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木材是如何做到防火的?——阻燃木材介绍

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-01-06   浏览次数:3235  分享到: 分享到腾讯微博
 
木材是一种由纤维素、半纤维素和木质素构成的多孔复杂的天然有机材料,其碳氢化合物的含量较高,是易燃材料。木材阻燃是通过物理或化学的方法来提高木材的抗燃烧能力,目的是减缓木材燃烧,以预防火灾事故的发生。木材阻燃的要求是降低木材燃烧速度、减少火焰传播速度、加速燃烧表面碳化过程。
 
目前有效的木材阻燃措施是添加阻燃剂,而对于阻燃剂的阻燃原理大致分为覆盖理论、热理论、不燃气体冲淡作用理论。覆盖理论是指阻燃剂在低于木材燃烧温度下熔融,形成一种隔热层,使木材与火焰隔绝,阻止可燃气体外逸,从而起到阻燃的作用。热理论是指阻燃剂在分解的过程中会吸收大量热量,延缓木材温度升高,从而抑制木材表明起火。不燃气体冲淡作用理论是指阻燃剂在低于木材正常燃烧温度下受热分解会释放不燃性气体或水蒸气,冲淡木材热分解形成的可燃性气体,起到阻燃的作用。
 
木材阻燃剂
 
(1)无机阻燃剂。无极阻燃剂主要包含磷、氮、硼、铝和卤素等,具有来源广泛、价格低廉、环保安全、阻燃性能好等优点,是目前应用最为广泛的阻燃剂。
 
硼酸和硼砂等硼酸盐是硼系阻燃剂中最普遍的,对人类低毒、环境友好,而且硼酸盐能有效减少火焰传播。
 
磷氮系阻燃剂中应用较多的包括聚磷酸铵、三聚氰胺磷酸盐等无机磷酸盐。
 
金属氢氧化物阻燃剂阻燃过程中不产生有毒和腐蚀性气体,是一种环保绿色阻燃剂,主要包括氢氧化铝和氢氧化镁。
 
(2)有机阻燃剂。由于无机阻燃剂有吸湿性强和流失性差的缺点,有机阻燃剂可以克服上述问题,研究人员在此基础上又研究了有机阻燃剂,主要包括有机磷氮类、有机磷硼类等,还有研究以甲醛、尿素、氢氧化钠、双氰胺、磷酸二氢铵等为原料的树脂型有机阻燃剂。但有机阻燃剂存在生产成本较高、性能不稳定等缺点,在实际的应用中并没有无机阻燃剂多。
 
木材阻燃处理技术
 
木材的阻燃性能不仅和阻燃剂的性能和用量有关,还跟阻燃剂在木材中的分布状态有密切的关系。木材的阻燃处理工艺会影响木材的吸湿和阻燃性能,选择合适的阻燃处理工艺还不会破坏木材的物理力学性能。
 
(1)浸注法。浸注法是在常压、真空、加压或综合运用几种压力的条件下,将阻燃剂注入木材中的阻燃处理方法。
 
常压浸注法是在大气压力下进行的,该工艺较为简单、成本低廉、设备投资较少,但只适用于处理单板等厚度较薄的材料或者是渗透性较好的材料。
 
加压浸注法是将木材放置于高压罐内,先抽真空,抽掉木材内部的气体,借助于放真空吸入阻燃剂,然后加压将阻燃剂压入木材内部。
 
分段浸注法是将不同的阻燃剂分别浸注,使前后处理的药剂相互反应,生产沉淀,适用这种方法浸注的木材干燥后可增重20%以上,且干燥后木材陶瓷化、阻燃性、硬度、尺寸稳定性等都大大提升。
 
(2)喷涂法。对于不便浸注的木材可以采用涂刷或喷涂阻燃剂的方法来隔离热源,阻止木材接触空气,从而降低木材的燃烧性能。
 
(3)热压法。热压法是将阻燃粉末撒在板材上或者涂刷在板材上,在热压的条件下使其熔融渗入板材内,这种方法避免了加压浸注时板材表面的膨胀及处理后的干燥,缺点是难以施加足够的剂量。
 
随着人们对家具木材材料的要求越来越高,木材阻燃性能也得到了重视。目前使用木材无机磷氮硼系阻燃剂仍是木材阻燃的主流方法,企业在提高木材阻燃性能的同时也应该大力发展绿色环保型阻燃剂。

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