964 －)，男，副教授，博士，从事竹材加工利用研究。
E-mail:fafuhld@163． com。
浸渍纸复合阻燃薄竹工艺的研究
苏 团1，2，侯伦灯1
( 1．福建农林大学材料工程学院，福建 福州 350002; 2．龙岩学院，福建 龙岩 364012)
摘要:对浸渍纸复合阻燃薄竹工艺进行研究，分析了树脂含量、热压时间、热压压力、阻燃剂种类在不同工艺水平下对复合阻
燃薄竹的氧指数及热释放率影响的主次程度与显著程度，探讨浸渍纸复合阻燃薄竹生产的最佳工艺参数。结果表明:阻燃剂
种类、树脂含量对复合阻燃薄竹的阻燃性能有重要的影响，当阻燃剂种类为三聚氰胺树脂(MF)、含量为 200%时，阻燃薄竹具
有最好的阻燃效果，其热释放率为 120 －130 kW·min·m －2，氧指数为 35% －37%。
关键词:浸渍纸;复合阻燃;薄竹
中图分类号:TS762．7;TU531．3 文献标识码:A 文章编号:1001 －389X(2014)03 －0279 －04
Study on the technology of compounding impregnated paper and
flame-resisting bamboo veneer
SU Tuan1，2，HOU Lun-deng1
(1． College of Material Engineering，Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou，Fujian 350002，China;
2． Longyan University，Longyan，Fujian 364012，China)
Abstract:The technology of compounding impregnated paper and flame-resisting bamboo veneer was investigated，and the important
and significant effects on the oxygen index and heat release rate caused by the technological factors such as resin content，hot-pressing
time，temperature，the kinds of flame retardants under different technological conditions were analyzed，meanwhile the best processing
parameters for compounding impregnated paper and flame-resisting bamboo veneer were obtained． The results showed that the kinds of
flame retardants and resin content had important influence on the flame retardant property of flame-resisting bamboo veneer． When the
type of flame retardants was melamine resin，and resin content was 200%，flame-resisting bamboo veneer performed the best flame re-
tardant property． The heat release rate was 120 －130 kW·min·m －2 and the oxygen index was 35% －37% ．
Key words:impregnated paper;compound flame retardant;sliced bamboo veneer;
刨切薄竹是指将竹片经过一系列加工处理后胶压成竹方，再经过软化处理，通过不同角度刨切而成的薄
竹片，厚度一般在0．15 －1．50 mm之间［1］。薄竹具有独特的美学特性，不仅可用作人造板材、家具表面等的装
饰贴面材料，而且由于其附加值高、科技感强，同时顺应低碳环保的潮流，逐渐成为设计师的新宠，在家居生
活用品、电子产品等领域的设计应用也逐渐开发起来［2］。但是，薄竹与木材类似，属于可燃材料。近年来建
筑装饰领域频频发生的火灾事故，已经使得人造板及其制品的阻燃性研究成为人们普遍关注的重要问
题［3 － 4］。目前国内关于木质材料阻燃处理，一般采用直接添加阻燃剂的方法，金春德等［5］、李延军等［6］采用
阻燃剂直接浸渍刨切薄竹，并做了相关阻燃性研究。将刨切薄竹与经过阻燃处理的浸渍纸复合，是一种借助
低压短周期浸渍纸饰面的应用技术，不仅可保持竹材特有纹理和质感，而且赋予刨切薄竹阻燃、耐磨、防腐等
