木材阻燃技術(shù)的應(yīng)用以及存在問題

王文華

摘 要：本文著重介紹了木材阻燃處理技術(shù)的發(fā)展、木材阻燃劑的阻燃原理和木材阻燃技術(shù)的應(yīng)用以及存在問題，為木材阻燃技術(shù)在木材加工領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：木材；阻燃技術(shù)；問題；應(yīng)用

木材在建筑業(yè)中廣泛應(yīng)用。但其固有的易燃性，限制了其應(yīng)用范圍。在國家頒布的《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中將其火災(zāi)危險(xiǎn)性列為丙類，即可燃固體，而按照《建筑內(nèi)部裝修設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，其燃燒性能等級(jí)為B2級(jí)，即可燃性，若不經(jīng)阻燃處理，則不能作為建筑頂棚的裝修材料，在墻面裝修使用中也受到很大限制。為了控制木材火災(zāi)危險(xiǎn)性，擴(kuò)大應(yīng)用范圍，必須對(duì)其進(jìn)行阻燃處理。

1 木材阻燃處理技術(shù)的發(fā)展

我國在5000年前已采用木柱外面涂泥土的方法來防火。后來采用將木質(zhì)巨大梁柱用漆布包纏后再涂以黏土、石膏等難燃性物質(zhì)。在沿海地區(qū)，早就用海水處理過的木材用于建造燈塔。20世紀(jì)60年代，我國研制成功非膨脹防火漆，如過氧乙烯防火漆等。在20世紀(jì)70～80年代，先后研制成功膨脹型防火涂料，如氨基樹脂型防火涂料，用作木質(zhì)材料的飾面型防火保護(hù)層。20世紀(jì)80年代以后，我國許多大學(xué)、研究所相繼開展了木材阻燃處理研究工作。公安部1990年將《我國阻燃技術(shù)現(xiàn)狀及其相關(guān)政策研究》列入消防科技發(fā)展規(guī)劃，責(zé)成四川消防科研所為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，并由北京理工大學(xué)等6所高校和院所參加，立項(xiàng)進(jìn)行研究。1994年4月，提出了課題研究報(bào)告。目前我國市場上出現(xiàn)了一大批木材阻燃產(chǎn)品，大多采用聚磷酸銨或者以氨基樹脂固定阻燃劑。

2 木材阻燃劑的阻燃原理

阻燃劑的阻燃途徑有：抑制木材高溫下的熱分解；抑制熱傳遞；抑制氣相及固相的氧化反應(yīng)。以上阻燃途徑不是孤立的，而是相輔相成、相互補(bǔ)充、互為因果的。一種阻燃劑往往具有一種以上的阻燃作用，并有自己的側(cè)重面。因而木材阻燃劑配方中一般都選用兩種以上復(fù)合成分，各成分相互補(bǔ)充，相互加強(qiáng)阻燃效果，產(chǎn)生協(xié)同作用。

木材阻燃處理按照處理工藝可分為表面涂覆處理和浸漬處理兩種。表面涂覆是在最后加工成型的木材及其制品表面上，涂覆阻燃劑或阻燃涂料，或者在其表面黏貼不燃性物質(zhì)，通過這層保護(hù)達(dá)到隔熱隔氧的阻燃目的。表面涂覆的優(yōu)點(diǎn)是能有效控制火勢(shì)蔓延、藥劑量較少，對(duì)木材物理力學(xué)性質(zhì)影響小，操作方便，設(shè)備簡單。缺點(diǎn)是一旦保護(hù)層破損，阻燃性能隨即消失。

木材涂覆用的防火涂料按防火涂料阻燃功能分為非膨脹型防火涂料和膨脹型防火涂料。

非膨脹型防火涂料通過涂料本身的難燃性或不燃性，或者通過涂層在火焰下釋放出不燃?xì)怏w并在表面形成釉狀物的絕氧隔熱膜來保護(hù)基材。非膨脹型防火涂料又分為有機(jī)和無機(jī)兩類。非膨脹型無機(jī)防火涂料有較好的耐熱性、不燃性、不發(fā)煙，原料易得，價(jià)格便宜，施工方便。但涂料附著力差，不耐潮濕，易龜裂。非膨脹型有機(jī)防火涂料有醇酸樹脂防火涂料、聚氨酯防火涂料、環(huán)氧防火涂料、聚氯乙烯防火涂料等。

膨脹型防火涂料較非膨脹型防火涂料品種多，性能優(yōu)越，是世界防火涂料發(fā)展方向。膨脹型防火涂料受熱后，首先是涂料中基料發(fā)生軟化熔融，然后達(dá)到分解溫度的發(fā)泡劑釋出不燃?xì)怏w，使其膨脹，形成泡沫層。同時(shí)，脫水碳化催化劑發(fā)生分解，生成強(qiáng)酸性物質(zhì)，它與泡沫層物質(zhì)發(fā)生縮合反應(yīng)，熔體黏度不斷增加時(shí)，泡沫層高度隨之增加，并發(fā)生進(jìn)一步交聯(lián)反應(yīng)。當(dāng)泡沫層體積達(dá)到最大時(shí)，泡沫層產(chǎn)生凝固和炭化，形成多孔性海綿狀炭化層結(jié)構(gòu)，含碳泡沫層具有很好的隔氧隔熱保護(hù)作用。

膨脹型防火涂料由基料、阻燃體系、助劑和分散介質(zhì)組成，有溶劑型膨脹型防火涂料、水性膨脹型防火涂料。

木材阻燃處理的另一種方法是浸漬處理，使用的阻燃劑有磷酸胍阻燃劑、硼酸鋯阻燃劑、聚磷酸銨阻燃劑等。阻燃處理分為常壓法和真空—加壓法兩種。常壓法是在常壓下將木材浸泡在黏度較低的阻燃藥劑中。加壓法是將木材置于高壓罐內(nèi)，先抽成真空，然后加壓將阻燃藥劑壓入木材內(nèi)部。浸漬處理后的木材阻燃效果取決于藥劑的吸藥量，吸藥量大小取決于4個(gè)因素，一是木材的構(gòu)造特性，二是阻燃劑的性能，三是處理的木才的含水率，四是阻燃處理方法，阻燃藥劑浸入木材內(nèi)部的深度取決于阻燃處理方法。

3 木材阻燃技術(shù)的應(yīng)用及存在問題

阻燃木材主要應(yīng)用于：工業(yè)建筑和民用建筑的阻燃建筑結(jié)構(gòu)材料和構(gòu)件。如承重柱、屋頂支架，防火門框等。用作建筑內(nèi)部裝飾材料。《建筑內(nèi)部裝修設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定，天然木材的燃燒性能等級(jí)為B2級(jí)，不能作為各種場所的頂棚裝修材料，而對(duì)其進(jìn)行阻燃處理能夠解決裝修材料燃燒等級(jí)不夠的問題，即能滿足現(xiàn)實(shí)需要，又不降低整體安全性能。用作車輛和船舶的內(nèi)部裝修材料。用在軍事部門，如軍火彈藥的木制包裝箱。用于地下建筑，如作為礦井中的坑道支架。

解決上述存在問題，需要通過強(qiáng)化質(zhì)檢工作，對(duì)建筑裝修工程所使用的木制材料，按規(guī)范規(guī)定的等級(jí)要求進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)。加大宣傳教育力度，使建設(shè)、施工單位選用符合消防要求的阻燃劑。加強(qiáng)對(duì)木材阻燃材料市場的規(guī)范管理等方面入手。endprint