家具板材的燃烧性能和环保性能探究 詹青卫

发表时间:2020/12/23   来源:《建筑模拟》2020年第12期   作者:詹青卫 吴自成
[导读] 在此阶段,基于家具通常使用的人造板,有5个关键性能指标,单位面积的峰值放热率,总放热,总烟气排放和甲醛释放量,并进行燃烧性能和环保性能测试,可以得出全面绩效评估结果。结果表明,板材的阻燃性能随着辐射照度的增加而降低。使用单层浸渍纸措施可以在一定程度上增加板材的点燃时间,但是放热率,总放热和总烟度指数都有不同程度的浮动。胶合板和单板胶合板的散热率高,烟气总量大,阻燃性能较差。

        安徽省产品质量监督检验研究院  安徽合肥  230601
        摘要:在此阶段,基于家具通常使用的人造板,有5个关键性能指标,单位面积的峰值放热率,总放热,总烟气排放和甲醛释放量,并进行燃烧性能和环保性能测试,可以得出全面绩效评估结果。结果表明,板材的阻燃性能随着辐射照度的增加而降低。使用单层浸渍纸措施可以在一定程度上增加板材的点燃时间,但是放热率,总放热和总烟度指数都有不同程度的浮动。胶合板和单板胶合板的散热率高,烟气总量大,阻燃性能较差。
        关键词:家具板材;燃烧性能;环保性能
       
        前言:木材因其自然美,舒适性和其他优势而广泛用于家具和室内装潢。但是,木材是一种易燃物质,在室内火灾中会产生很大的火灾负荷,从而增加了建筑物火灾的风险,火灾的发生与否取决于材料的燃烧特性。这对于研究木材的燃烧特性非常重要,通过将板的阻燃性与环保性能相结合,可以获得板的综合性能评价结果,可作为选择家具材料的参考。
        一、材料与方法
        (一)试验材料
        素板人造板,规格均为2440mm×1220mm×12mm。饰面人造板:规格为2440mm×1220mm。
        (二)试验主要设备
        它采用GPL-4冷热试验箱,FTT0007锥形量热仪,E-WKI1000型1m3环境气候试验箱和G10S UV-Vis型分光光度计。
        (三)试验方法
        我们制作了5个规格为100 mm x 100 mm x 12 mm的测试板,并将它们用作燃烧性能的样本。在测试之前,将其在23°C和50%相对湿度的条件下养护,直到质量稳定。
        该测试板的规格为500mm×500mm×12mm,各两块,用于甲醛释放测试样品。试验前,在室温23℃,相对湿度50%,甲醛质量浓度小于0.10 mg / m3,试件之间距离25mm以上,空气交换的条件下放置15天。恒温恒湿的速率为每小时一次。
        (四)性能测试
        燃烧性能测试:基于ISO 5660-1-2015《对火的反应试验热释放率、发烟率和质量损失率第 1 部分:热释放率(锥形热量计法)和产烟率(动态测量)》 检测中小火中可燃物的热辐射强度,以及引燃时间(TTI),放热率(HHR),总放热(THR)和总烟气量(TSR)。
        甲醛释放量试验:按照GB18580-2017《室内装饰材料及木板及其制品甲醛释放量的限制》要求进行板材甲醛释放量测试。
二、        结果与讨论
        (一)引燃时间(TTI)
        在辐射强度为35和50 kW/m2的条件下对八种测试面板进行燃烧测试,并记录引燃时间。如果辐射强度为35 kW/m2,则TTI的降序为:中密度纤维板>胶
        合板>细木工板>刨花板。测试表明,未经表面处理的中密度纤维板和胶合板在着火时更难点燃,但刨花板最容易点燃。经过单次浸渍纸处理后,木板的点燃时间增加了。