新的功能特性，拓宽了刨切薄竹的应用范围。
通过对浸渍纸复合阻燃薄竹工艺的研究，探索树脂含量、热压时间、热压压力、阻燃剂种类对复合阻燃薄
竹阻燃性能的影响，探讨浸渍纸复合阻燃薄竹生产的最佳工艺参数，为竹材的开发应用拓展新的领域和发展
方向。
福建林学院学报 2014，34(3) :279 －282 第 34卷 第 3期
Journal of Fujian College of Forestry 2014年 7月
DOI:10.13324/j.cnki.jfcf.2014.03.002
1 材料与方法
1．1 试验材料
刨切薄竹:竹材为 4 －5年生毛竹，薄竹厚度为 0．3 － 0．5 mm，含水率 8% －10%(福建篁城科技竹业有限
公司) ;浸渍纸原纸:80 －120 g·m －2钛白纸(福建福人集团有限责任公司) ;浸渍树脂:磷氮系列阻燃剂改性酚
醛树脂(phenol-formaldehyde resin，PF)、脲醛树脂(urea-formaldehyde resin，UF)、三聚氰胺树脂
(melamine-formaldehyde resin，MF) ，自制，主要成分有聚磷酸胺、热固性树脂、季戊四醇和氢氧化铝等［7］。
1．2 试验方法
表 1 试验因素与水平
Table 1 Experimental factors and levels
水平
树脂含量
%
热压时间
min
热压压力
MPa
阻燃剂
种类
1 100 2 3．0 PF
2 150 4 3．5 UF
3 200 6 4．0 MF
采用 L9(3
4)正交试验考察树脂含量、热压时
间、热压压力、树脂种类 4 个因素 3 个水平对浸渍
纸复合阻燃薄竹阻燃性能的影响(表 1)。其它主
要工艺参数分别为:用于原纸浸渍胶液比重
1．080 －1．150 g·m －3、胶液温度 20 － 25 ℃、干燥温
度 105 － 115 ℃、浸渍纸残留挥发份6% －10%，控
制热压温度 110 －130 ℃。
1．3 检测方法
阻燃薄竹的阻燃性能指标包括氧指数和热释放率。氧指数参照 GB/T 2406． 1-2008［11］、
GB/T 2406．2-2009的方法测定［12］，热释放率参照 GB/T 16172-2007［13］的方法测定。
1．4 试验仪器
无纺布贴面热压机(BY214 ×8 ×20型，山西秋林机械有限公司)、电热恒温鼓风干燥箱(DHG-9223A型，
上海市精宏实验设备有限公司)、氧指数测定仪(HC-2型，江宁县分析仪器厂)、热释放率测定系统(HＲＲ3，美
国 ATLAS电力设备公司)、电子天平(BS 224S，北京赛多利斯仪器系统有限公司)。
2 结果与分析
2．1 阻燃薄竹的氧指数和热释放率
将压制所得的阻燃薄竹按要求截成样品，检测样品的氧指数和热释放率，检测结果见表 2。
表 2 性能检测结果
Table 2 The test results of performance
试验号
树脂含量
%
热压时间
min
热压压力
MPa
阻燃剂
种类
氧指数
%
热释放率
kW·min·m －2
1 100 2 3．0 PF 32 159．54
2 100 4 3．5 UF 34 153．38
3 100 6 4．0 MF 34 145．62
4 150 2 3．5 MF 36 139．35
5 150 4 4．0 PF 32 135．97
6 150 6 3．0 UF 36 148．75
7 200 2 4．0 UF 37 146．93
8 200 4 3．0 MF 36 127．86
9 200 6 3．5 PF 32 136．63
2．2 阻燃薄竹氧指数和热释放率的极差与方差分析
考察不同的树脂含量、热压时间、热压压力、阻燃剂种类等因素对浸渍纸复合阻燃薄竹的氧指数和热释
放率的影响，对表 2的检测结果进行极差分析，结果见表 3。各因素对阻燃薄竹的阻燃性能的影响程度不一，
但其强弱趋势明显。各因素对氧指数的影响强弱依次为阻燃剂种类 ＞树脂含量 ＞热压时间 ＞热压压力。对
热释放率的影响强弱依次为树脂含量 ＞阻燃剂种类 ＞热压时间 ＞热压压力。极差分析(表 3)直观反映各因
素对阻燃性能的影响趋势。在试验方案的工艺选择范围内，综合考虑氧指数与热释放率指标，阻燃剂种类与
树脂含量因子的影响趋势差异较大，热压时间与压力对阻燃效果的影响相对较弱，结合阻燃效果与实际应用
·082· 福 建 林 学 院 学 报 第 34卷
效率考虑，选择 MF型阻燃剂、树脂含量 200%、热压时间 2 －4 min、热压压力3．5 －4． 0 MPa为宜。
对氧指数和热释放率进行方差分析，结果见表 4、表 5。
表 3 氧指数和热释放率的极差分析
Table 3 The range analysis of oxygen index and heat release rate
