一种防霉阻燃复合木材改性剂及改性木材的制备方法

摘要

本发明公开了一种防霉阻燃复合木材改性剂，包括壳聚糖银配合物和氮磷或氮磷硼阻燃剂溶液，其中，阻燃剂溶液和壳聚糖银配合物的质量比为100:0.1‑1。本发明另一方面公开了该防霉阻燃复合木材改性剂的制备方法，即：分别制备壳聚糖银配合物和阻燃剂溶液，再按比例混合即得；以及该种防霉阻燃复合改性剂处理木材的方法，包括对木材进行真空浸渍处理和再干燥处理。本发明将木材防霉和木材阻燃技术相结合制备出兼具防霉和阻燃双重特性的改性剂及改性处理木材，提高木材改性的生产效率、增加产品的使用安全性及附加值。

权利要求

1.一种防霉阻燃复合木材改性剂的制备方法，其特征在于，包括如下顺序进行的步骤：

1) 将壳聚糖与金属银离子进行配位，经络合反应制成壳聚糖银CTS-Ag;

2) 使磷酸和尿素在催化剂的作用下进行聚合反应制得氮磷阻燃剂粉末，使磷酸脒基脲和硼酸按照质量比为6:4进行混合得到氮磷硼阻燃剂粉末；

3) 将氮磷或氮磷硼阻燃剂粉末溶于水得到氮磷阻燃剂溶液，加入壳聚糖银CTS-Ag制得防霉阻燃复合木材改性剂溶液。

2.如权利要求1所述的防霉阻燃复合木材改性剂的制备方法，其特征是，步骤

1)中所述壳聚糖银CTS-Ag是采用硝酸银和羟甲基壳聚糖在溶液pH值为5，温度为50℃条件下搅拌反应4小时后，经抽滤、洗涤以及干燥获得的咖啡色粉末状壳聚糖银配合物。

3.如权利要求1所述的防霉阻燃复合木材改性剂的制备方法，其特征是，步骤2)中所述阻燃剂溶液浓度为5%-25%。

4.如权利要求1所述的防霉阻燃复合木材改性剂的制备方法，其特征是，步骤2)中所述阻燃剂溶液浓度为10%。

5.如权利要求1所述的防霉阻燃复合木材改性剂的制备方法，其特征是，步骤3)中所述的复合防霉阻燃剂溶液是通过阻燃剂溶液和壳聚糖银配合物的质量比为100:0.1-1进行复配得到的。

6. 一种权利要求1-5所述的防霉阻燃复合木材改性剂处理木材的制备方法，其特征在于，包括：用所述防霉阻燃复合木材改性剂溶液对木材进行60℃真空浸渍处理，真空度为-

0.03至-0.07MPa ，处理时间为20-60min；对浸渍处理木材进行干燥处理。

7.一种防霉阻燃复合木材改性剂处理的改性木材，其特征是，按照如权利要求6所述方法制备而成。

说明书

一种防霉阻燃复合木材改性剂及改性木材的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种防霉阻燃复合木材改性剂及其制备方法，属于防霉、阻燃改性处理技术领域。

背景技术

[0002] 木材作为一种优良环保的可再生材料，广泛地应用于建筑，家具等行业。然而，木材本身也存在着一些缺陷，限制了其应用发展。一方面，木材具有易燃性，这也是诱发火灾的原因之一；另一方面，木材中含有单糖、淀粉、半纤维素和水分等且酸度值pH为4.0～6.5，为霉菌的生长创造了条件，因此木材容易发生霉变并且引起木材变色，影响木材的美观。此外，霉菌在室内环境中生长也会给人体健康带来隐患。壳聚糖是从虾、蟹等甲壳纲动物甲壳中提取的一种天然碱性高分子多糖，能影响真菌的质膜性质，具有一定的抗菌性。木材阻燃处理是提高木质材料防火安全性的重要手段，传统的含卤型阻燃剂在燃烧过程中会产生大量有害气体，目前已禁止使用。氮磷系阻燃剂因具有毒性小、价格低、处理工艺简单等优点成为主流的木材阻燃剂。

