難燃木材原理

用物理或化學(xué)方法提高木材抗燃能力的方法。

目的是阻緩木材燃燒，以預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生，或爭(zhēng)得時(shí)間，快速消滅已發(fā)生的火災(zāi)。?

木材的碳?xì)浠衔锖扛撸且兹疾牧?。迄今尚無(wú)使木材在靠近火源時(shí)不燃燒的方法。木材難燃的要求是降低木材燃燒速率。減少或阻滯火焰?zhèn)鞑ニ俣群图铀偃紵砻娴奶炕^(guò)程。這對(duì)建筑、造船、車輛制造等工業(yè)部門至為重要。

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(guó)，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(jiǎn)單。到17～18世紀(jì)才開(kāi)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(guó)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(zhēng)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(wú)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(shù)脂型阻燃劑得到發(fā)展，為克服無(wú)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(kāi)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(kāi)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。

包括化學(xué)方法和物理方法。

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(wú)機(jī)鹽類和有機(jī)兩大類。無(wú)機(jī)鹽類阻燃劑(包括單劑和復(fù)劑)主要有磷酸氫二銨[(NH)HPO)]、磷酸二氫銨(NHHPO)、氯化銨(NHCl)、硫酸銨[(NH)SO]、磷酸(HPO)、氯化鋅 (ZnCl)、硼砂(NaBaO·10HO)、硼酸(HBO)、硼酸銨[(NH)BO·4HO]以及液體聚磷酸銨等。有機(jī)阻燃劑(包括聚合物和樹(shù)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(shù)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(wú)機(jī)和有機(jī)兩類：無(wú)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(shù)脂防火漆及丙烯酸乳膠防火涂料等；后者如過(guò)氯乙烯及氯苯酐醇酸樹(shù)脂等。

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(guò)，以阻止或延緩木材溫度的升高等。 工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)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(guó)以往則多以結(jié)構(gòu)措施為主，近年來(lái)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。

由北京盛大華源科技有限公司生產(chǎn)的阻燃劑ZRM是一種受專利保護(hù)的阻燃劑。主要用途之一是生產(chǎn)符合GB8624-2006《建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的等級(jí)B和C的阻燃木材。

產(chǎn)品不含其它任何有毒或有害物質(zhì)。

ZRM阻燃劑是根據(jù)含磷－氮－碳－硼－鋁－鈦－鈉的協(xié)同作用開(kāi)發(fā)而成的，并對(duì)其功能基團(tuán)進(jìn)行封閉處理。ZRM阻燃劑不僅具有卓越的阻燃性能，而且可以提高制品的力學(xué)性能，降低產(chǎn)品的甲醛釋放量、避免游離甲醛對(duì)環(huán)境的污染。

