木材阻燃

木材阻燃方法 包括化學(xué)方法和物理方法。

化學(xué)方法 主要是用化學(xué)藥劑，即阻燃劑處理木材。阻燃劑的作用機(jī)理是在木材表面形成保護(hù)層，隔絕或稀釋氧氣供給；或遇高溫分解，放出大量不燃性氣體或水蒸氣，沖淡木材熱解時(shí)釋放出的可燃性氣體；或阻延木材溫度升高，使其難以達(dá)到熱解所需的溫度；或提高木炭的形成能力，降低傳熱速度；或切斷燃燒鏈，使火迅速熄滅。良好的阻燃劑安全、有效、持久而又經(jīng)濟(jì)。

根據(jù)阻燃處理的方法，阻燃劑可分為兩類：①阻燃浸注劑。用滿細(xì)胞法注入木材。又可分為無機(jī)鹽類和有機(jī)兩大類。無機(jī)鹽類阻燃劑(包括單劑和復(fù)劑)主要有磷酸氫二銨【(NH4)2HPO4)】、磷酸二氫銨(NH4H2PO4)、氯化銨(NH4Cl)、硫酸銨【(NH4)2SO4】、磷酸(H3PO4)、氯化鋅 (ZnCl2)、硼砂(Na2BaO7·10H2O)、硼酸(H3BO3)、硼酸銨【(NH4)2B4O7·4H2O】以及液體聚磷酸銨等。有機(jī)阻燃劑(包括聚合物和樹脂型)主要有用甲醛、三聚氰胺、雙氰胺、磷酸等成分制得的MDP阻燃劑,用尿素、雙氰胺、甲醛、磷酸等成分制得的UDFP胺基樹脂型阻燃劑等。此外，有機(jī)鹵化烴一類自熄性阻燃劑也在發(fā)展中。②阻燃涂料。噴涂在木材表面。也分為無機(jī)和有機(jī)兩類：無機(jī)阻燃涂料主要有硅酸鹽類和非硅酸鹽類。有機(jī)阻燃涂料主要可分為膨脹型和非膨脹型。前者如四氯苯酐醇酸樹脂防火漆及丙烯酸乳膠防火涂料等；后者如過氯乙烯及氯苯酐醇酸樹脂等。

物理方法 從木材結(jié)構(gòu)上采取措施的一種方法。主要是改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，或增大構(gòu)件斷面尺寸以提高其耐燃性；或加強(qiáng)隔熱措施，使木材不直接暴露于高溫或火焰下：如用不燃性材料包復(fù)、圍護(hù)構(gòu)件,設(shè)置防火墻,或在木框結(jié)構(gòu)中加設(shè)擋火隔板，利用交叉結(jié)構(gòu)堵截?zé)峥諝庋h(huán)和防止火焰通過，以阻止或延緩木材溫度的升高等。

工業(yè)發(fā)達(dá)國家的木材防火或阻燃處理以化學(xué)方法占主要地位；而中國以往則多以結(jié)構(gòu)措施為主，化學(xué)方法也有一定的發(fā)展。隨著高層建筑、地下建筑的增多，航空及遠(yuǎn)洋運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，以及古代建筑和文物古跡的維修保護(hù)等的日益受到重視，木材防火和阻燃處理的應(yīng)用和改進(jìn)將成為迫切需要。

概況 公元前4世紀(jì)，古羅馬人已知用醋液,以后又用明礬溶液浸泡木材，以增強(qiáng)其抗燃性。在古希臘、埃及和中國，也有用海水、明礬和鹽水浸漬，以提高木材阻燃性能的。但直到15～16世紀(jì)，阻燃處理的方法都比較簡單。到17～18世紀(jì)才開始有獲得專利的阻燃劑和處理方法。但木材阻燃作為工業(yè)技術(shù)則遲至19世紀(jì)末20世紀(jì)初才首先在歐美一些工業(yè)先進(jìn)的國家得到發(fā)展，并形成了阻燃處理工業(yè)。20世紀(jì)40年代，戰(zhàn)爭的需要加速了這一工業(yè)的發(fā)展；50～60年代的阻燃劑仍以無機(jī)鹽類為主，但采用了更多的、新的復(fù)合型阻燃劑，增強(qiáng)了阻燃效果。60年代以后有機(jī)型阻燃劑、特別是樹脂型阻燃劑得到發(fā)展，為克服無機(jī)鹽類易流失、易吸濕等缺點(diǎn)提供了可能。

木材燃燒和阻燃機(jī)理 當(dāng)木材遇100℃高溫時(shí),木材中的水分開始蒸發(fā)；溫度達(dá)180℃時(shí),可燃?xì)怏w如一氧化碳、甲烷、甲醇以及高燃點(diǎn)的焦油成分等開始分解產(chǎn)生； 250℃以上時(shí)木材熱解急劇進(jìn)行，可燃?xì)怏w大量放出,就能在空氣中氧的作用下著火燃燒；400～500℃時(shí)，木材成分完全分解，燃燒更為熾烈。燃燒產(chǎn)生的溫度最高可達(dá)900～1100℃。

木材燃燒時(shí),表層逐漸炭化形成導(dǎo)熱性比木材低(約為木材導(dǎo)熱系數(shù)的1/3～1/2)的炭化層。 當(dāng)炭化層達(dá)到足夠的厚度并保持完整時(shí)，即成為絕熱層，能有效地限制熱量向內(nèi)部傳遞的速度，使木材具有良好的耐燃燒性。利用木材這一特性，再采取適當(dāng)?shù)奈锢砘蚧瘜W(xué)措施，使之與燃燒源或氧氣隔絕，就完全可能使木材不燃、難燃或阻滯火焰的傳播，從而取得阻燃效果。

中文名稱

木材阻燃處理

英文名稱

fire-retarding treatment of wood

定　　義

用阻燃劑處理木材或木基材料以提高其阻燃性和降低其燃燒性能的方法與技術(shù)。

應(yīng)用學(xué)科

材料科學(xué)技術(shù)（一級(jí)學(xué)科），天然材料（二級(jí)學(xué)科），木材（三級(jí)學(xué)科），總論（四級(jí)學(xué)科）

木材是一種主要由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素構(gòu)成的多孔性復(fù)雜天然有機(jī)物質(zhì)。其特點(diǎn)是：在通常的加工和使用條件下不溶解、不熔融,因而加工方法不同于合成高分子；木材分子中含有大量的羥基和羥甲基等含氧極性基團(tuán),因而吸濕性強(qiáng)、尺寸穩(wěn)定性差;除易燃外尚有易腐朽和易化學(xué)降解的特點(diǎn)。木材的上述特點(diǎn)決定了木材阻燃劑的主流品種都是水溶劑型產(chǎn)品,主導(dǎo)添加方法是浸注法。