[0003] 公开号为CN 101323121A的中国专利申请公开了“改性壳聚糖金属复合物木材防腐剂及其制造方法”，该防腐剂由16-30份杀菌性金属盐、15-25份壳聚糖、6-18份过硼酸钠及其盐类、250-300份去离子水，30-60℃下搅拌反应2-4h，其中固体物质干燥后呈白色或绿色或灰色粉末状的改性壳聚糖金属配合物；再用0.5-5份该配合物与0.5-2份酸、100份水配制成木材防腐剂水溶液。该专利公开的改性壳聚糖金属复合物可采用浸泡、涂刷、喷淋、加压浸渍等多种方法对木材或竹材等进行防腐、防霉、防虫处理。公开号为CN 103858933 A的中国专利“一种抗变色壳聚糖-银复合抗菌剂的制备方法”公开了抗变色壳聚糖-银复合抗菌剂的制备方法，包括配置壳聚糖的酸性溶液，并滤除其中的不溶物后形成壳聚糖溶液；在壳聚糖溶液中加入银盐溶液，充分搅拌混合均匀，再加入与银盐等摩尔比的还原剂将银盐还原成纳米银溶胶并搅拌；在纳米银溶胶中滴加一定量的氯金酸溶液，对纳米银进行置换镀金反应，继续搅拌。该专利发明的复合抗菌剂适用于浅色织物、敷料、包装材料等的抗菌，对常见的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等多菌种都有很好的杀灭效果，同时可有效抵抗变色对织物白度和外观的影响。

[0004] 此外，公开号为CN 104210002A的中国专利申请公开了“一种复合阻燃剂、制备方法及其用途”，该发明公开了一种复合阻燃剂，包括聚硅酸磷酸二氢铝溶液和氮磷阻燃剂溶液，分别制备聚硅酸磷酸二氢铝溶液和氮磷阻燃剂溶液，再将两者混匀即得，该复合阻燃剂具有明显的阻燃抑烟效果。公开号为CN 101665588A的中国专利申请公开了“一种生物降解阻燃材料及其制备方法”，该发明的生物降解阻燃材料，以淀粉和壳聚糖为主要成分，以红磷为阻燃助剂，淀粉/壳聚糖提供大量碳源，壳聚糖中自身含有氮元素，但加入酸源红磷后，有效改善了生物可降解材料的阻燃性能，扩展了可降解材料的使用范围。公开号为CN 105619558A的中国专利申请公开了“有机-无机杂化超疏水疏油防霉杀菌阻燃耐候木材改性剂的制备方法”，该发明中木材改性剂由有机烷氧基硅烷、去离子水和无水乙醇混合，再加入功能试剂、含氟硅烷偶联剂、固化剂等反应制得，该发明改性剂改性处理的木材表面静态水接触角可以高达150°以上、滚动角小于10°；改性木材表面的食用油接触角高达120°以上，具有疏油特性；且改性木材的防腐杀菌性能提高90％以上，耐候性提高了10倍；锥形量热仪测试的热释放速率峰值较未处理木材提高了22％，氧指数较未处理木材提高了8.9，阻燃性能有明显改善。

[0005] 总之，目前已公开的专利主要针对木材抗菌改性处理或引入助剂成分以改善阻燃性能；或者针对木材阻燃性能增强但未涉及防霉等附加性能改善，改性剂性能单一。尚无操作简单，环境友好、成本低廉且兼具优良防霉、阻燃性能的木材改性剂，本发明利用壳聚糖与金属离子的配位作用增强防霉其防霉性能，以及壳聚糖作为氮源对氮磷或氮磷硼阻燃剂阻燃性能的增强作用，采用壳聚糖和氮磷或氮磷硼阻燃剂等绿色环保材料为主要原料，制备兼具防霉、阻燃双重特性的木材复合改性剂，并采用真空浸渍方法处理木材，工艺简单可行、生产效率高，防霉、阻燃效果均优异，大大提高改性处理木材的使用安全性及附加值，拓宽改性木材的应用领域。

