高速动车组用桃花心木骨支撑环保阻燃工艺研究

发表时间:2020/6/9   来源:《电力设备》2020年第4期   作者:贺静 王元伍
[导读] 摘要:本文对高速动车组用桃花心木骨支撑的环保阻燃处理工艺进行研究,选取水性阻燃剂,最终确定木骨防腐阻燃工艺为浸水性阻燃剂工艺。
        (中车唐山机车车辆有限公司  河北省唐山市  063035)
        摘要:本文对高速动车组用桃花心木骨支撑的环保阻燃处理工艺进行研究,选取水性阻燃剂,最终确定木骨防腐阻燃工艺为浸水性阻燃剂工艺。水性阻燃剂特点为高效,添加量低,材料处理后只碳化不能燃烧;吸潮率低;渗透性强。
        关键词:高铁;水性阻燃剂;桃花心
        1  前言
        随着社会的发展绿色环保的概念已经在国民经济各个领域逐步得到了认知和推广,并已成为提高民众生活质量的一个重要环节。轨道交通车辆内装是乘客接触最多的部位,对整车内装饰材料提出绿色环保、防火阻燃的要求,轨道交通用材料及整车客室的环境要求必须符合TB/T3139标准,对所用材料的VOC及甲醛控制严格,所用材料必须要符合《TBT3138-2018-机车车辆用材料阻燃技术要求》及《TBT3237-2010-动车组用内装材料阻燃技术条件》防火要求,因此原有的胶合板要求必须为阻燃防火,目前胶合板采用的阻燃处理方式各不相同,阻燃处理后的胶合板与HPL或其他饰面材料粘接时,易出现粘不牢现象,本文通过对不同类型的胶粘剂与阻燃处理后的胶合板进行粘压,考察每种胶粘剂与阻燃处理后的胶合板粘接机理,并优选出适合阻燃胶合板与贴面装饰板用胶粘剂。
        1.1 桃花心木骨的作用及现有防腐阻燃处理工艺的优缺点。
        桃花芯木骨为高速动车组车上用重要零部件,大部分应用于地梁支撑。其产品质量直接影响顾客的舒适性体验。铁路客车上的桃花心木骨需经过防火阻燃处理,之前采用的清漆是不含颜料的透明涂料,涂于物体表面后,形成具有保护,装饰和特殊性能的涂膜,干燥后形成光滑薄膜,显出物面原有的花纹。涂刷后漆膜光亮,耐水性好,但光泽不持久,干燥性差。
        1.2 木材阻燃性能分析
        阻燃木材的阻燃性能不仅取决于阻燃剂的性能和用量,而且与阻燃剂在木材中的分布状态有关。阻燃处理对木材强度、吸湿性等的影响取决于所用阻燃剂的种类、酸碱性及处理工艺条件。因此,选择合适的阻燃处理工艺,既能提高阻燃性能又不破坏木材物理力学性能和工艺性能。木材的阻燃处理方法多种多样,其中多数方法由移植或改良木材防腐处理方法而来,包括浸注法、喷涂法、贴面法、热压法、复合法、辐射法、超声波法、离心转动法、高能喷射法等[1-10]。
        2、实验部分
        2.1试验工具和材料
        2.1.1试验设备
        真空阻燃罐
        2.1.2试验材料
        水性阻燃剂CRIWI 101、A4铝合金板(底漆)、V60胶粘剂、落叶松、桃花心。
        2.1.3试验测试内容及要求见表1。
        表1试验测试项目
        2.2试验步骤
        2.1.1真空阻燃罐处理工艺
        (1)将木材放入罐体并密封处理:给负压20min。
        (2)用负压将阻燃剂吸入罐体:真空入罐口有零星液体吸出后关闭真空表和真空入口阀门,加正压0.5MPa并保压30min。
        (3)加压至1.3MPa,保压20 min,关闭加压口阀门,将放料口阀门打开放出阻燃剂。
        (4)关闭放料阀门打开真空入口和真空表阀门,给负压15min。
        (5)关闭真空和真空表,将物料取出罐体并放置室温通风处晾干1h,之后用纵横堆垛方式放进45℃-50℃的鼓风干燥箱中干燥约4h,干燥2h后需每隔1h取样观察干燥效果。同时可采用自然干燥方式,干燥时间48小时。
        2.2.2粘接性能试验
        将水性阻燃剂处理木骨按动车《木骨粘接工艺规程》粘接在带底漆的A4铝板上,样件固化15天,用锤子敲击木骨对样件进行破坏性试验,检验粘接性能。
        3、试验结果
        3.1木骨和落叶松浸入阻燃剂用量
        因木材类别不同,其密度差别较大,落叶松和桃花心水性阻燃剂浸入量不同,通过实验可得,桃花心木骨的浸入量大于落叶松木骨,因处理的样品按标准制作,样品较小,用量作为参考,最终用量以中试试验结果为准。
        表2木骨及落叶松氧指数和燃烧性
        3.2木骨和落叶松阻燃性能测试
        按TB-3237/TB-3138标准要求进行检测,各项技术指标均符合标准要求。氧指数及燃烧性结果见表2。
        3.3 阻燃木骨粘接性能检测
        使用锤子敲击木骨,木骨基材破坏,其结果如下图:
          
        固化45天木骨检测
        4、试验结论
        采用水性阻燃剂处理落叶松及桃花心木骨工艺可行,并且处理过程无VOC排放,环保。
        水性阻燃剂处理落叶松及桃花心木骨满足TB3138/TB3237防火标准,外观保持木材本色,无味,桃花心木骨与底漆粘接合格。本品是一种具有多种阻燃元素复合于一体的液态阻燃剂,符合环保要求。它具有良好的防火阻燃性能和贮存稳定性,无毒,使用方便安全,并同时具有防腐、防蛀等特点。该阻燃剂产品可适用于木材、纸制品阻燃处理时,具有耐久性好,不影响表面色泽,施工使用方便等优点。
        参考文献:
        [1].李玉栋,防腐木材应用指南.北京:中国建筑工业,2006年12月
        [2].鲍治宇 董延茂,阻燃科学及应用.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2005年
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