性能 水平 树脂含量 /% 热压时间 /min 热压压力 /MPa 阻燃剂 /种类
氧指数 /% k1 33．33 35．00 34．00 32．00
k2 34．67 34．00 34．67 35．67
k3 35．00 34．00 34．33 35．33
极差 Ｒ 1．67 1．00 0．67 3．67
热释放率 /(kW·min·m －2) k1 152．85 148．61 145．38 144．05
k2 141．36 139．07 143．12 149．69
k3 137．14 143．67 142．84 137．61
极差 Ｒ 15．71 9．54 2．54 12．08
表 4 氧指数的方差分析1)
Table 4 The variance analysis of oxygen index
方差来源 变动平方和 自由度 F值 显著性
树脂含量 4．667 2 6．997
热压时间 2．000 2 2．999
热压压力 0．667 2 1．000
阻燃剂种类 24．667 2 36．982 ＊＊
误差 0．67 2
Fa F0．10(2，2)= 9．00 F0．05(2，2)= 19．00
1)＊＊表示 F值≥F0．05差异达显著水平。 表 5 热释放率的方差分析
1)
Table 5 The variance analysis of heat release rate
方差来源 变动平方和 自由度 F值 显著性
树脂含量 396．500 2 33．976 ＊＊
热压时间 136．481 2 11．695 *
热压压力 11．670 2 1．000
阻燃剂种类 219．086 2 18．773 *
误差 11．67 2
Fa F0．10(2，2)= 9．00 F0．05(2，2)= 19．00
1)* 表示 F值≥F0．10差异达较显著水平;＊＊表示 F值≥F0．05差异达显著水平。
从表 4 可知，阻燃剂种类对氧指数影响显著(F值≥F0．05) ，树脂含量、热压时间、热压压力等因素对氧
指数的影响不显著。从表 5 可知，树脂含量对热释放率影响显著(F 值≥F0．05) ，热压时间、阻燃剂种类对
热释放率影响较显著(F值≥F0．10)。
2．3 各工艺因素对阻燃薄竹阻燃性能的影响分析
原纸经过浸渍树脂及干燥到一定程度后成为浸渍纸。聚磷酸胺为主剂制成磷氮复合型有机阻燃剂，
以及不同的热固性树脂通常表现出不同的物理化学性能。从国内外阻燃剂工业发展来看，其发展趋势是
低吸潮、抗流失、长效性的阻燃剂［8 － 9］。从表 3 可知，MF型阻燃剂效果较好，其成分中包括聚磷酸铵、三聚
氰胺、尿素、甲醛、季戊四醇和氢氧化铝，可表现出较高的热稳定性和阻燃性［10］。树脂含量的不同，浸渍纸
的阻燃效果亦不同。树脂含量适当提高，对阻燃薄竹氧指数和热释放率影响显著。在燃烧过程中，阻燃途
径主要表现为 3 种形式，包括抑制热传递、抑制高温下的热分解、抑制气相与固相氧化反应［3 － 4］。磷氮系
阻燃剂中的磷化物和氮化物在高温下形成膨胀性焦炭层，会起到隔热隔氧的作用，尤其是聚磷酸铵，在高
温分解成氮气和聚磷酸，氮气稀释了氧气浓度，发挥了在气相中阻止燃烧的作用;聚磷酸在高温下促使竹
纤维碳化以及部分有机物脱水成碳，形成固相层隔绝空气和热量，发挥了在固相中阻止燃烧的作用。氢氧
化铝受热分解过程中会产生惰性吸热载体氧化铝，氧化铝能有效减缓薄竹燃烧速度。因此，提高阻燃剂用
量，可有效提高阻燃效果。
在热压过程中，热压条件对薄竹的性能影响很大，浸渍纸的树脂受热熔融、受压流展，温度、压力等因
·182·第 3期 苏团等:浸渍纸复合阻燃薄竹工艺的研究
素应相互协调控制。热压时间主要影响树脂的固化状况，热压时间不足则树脂固化不充分，热压时间过长
则树脂易老化，脆性增加，阻燃性能也降低。热压压力主要影响浸渍纸和基材的粘接强度以及树脂的流动
能力，热压压力值必须适当［14］，浸渍纸树脂充分而均匀地渗透和流展，树脂才能理想固化形成浸渍纸饰面
薄竹，避免热压后造成板面光泽不均、产生湿花、鼓泡或与基材胶合强度差等缺陷。
3 结论
从阻燃剂种类、树脂含量、热压时间、热压压力等因素与水平所考察的试样阻燃性能指标可知，选择
MF型阻燃剂、树脂含量提高、热压时间延长、热压压力提高，氧指数指标提高，热释放率指标下降，阻燃效
果好;其中阻燃剂种类和树脂含量对阻燃薄竹的氧指数和热释放率影响最为显著。较为理想的浸渍纸复
合阻燃薄竹制造工艺为 MF 型阻燃剂浸渍纸、树脂含量 200%、热压时间 2 － 4 min、热压压力
3．5 － 4． 0 MPa。依此压制浸渍纸复合阻燃薄竹，其热释放率约为 120 － 130 kW·min·m －2，氧指数
35% －37%，具有较好的阻燃效果。
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( 责任编辑: 温凤英)
·282· 福 建 林 学 院 学 报 第 34卷