发明内容

[0006] 本发明的目的是制备一种兼具防霉和阻燃效果的木材改性剂及制备改性处理木材方法，同时解决木材易霉变、易燃烧的缺陷。本发明首先采用壳聚糖与金属离子的络合反应制成壳聚糖金属配合物，然后与阻燃剂进行复配，从而获得同时具备防霉和阻燃双重特性的复合木材改性剂。

[0007] 为实现本发明的目的，本发明一方面提供防霉阻燃复合木材改性剂的制备方法，包括壳聚糖与金属离子进行配位，再与阻燃剂进行复配。

[0008] 制备一种防霉阻燃复合木材改性剂，包括如下顺序进行的步骤：

[0009] 1）通过壳聚糖与金属离子的络合反应制成壳聚糖金属配合物；

[0010] 2）使磷酸和尿素反应制备氮磷阻燃剂；

[0011] 3）将磷酸脒基脲和硼酸按照一定的质量比混合均匀，制得氮磷硼阻燃剂；

[0012] 4）将壳聚糖金属配合物与2）制备的阻燃剂溶液进行复配，获得防霉阻燃复合木材改性剂溶液MP-FR1；

[0013] 5）将壳聚糖金属配合物与3）制备的阻燃剂溶液进行复配，获得防霉阻燃复合木材改性剂溶液MP-FR2；

[0014] 其中，步骤1）中所述壳聚糖金属配合物包括银离子、铜离子等壳聚糖金属络合物，优选为壳聚糖银配合物。

[0015] 其中，壳聚糖银配合物是由含有金属银离子的硝酸银溶液和羧甲基壳聚糖制成。

[0016] 其中，硝酸银分析纯配制成0.1mol/L的溶液，将1.0g羧甲基壳聚糖，加入至配制好的35ml 硝酸银溶液中。

[0017] 特别是，将pH值调节至5，在50℃条件下搅拌反应4小时。

[0018] 尤其是，反应完全后进行抽滤，并用无水乙醇洗涤至无银离子检出，进行干燥得到咖啡色粉末状壳聚糖银。

[0019] 其中，步骤2）中所述阻燃剂溶液选择氮磷阻燃剂溶液或改性氮磷阻燃剂溶液。

[0020] 特别是，所述氮磷阻燃剂选择BL环保阻燃剂。

[0021] 尤其是，所述BL环保阻燃剂为北京林业大学研制的氮磷系阻燃剂。

[0022] 其中，所述阻燃剂溶液的质量百分比浓度为5-25%，优选为10%。

[0023] 特别是，将氮磷阻燃剂或改性氮磷阻燃剂与水混合，搅拌，溶解均匀，即得所述的阻燃剂溶液，其中所述阻燃剂溶液的制备百分比浓度为5-25%，优选为10%。

[0024] 其中，所述氮磷阻燃剂按照如下步骤制备而成：

[0025] A）按照如下重量份配比准备原料

[0026] 磷酸 (浓度为85%)                  7-11

[0027] 尿素                              3.5-4.5

[0028] 催化剂                            0.025-0.035

[0029] 其中，催化剂包括以下重量份配比的原料：氯化锡0.8-1.2、硫酸铜1.5-2.5、氯化钠0.8-1.2、氯化铁0.8-1.2、硫酸铝0.8-1.2、硼酸0.8-1.2、氯化锌1.5-2.5，将其研磨均匀后混合；