TTI的降序为:浸渍纸饰面中纤板>浸渍纸饰面细木板>浸渍纸饰面胶合板>浸渍纸饰面刨花板。
        (二)热释放率(HRR)
        辐射强度为 35 kW/m2 时 4 种素板的热释放速率。在四种类型的普通木板中,胶合板的发热量最不稳定,峰值最大。峰值放热率的降序为胶合板>细木工板>刨花板>中密度纤维板。阻燃性则相反,从强到弱。
        对4种素板进行浸渍纸贴面后,在辐射强度为35kW/m2时的热释放速率,使用浸渍纸饰面后,每块板的放热率均提高。原因是,特别是在浸渍纸的活性成分的降解和纸的残留燃烧而导致峰发展,并且峰放热率增加。在胶合板的情况下,不仅峰值放热率显着增加,而且峰值放热率显着增加,但达到峰值的时间也增加了,使用浸渍纸贴面对改善板的阻燃性能无效。
        (三)放热总量(THR)
        当辐射强度分别为35kW/m2和50kW/m2时,四种不同基材和不同浸渍饰面的总热量释放。THR的降序为胶合板>细木工板>中密度纤维板>刨花板。胶合板降序排列的引燃时间不短,但是一旦开始燃烧,它就会释放大量的热量,并且变得非常不稳定。在火灾现场,很容易在很短的时间内使火势扩大并扩散。尽管刨花板的引燃时间短,但短期放热率相对稳定,数值较低,并且由于完全燃烧而产生的热值也较低。尽管在某些情况下是易燃的,但它很难扩散并且在扑救具有很高的成功率。中密度纤维板和细木工板具有引燃缓慢和短期热量释放慢的优点。使用浸渍的粘合膜纸饰面板后,该板的总热量释放如下:浸渍纸饰面刨花板,浸渍纸饰面板胶合板,浸渍的纸饰面细木工板和浸渍纸饰面中纤板。除刨花板外,其他三种类型的板的总热值都降低了,这表明浸渍胶膜饰面对板的燃烧有一定的抑制作用。
        (四)甲醛释放量
        GB 18580-2017《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》中甲醛释放量极限为0.124 mg/m2。比较表5中不同板的甲醛释放量表明,八种板符合国家标准的要求。其中,中密度纤维板甲醛释放量最高,另外3种素板甲醛释放量较为相近。已经对四种类型的普通木板浸渍纸单板进行了处理,以减少饰面板的甲醛排放量。已经4种人造板分别进行浸渍饰面进行了处理,以减少饰面板的甲醛排放量。原因是浸渍纸饰面板处理可以在一定程度上减少甲醛从木板中的散发。
        结语:综上所述,增加辐射照度可显着减少板的点火时间,显着提高板的散热率,总热量释放和总烟雾排放,并显着降低板的阻燃性。
        浸渍纸贴面处理对改善板的阻燃性能没有明显作用。点火时间有所改善,但放热率,总放热和总烟尘均有不同程度的增加。特别是在胶合板的情况下,浸渍贴面处理后的峰值热值显着增加,并且达到峰值的时间缩短了。
        综合评估板的阻燃性能及其甲醛释放量,浸渍纸饰面中密度纤维板的阻燃性能优异,但甲醛释放量相对较高,浸渍纸胶合板的阻燃性能较差。综合分析的结果,浸渍纸饰面刨花板具在阻燃性能和甲醛释放指标均不错的表现,可参考家具中使用。
        参考文献:
        [1]陈宏业,李业添,邓丽欢.柔性橡塑保温板材燃烧性能快速测试的影响因素[J].建材发展导向,2020,18(04):64-66.
        [2]骆立刚,钟文翰,许之浩,何理辉,原琪.贴浸渍纸处理对板材燃烧行为影响[J].中国科技信息,2019(19):51-53.
        [3]许之浩,钟文瀚,徐文,谢建峰,原琪.表面薄木片对板材燃烧性能的影响[J].中国科技信息,2019(16):95-98.
        作者简介:姓名:詹青卫(1992.01--);性别:男,民族:汉,籍贯:安徽合肥人,学历:本科;现有职称:中级工程师;研究方向:家具燃烧。

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