1. 對(duì)產(chǎn)品的膠合強(qiáng)度沒(méi)有影響。

2. 吸濕性能低，高溫高濕環(huán)境產(chǎn)品平衡含水率與普通板一致。

3. 對(duì)飾面和油漆等二次加工性能沒(méi)有影響。

ZRF阻燃劑是根據(jù)含磷－氮－碳－硼－鋁－鈦－鈉的協(xié)同作用開(kāi)發(fā)而成的。

遇火時(shí)，該復(fù)合物將產(chǎn)生一系列化學(xué)反應(yīng)：

① 將熱源對(duì)板材的熱輻射反射回去，降低板材的溫度。

② 阻燃劑分解吸收大量熱量，從而降低表面溫度。

③ 熱分解產(chǎn)生的水蒸氣和其它惰性氣體降低了制品周圍的氧氣濃度，中斷了燃燒連鎖反應(yīng)。

④ 發(fā)泡和熔融產(chǎn)生的玻璃態(tài)覆蓋層，大幅度降低了氧氣和熱量向纖維板內(nèi)部的傳遞。

⑤ 迅速與木材熱解釋放出的高能物質(zhì)H+結(jié)合,避免其與氧氣產(chǎn)生燃燒反應(yīng)。

⑥ 磷－氮－硼－鋁催化劑，使纖維素和半纖維素脫水炭化，變?yōu)榉腔钚蕴拷Y(jié)構(gòu)C=C，使木材的燃燒熱能降低70％以上。

⑦ 非活性炭結(jié)構(gòu)C=C覆蓋在表層，加速內(nèi)部非活性炭層的形成。

對(duì)建筑材料的環(huán)保性和毒理學(xué)性關(guān)注正在日益增加。

含鹵系阻燃劑對(duì)環(huán)境具有極為嚴(yán)重的破壞作用，僅用于合成物及聚合物中。

ZRM阻燃劑是根據(jù)含磷－氮－碳－硼－鋁－鈦－鈉的協(xié)同作用開(kāi)發(fā)而成的，不含有任何對(duì)環(huán)境有害的成分。

阻燃劑ZRM是白色塊狀化合物：pH (10克/100毫升H2O): 5.5～7.0

水溶性： 30克/100毫升H2O（25℃）

單位密度： 600～700公斤/立方米

含水量： 小于8％

1. 在容器中放入750公斤水，加入250公斤阻燃劑ZRM，攪拌，使阻燃劑溶解變?yōu)橥该魅芤海?/p>

2. 將木材放入阻燃浸漬處理槽中，固定；

3. 在阻燃浸漬處理槽中加入阻燃劑，阻燃劑液面高出木材上表面10厘米以上；

4. 在加熱管中通入加熱介質(zhì)，使阻燃劑溶液的溫度維持在55～60℃；

5. 根據(jù)木材的種類和厚度，浸漬時(shí)間為1～120小時(shí)；

6. 阻燃劑吸收量：干阻燃劑/干木材=11～13%。事先取3～5塊同規(guī)格的木材，標(biāo)號(hào)、稱重（G0），將試樣分散裝入浸漬槽；浸漬一段時(shí)間后，取出試樣，稱重（G1）；阻燃劑吸收量=25*（G1-G0）/G0。如果阻燃劑吸收量不足，延長(zhǎng)浸漬時(shí)間；

7. 取出木材；

8. 干燥至合適的含水率。

1. 在容器中放入750公斤水，加入250公斤阻燃劑ZRM，攪拌，使阻燃劑溶解變?yōu)橥该魅芤海?/p>

2. 將木材裝入高壓浸漬罐中，蓋好蓋；

3. 抽真空至600～650毫米汞柱，保持30～60分鐘；

4. 打開(kāi)連接阻燃劑儲(chǔ)存罐的閥門，依靠真空將阻燃劑導(dǎo)入高壓浸漬罐中，阻燃劑充滿浸漬罐時(shí)解除真空，關(guān)閉真空閥門；

5. 緩慢加壓到0.8～1.2MPa，并保持1～4小時(shí)。保持時(shí)間根據(jù)木材樹(shù)種和厚度確定；

6. 阻燃劑吸收量：干阻燃劑/干木材=11～13%。事先取3～5塊同規(guī)格的木材，標(biāo)號(hào)、稱重（G0），將試樣分散裝入浸漬槽；浸漬一段時(shí)間后，取出試樣，稱重（G1）；阻燃劑吸收量=25*（G1-G0）/G0。如果阻燃劑吸收量不足，延長(zhǎng)浸漬時(shí)間。

7. 解除壓力，排出藥劑，關(guān)閉加壓閥和連接阻燃劑儲(chǔ)存罐的閥門；

8. 抽真空至600～650毫米汞柱，保持10～15分鐘；

9. 解除真空，取出木材； 干燥至合適的含水率。

防火門其實(shí)有很多種類的。

有木質(zhì)防火門、鋼質(zhì)防火門、鋼木防火門、其他防火門等;

木質(zhì)防火門

fire resistant timber doorsets

用難燃木材或難燃木材制品作門框、門扇骨架、門扇面板。

鋼質(zhì)防火門

fire resistant steel doorsets

用鋼質(zhì)材料制作門框、門扇骨架和門扇面板，門扇內(nèi)若填充材料，則填充對(duì)人體無(wú)毒無(wú)害的防火隔 熱材料，并配以防火五金配件所組成的具有一定耐火性能的門。

鋼木質(zhì)防火門

fire resistant timber doorsets with steel structure

用鋼質(zhì)和難燃木質(zhì)材料或難燃木材制品制作門框、門扇骨架、門扇面板。

其他材質(zhì)防火門

other material fire resistant door sets

采用除鋼質(zhì)、難燃木材或難燃木材制品之外的無(wú)機(jī)不燃材料或部分采用鋼質(zhì)、難燃木材、難燃木材 制品制作門框、門扇骨架、門扇面板，門扇內(nèi)若填充材料，則填充對(duì)人體無(wú)毒無(wú)害的防火隔熱材料，并 配以防火五金配件所組成的具有一定耐火性能的門。

有門禁防火門、室內(nèi)防火門、防爆防火門、快速閉鎖防火門、遇火災(zāi)快速開(kāi)啟防火門等;

有電子防火門、內(nèi)置防火閉門器多功能防火門等;