[0030] B）在反应釜中加入磷酸，搅拌同时加热，使温度上升至50-60℃；

[0031] C)加入尿素，对磷酸和尿素的混合物进行搅拌，使物料分布、受热均匀；

[0032] D）温度上升至90-120℃时，向反应釜中加入催化剂，继续加热；

[0033] E）使温度上升至130-150℃后，反应物体积增加至原来体积的2-2.5倍时，停止加热；

[0034] F）将反应釜内产物倒出，待其冷却固化，即得。

[0035] 特别是，所述搅拌速度控制在50-70转/分钟。

[0036] 其中，步骤3）中所述复配按照（氮磷阻燃剂溶液：壳聚糖金属配合物）质量比为100:0.1-1进行混合，优选为100:1。

[0037] 其中，步骤4）中所述阻燃剂溶液选择氮磷硼阻燃剂溶液。

[0038] 特别是，所述氮磷硼阻燃剂选择磷酸脒基脲和硼酸复配阻燃剂。

[0039] 尤其是，所述磷酸脒基脲和硼酸按照质量比为7:3-5:5进行复配，质量比进一步优选为6:4。

[0040] 其中，所述阻燃剂溶液的质量百分比浓度为5-25%，优选为10%。

[0041] 本发明在一方面提供一种上述防霉阻燃复合改性剂处理木材，包括如下顺序进行的步骤：

[0042] 1）将木材浸泡在防霉阻燃复合木材改性剂溶液中，于减压状态下进行真空浸渍处理，获得真空浸渍木材；

[0043] 2）对浸渍处理木材进行干燥处理，获得防霉阻燃复合改性木材。

[0044] 其中，步骤1）中所述真空浸渍处理过程中真空度＜0 MPa，优选为-0.01～-0.1MPa，进一步优选为-0.05～-0.1MPa；真空浸渍处理时间为15-45min，优选为20-40min。

[0045] 特别是，所述真空浸渍处理过程中真空度进一步优选为-0.05MPa，真空浸渍处理时间进一步优选为30min。

[0046] 其中，步骤2）中所述干燥处理温度为100-103℃，优选为103℃；干燥时间≥6h；所述阻燃浸渍木材的含水率≤ 15%，优选为7-15%，进一步优选为10%。

[0047] 特别是，还包括将浸渍后的木材于室温下放置5-10d（天）后，再进行所述的干燥处理；优选为放置7d后再进行所述的干燥处理。

[0048] 经过真空浸渍处理，木材中的气体被排出，同时防霉阻燃复合木材改性剂溶液充分浸渍到木材内部的空隙，达到较高的浸渍深度。

[0049] 本发明的有益效果主要体现在以下方面：

[0050] 1、本发明防霉阻燃复合木材改性剂中主要原料壳聚糖和氮磷或氮磷硼阻燃剂均属于绿色环保材料，壳聚糖与金属银离子配位后，抑菌性能增强并且所需要添加壳聚糖银配合物的比例很低，防霉阻燃复合改性剂具有良好的使用安全性。

[0051] 2、本发明防霉阻燃复合木材改性剂中阻燃剂和壳聚糖银配合物的质量比仅为100:0.1时，该复合改性剂溶液对绿色木霉和黑曲霉抑菌性能均明显，且抑菌作用随着壳聚糖银配合物比例的增加而进一步增强。

[0052] 3、本发明防霉阻燃复合木材改性剂中壳聚糖银配合物作为氮源对阻燃剂性能具有一定的协同增强作用。

[0053] 4、本发明防霉阻燃复合木材改性剂对处理木材的防霉、阻燃性能均明显增强，达到“一剂多效”，简化处理工艺，降低生产成本。

附图说明

[0054] 图1为本发明防霉阻燃复合木材改性剂处理木材的防霉实验图例。

具体实施方式

[0055] 尽管上述对本发明做了详细说明，但本发明不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本发明的原理进行修改，因此，凡按照本发明的原理进行的各种修改都应当理解为落入本发明的保护范围。

[0056] 实施例1制备防霉阻燃木材改性剂

[0057] 1. 制备壳聚糖银配合物

[0058] 1A）硝酸银分析纯配制成0.1mol/L的溶液；

[0059] 1B）将1.0g羧甲基壳聚糖加入至配制好的35ml 硝酸银溶液中；

[0060] 1C）将pH值调节至5，在50℃条件下搅拌反应4小时；

[0061] 1D）反应完全后进行抽滤，用无水乙醇洗涤至无银离子检出，进行干燥得到咖啡色粉末状壳聚糖银。

[0062] 2、制备氮磷阻燃剂

[0063] 2A）按照如下重量配比准备原料：

[0064] 磷酸 (浓度为85%)                  750g

[0065] 尿素（含量99%）                   400g

[0066] 催化剂                            3g

[0067] 其中，催化剂为北京林业大学材料科学与技术学院环保阻燃技术中心配制的淡黄绿色粉剂，原料的重量份配比为：氯化锡1.2、硫酸铜1.5、氯化钠0.8、氯化铁1.2、硫酸铝1.2、硼酸1.2、氯化锌2.5，将其研磨均匀后混合；

[0068] 本发明中制备的氮磷阻燃剂按照发明专利（发明名称：一种阻燃剂及其制备方法；专利号：200710122243.2）制备而成。发明专利（专利号：200710122243.2）制备的阻燃剂均适用于本发明。

[0069] 2B）在搅拌状态下将原料磷酸加入到反应釜中（所述反应釜配有搅拌器、温度计、压力计以及冷凝管），搅拌同时加热，直至反应釜内物料磷酸的温度上升至60℃时加入尿素，继续边搅拌边加热，使得混合物料的温度上升至110℃时加入催化剂，继续边搅拌边加热，使混合物进行反应，直至反应混合物的温度达130℃后，加热的同时观察反应现象，随着温度升高，浅绿色液体逐渐变成乳白色粘稠物，泡沫急剧增多，温度上升速度明显加快，物料的体积迅速膨胀，冷凝管有大量气体排出，主要为氨气和水蒸气，用水吸收，待反应釜内反应物的体积增加至原来体积的两倍时停止加热，继续搅拌，反应釜内物料依靠自身的放热在剧烈反应，温度继续上升，待反应趋于平稳则温度不再上升，温度开始下降时，表明反应完毕，其中控制搅拌速度为70转/分钟；

[0070] 2C）将反应釜内的乳白色粘稠物倒出，放置在通风厨内，30-60分钟后即冷却固化，然后用粉碎机粉碎即可得到粉状的氮磷阻燃剂FR-1粉末。

[0071] 3、制备氮磷硼阻燃剂

[0072] 将磷酸脒基脲和硼酸按照质量比为6:4混合均匀，制得氮磷硼阻燃剂FR-2粉末；

[0073] 本发明实施例中以氮磷硼阻燃剂中按照质量比以6:4为例进行磷酸脒基脲和硼酸说明，其他质量比（磷酸脒基脲比硼酸）7:3-5:5的阻燃剂均适用于本发明。

[0074] 4. 制备防霉阻燃复合木材改性剂

[0075] 4A）将步骤2制得的氮磷阻燃剂配制成质量百分数为10%的溶液；

[0076] 4B）将4A）中配制的氮磷阻燃剂与壳聚糖银按照质量比100: 0.1-1进行复配得到防霉阻燃木材改性剂MP-FR1；

[0077] 4C）将步骤2制得的氮磷硼阻燃剂配制成质量百分数为10%的溶液；

[0078] 4D）将4C）中配制的氮磷阻燃剂与壳聚糖银按照质量比100: 0.1-1进行复配得到防霉阻燃木材改性剂MP-FR2；

[0079] 本发明实施例中以阻燃剂溶液的质量百分比浓度为10%为例进行说明，其他质量百分比浓度5-25%的阻燃剂溶液均适用于本发明。

[0080] 本发明中的进行浸渍处理使用的阻燃剂除了氮磷阻燃剂之外，改性氮磷阻燃剂也适用于本发明。将实施例1步骤2、步骤3制备的阻燃剂粉末溶于水中，制成质量百分比浓度为5-25%的氮磷阻燃剂溶液，用于木材的浸渍处理。

[0081] 实施例2制备防霉阻燃复合木材改性剂

[0082] 根据实施例1中步骤制备壳聚糖银配合物和阻燃剂FR-1溶液，且阻燃剂溶液与壳聚糖银配合物按照质量比为100:0.1进行复配得到复合防霉阻燃木材改性剂MP-FR1（100:0.1）。

[0083] 实施例3制备防霉阻燃复合木材改性剂

[0084] 根据实施例1中步骤制备壳聚糖银配合物和阻燃剂FR-1溶液，且阻燃剂溶液与壳聚糖银配合物按照质量比为100:0.5进行复配得到防霉阻燃复合木材改性剂MP-FR1（100: 0.5）。