按開(kāi)啟狀態(tài)分為常閉防火門和常開(kāi)防火門。常閉防火門一般由防火門扇、門框、閉門器、密封條等組成，雙扇或多扇常閉防火門還裝有順序器。常閉防火門通常不需要電氣專業(yè)提供自控設(shè)計(jì)，但也有些特殊情況如:疏散通道上的常閉防火門，當(dāng)一些大型建設(shè)方有防盜等管理上的要求時(shí)應(yīng)由電氣專業(yè)配合設(shè)計(jì)，盡可能全面的降低安全隱患。而對(duì)于常開(kāi)防火門，它是除具有常閉防火門的所有配件外，還須增加防火門釋放開(kāi)關(guān)，而且必須由電氣專業(yè)提供自控設(shè)計(jì)。通常會(huì)在人流物流較多的疏散通道上應(yīng)用到。

隔熱防火門(A類) fully insulated doorsets

在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，能同時(shí)滿足耐火完整性和隔熱性要求的防火門。

部分隔熱防火門(B類) partially insulated doorsets

在規(guī)定大于等于0.50 h內(nèi)，滿足耐火完整性和隔熱性要求的防火門。 非隔熱防火門(C類) no insulated doorsets

在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，能滿足耐火完整性要求的防火門。

木質(zhì)防火門是用難燃木材或難燃木材制品作門框、門扇骨架、門扇面板，門扇內(nèi)若填充材料，則填充對(duì)人體無(wú)毒無(wú)害的防火隔熱材料，并配以防火五金配件所組成的具有一定耐火性能的門。

門扇與門框的搭接尺寸不應(yīng)小于12mm ;門扇與門框有合頁(yè)一側(cè)的配合活動(dòng)間隙不應(yīng)大于設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的尺寸公差;門扇與門框有鎖一側(cè)的配合活動(dòng)間隙不應(yīng)大于設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的尺寸公差;門扇與上框的配合活動(dòng)間隙不應(yīng)大于3mm ;雙扇、多扇門的門扇之間縫隙不應(yīng)大于3mm ;門扇與下框或地面的活動(dòng)間隙不應(yīng)大于9mm ;門扇與門框貼合面間隙:門扇與門框有合頁(yè)一側(cè)、有鎖一側(cè)及上框的貼合面間隙均不應(yīng)大于3mm ;門扇與門框的平面高低差:在防火門開(kāi)面上，天津伸縮條碼閱讀器門框與門扇的平面高低差不應(yīng)大于1mm。

木質(zhì)防火門是指用木材或木材制品制作門框、門扇骨架、門扇面板，耐火極限達(dá)到國(guó)家規(guī)定的門。木質(zhì)防火門之間的一些小的偏差是不能錯(cuò)的，也許就是一個(gè)小小的細(xì)節(jié)問(wèn)題，就可能達(dá)不到國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)。

使用材料

首先比較一下使用材料，防火門結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要由四部分組成:閉門器、門板的材料(有06和08等幾種)、門框材料、防火板組成。甲級(jí)防火門一般采用質(zhì)量較好的08材料，正常使用壽命在5-8年間，門板的鐵材較厚，同樣厚度的防火門，甲級(jí)防火門的重量要大于乙級(jí)防火門。

防火時(shí)間

防火門的防火時(shí)間主要由防火板決定，在這方面，甲級(jí)防火門采用的防火板一般比乙級(jí)防火門采用的防火板的性能要好，因此整體性能要強(qiáng)于乙級(jí)防火門。此外，甲級(jí)防火門尤其適用于那些要求電鍍前細(xì)磨、振動(dòng)出色、手工具鏡面拋光、電熱管鏡面拋光等場(chǎng)合，如各類家私五金配件的振光、手工具的切削拋光、日用產(chǎn)品、自行畫配件的表面振光等。

還有一點(diǎn)值的關(guān)注的是，甲級(jí)防火門中帶門框功能的材料，因?yàn)槠溟T框的規(guī)格可以根椐客戶的需要進(jìn)行靈活的訂制，設(shè)計(jì)門洞尺寸時(shí)更為方便、省力、省時(shí)。

使用成本

雖然從采購(gòu)成本來(lái)講，甲級(jí)防火門要高于乙級(jí)防火門，但從綜合的使用成本上來(lái)講，甲級(jí)防火門在很多方面要優(yōu)于乙級(jí)防火門。但是，乙級(jí)防火門也有價(jià)廉的特點(diǎn)，也占據(jù)一部分低端市場(chǎng)。

巧婦難為無(wú)米之炊，米也分好米和壞米，廠家不肯用"好米"，自然生產(chǎn)不出質(zhì)量可靠的防火門，這點(diǎn)值得我國(guó)企業(yè)思考。