[0085] 实施例4制备防霉阻燃复合木材改性剂

[0086] 根据实施例1中步骤制备壳聚糖银配合物和阻燃剂NP-1溶液，且阻燃剂溶液与壳聚糖银配合物按照质量比为100:1进行复配得到复合防霉阻燃木材改性剂MP-FR1（100: 1）。

[0087] 实施例5制备防霉阻燃复合木材改性剂

[0088] 根据实施例1中步骤制备壳聚糖银配合物和阻燃剂FR-2溶液，且阻燃剂溶液与壳聚糖银配合物按照质量比为100:0.1进行复配得到复合防霉阻燃木材改性剂MP-FR2（100:0.1）。

[0089] 实施例6制备防霉阻燃复合木材改性剂

[0090] 根据实施例1中步骤制备壳聚糖银配合物和阻燃剂溶液NP-2，且阻燃剂溶液与壳聚糖银配合物按照质量比为100: 0.5进行复配得到复合防霉阻燃木材改性剂MP-FR2（100: 0.5）。

[0091] 实施例7制备复合防霉阻燃木材改性剂

[0092] 根据实施例1中步骤制备壳聚糖银配合物和阻燃剂溶液NP-2，且阻燃剂溶液与壳聚糖银配合物按照质量比为100:1进行复配得到复合防霉阻燃木材改性剂MP-FR2（100: 1）。

[0093] 实施例8制备防霉阻燃复合改性剂处理木材

[0094] 1、备料

[0095] 选择速生杨木，含水率为7%，密度为0.4g/cm3。

[0096] 2、真空浸渍处理

[0097] 将实施例2中得到的防霉阻燃复合木材改性剂MP-FR1（100:0.1）溶液倒入装有速生杨木的浸渍罐内，并将木材完全浸泡，连接好真空泵；开启真空泵进行抽真空处理，使罐内的真空度降低并保持为-0.05MPa，在减压状态下对木材进行真空浸渍处理，制得真空浸渍木材，其中，木材与复合防霉阻燃木材改性剂溶液的体积之比为1:3，处理时间为30min。

[0098] 3、干燥处理

[0099] 将浸渍木材于室温（15-30℃）下放置7d，然后置于干燥箱中，于103℃下干燥6h以上，制得阻燃浸渍木材，其中阻燃浸渍木材的含水量为7%。

[0100] 实施例9制备防霉阻燃复合改性剂处理木材

[0101] 1、备料

[0102] 选择速生杨木，含水率为7%，密度为0.4g/cm3。

[0103] 2、真空浸渍处理

[0104] 将实施例3中得到的复合防霉阻燃木材改性剂MP-FR1（100: 0.5）溶液倒入装有速生杨木的浸渍罐内，并将木材完全浸泡，连接好真空泵；开启真空泵进行抽真空处理，使罐内的真空度降低并保持为-0.03MPa，在减压状态下对木材进行真空浸渍处理，制得真空浸渍木材，其中，木材与复合防霉阻燃木材改性剂溶液的体积之比为1:3，处理时间为40min。

[0105] 3、干燥处理

[0106] 将浸渍木材于室温（15-30℃）下放置7d，然后置于干燥箱中，于103℃下干燥6h以上，制得阻燃浸渍木材，其中阻燃浸渍木材的含水量为7%。

[0107] 实施例10制备防霉阻燃复合改性剂处理木材

[0108] 1、备料

[0109] 选择速生杨木，含水率为7%，密度为0.4g/cm3。

[0110] 2、真空浸渍处理

[0111] 将实施例4中得到的复合防霉阻燃木材改性剂MP-FR1（100: 1）溶液倒入装有速生杨木的浸渍罐内，并将木材完全浸泡，连接好真空泵；开启真空泵进行抽真空处理，使罐内的真空度降低并保持为-0.07MPa，在减压状态下对木材进行真空浸渍处理，制得真空浸渍木材，其中，木材与复合防霉阻燃木材改性剂溶液的体积之比为1:3，处理时间为20min。

[0112] 3、干燥处理

[0113] 将浸渍木材于室温（15-30℃）下放置7d，然后置于干燥箱中，于103℃下干燥6h以上，制得阻燃浸渍木材，其中阻燃浸渍木材的含水量为7%。

[0114] 实施例11制备防霉阻燃复合木材改性剂处理木材

[0115] 用发明的防霉阻燃复合木材改性剂MP-FR2（100:0.1）溶液对木材进行浸渍处理，其余与实施例8相同。

[0116] 实施例12制备防霉阻燃复合木材改性剂处理木材

[0117] 用发明的防霉阻燃复合木材改性剂MP-FR2（100: 0.5）溶液对木材进行浸渍处理，其余与实施例9相同。

[0118] 实施例13制备复合防霉阻燃木材改性剂处理木材

[0119] 用发明的防霉阻燃复合木材改性剂MP-FR2（100:1）溶液对木材进行浸渍处理，其余与实施例10相同。

[0120] 对照例1

[0121] 用氮磷阻燃剂FR-1代替发明的复合防霉阻燃木材改性剂溶液直接对木材进行浸渍处理，其余与实施例8相同。

[0122] 对照例2

[0123] 用氮磷硼阻燃剂FR-2代替发明的复合防霉阻燃木材改性剂溶液直接对木材进行浸渍处理，其余与实施例9相同。

[0124] 对照例3

[0125] 用蒸馏水代替本发明的复合防霉阻燃木材改性剂溶液对木材进行浸渍处理，其余与实施例10相同。

[0126] 试验例1防霉阻燃复合木材改性剂抑菌圈试验

[0127] 抑菌圈试验法基本原理是在已接种霉菌的培养基上施以少量防霉剂，使之接触培养基，经定温培养一定时间后，因药剂的渗透扩散作用，施药部位周围因杀死了霉菌而抑制了其在培养基上的生长，从而产生了抑菌圈。抑菌圈试验法能在较短时间内得出结果，并且其直径大小直接反应出防霉剂的防霉效果。表1为不同配比药剂对绿色木霉和黑曲霉的抑菌圈试验结果。

[0128] 表1抑菌圈试验结果

[0129] Fig. 1 Result of antibacterial circle method

[0130]

[0131] 从表1可知得知：

[0132] 1、本发明中防霉阻燃木材复合改性剂MP-FR1对绿色木霉和黑曲霉均有明显的抑制作用，且阻燃剂FR-1和壳聚糖银配合物质量比仅为100:0.1时，抑菌圈直径分别达到11和12以上；质量比仅为100:1时，黑曲霉的抑菌圈直径达到23。

[0133] 2、本发明中防霉阻燃木材复合改性剂MP-FR2对绿色木霉和黑曲霉均有明显的抑制作用，且阻燃剂和壳聚糖银配合物质量比仅为100:0.1时，实施例8和实施例11的抑菌圈直径分别达到11和8以上。

[0134] 3、本发明中复合防霉阻燃木材改性剂MP-FR1和MP-FR2对绿色木霉和黑曲霉的抑菌圈直径随壳聚糖银配合物添加量的增加而增大。

[0135] 4、本发明中所用到的阻燃剂FR-1、FR-2和蒸馏水对绿色木霉和黑曲霉均没有抑制效果，抑菌圈直径均为0。

[0136] 试验例2防霉阻燃复合改性剂处理木材防霉实验

[0137] 1、分别称量记录实施例9、10、12、13和对照例1-3的原素材（速生杨木）浸渍处理前的质量（M0，kg），体积（v，m3），浸渍处理后擦干木材表面余液，立即称量和记录浸渍处理木材的质量（M1，kg）。

[0138] 2、按照公式（1）计算木材载药量，测定结果如表1所示，

[0139] 载药量=（M1-M0）c/v×100%（1）

[0140] 其中：M1—试样浸渍后的质量，单位为千克（kg）；M0—试样浸渍前的质量，单位为千克（kg）。c—溶液质量分数，%；v—试样体积，m3。

[0141] 3、将实施例9、10、12、13以及对照例1-3浸渍处理的杨木木材的防霉试验依照GB/T 18261—2000《防霉剂防治木材霉菌及蓝变菌的试验方法》进行，试验中所用到的木材试样规格为50mm×20mm×5mm（长×宽×厚），每个浓度梯度设6个重复试样。试样接菌培养四周后，目测并计算试样的感染面积与被害值，被害值按表2分级，并根据如下公式计算药剂对霉菌的防治效力。

[0142] E= (1-D1/D0)×100 （2）

[0143] 式中：E——防治效力；

[0144] D1——药剂处理试样的平均被害值；

[0145] D0——未处理对照试样的平均被害值。

[0146] 试样被害值分级标准如表2所示，试样接菌培养四周后，木材防霉试验测定结果如表3所示。

[0147] 表2 试样被害值分级标准

[0148] Fig. 2 Standard of mould resistance values

[0149]

[0150] 表3 木材防霉试验结果

[0151] Fig. 3 Result of wood anti-mould test

[0152]

[0153] 从表3可知得知：

[0154] 1、对照例1-3中FR-1、FR-2和蒸馏水浸渍处理对于绿色木霉和黑曲霉的防治效力均为零，试样表面全部被霉菌感染。说明阻燃FR-1、FR-2浸渍处理的木材仍易受霉菌感染。

[0155] 2、经防霉阻燃复合木材改性剂MP-FR1和MP-FR2处理的试样的绿色木霉和黑曲霉感染面积均大幅减小，防治效力均达到50%以上，尤其是实施例13中试样绿色木霉和黑曲霉的感染面积均为0，防治效率达到100%，能够起到完全彻底的防霉效果。

[0156] 3、防霉阻燃复合木材改性剂MP-FR2相比MP-FR1改性剂对绿色木霉和黑曲霉的防治效力更优异，实施例12中试样绿色木霉和黑曲霉防治效率到87.50%以上，防霉效果优异。

[0157] 试验例4复合防霉阻燃改性剂处理木材阻燃性能试验

[0158] 阻燃性能测试包括氧指数测试和烟密度测试，其中氧指数测试根据GB/T 2406.2-2009《塑料用氧指数法测定燃烧行为》，利用LFY-605型自动氧指数测定仪进行测试，所用试样规格为15mm×5mm×3mm（长×宽×厚）；烟密度测试根据GB/T 8627-2007《建筑材料燃烧或分解的烟密度试验方法》，利用JCY-2型建材烟密度测试仪进行测试，所用的试样规格为
25mm×25mm×6mm（长×宽×厚）。

[0159] 氧指数和烟密度试验的结果如表4所示。

[0160] 表4 阻燃试验结果

[0161] Fig. 4 Result of flame retardancy test

[0162]

[0163] 从表4可知得知：

[0164] 1、浸渍处理后，防霉阻燃复合改性剂处理木材的载药量均高于45 kg/ m3，制备的木材中阻燃剂含量达到不低于30 kg/m3的标准，能保证良好阻燃性。

[0165] 2、阻燃性能试验中，防霉阻燃复合改性剂MP-FR1和MP-FR2处理木材的氧指数均高于40，达到LOI≥27 阻燃ISO材料标准；烟密度等级SDR低于39.19，达到GB/T 8627-2007《建筑材料燃烧或分解的烟密度试验方法》规定(SDR≤75)的要求。

[0166] 3、壳聚糖银配合物作为氮源，对含磷阻燃剂具有协同增强作用，FR-1和FR-2阻燃剂浸渍处理木材的阻燃性能有所提高，实施例10试样相比对照例1氧指数提高5.23%；实施例13试样相比对照例2氧指数有所降低，但烟密度等级试验残炭量增加26.37%。

[0167] 综上，本发明的防霉阻燃木材改性剂MP-FR1和MP-FR2对木材的防霉、阻燃效果均良好，防霉效率随壳聚糖银配合物添加量的增加而增强。防霉阻燃木材改性剂中所需壳聚糖银配合物添加量少，赋予FR-1、FR-2阻燃剂防霉作用的同时，对其阻燃性能具有一定的促进作用。阻燃剂与壳聚糖银配合物质量比达到100:1时防霉阻燃木材改性剂MP-FR2对木材绿色木霉和黑曲霉防治效率均达到100%；同时，氧指数相比未处理试件增加75.91%，烟密度实验残炭率由5.01%提高到27.70%，复合改性剂处理木材的防霉、阻燃效果均优异。