关于木材阻燃介绍

[拼音]：mucai zuran

[外文]：fire resistance of wood

用物理或化学方法提高木材抗燃能力的方法。目的是阻缓木材燃烧，以预防火灾的发生，或争得时间，快速消灭已发生的火灾。

木材的碳氢化合物含量高，是易燃材料。迄今尚无使木材在靠近火源时不燃烧的方法。木材阻燃的要求是降低木材燃烧速率。减少或阻滞火焰传播速度和加速燃烧表面的炭化过程。这对建筑、造船、车辆制造等工业部门至为重要。

概况

公元前4世纪，古罗马人已知用醋液，以后又用明矾溶液浸泡木材，以增强其抗燃性。在古希腊、埃及和中国，也有用海水、明矾和盐水浸渍，以提高木材阻燃性能的。但直到15～16世纪，阻燃处理的方法都比较简单。到17～18世纪才开始有获得专利的阻燃剂和处理方法。但木材阻燃作为工业技术则迟至19世纪末20世纪初才首先在欧美一些工业先进的国家得到发展，并形成了阻燃处理工业。20世纪40年代，战争的需要加速了这一工业的发展；50～60年代的阻燃剂仍以无机盐类为主，但采用了更多的、新的复合型阻燃剂，增强了阻燃效果。60年代以后有机型阻燃剂、特别是树脂型阻燃剂得到发展，为克服无机盐类易流失、易吸湿等缺点提供了可能。

木材燃烧和阻燃机理

当木材遇100℃高温时，木材中的水分开始蒸发；温度达180℃时，可燃气体如一氧化碳、甲烷、甲醇以及高燃点的焦油成分等开始分解产生； 250℃以上时木材热解急剧进行，可燃气体大量放出，就能在空气中氧的作用下着火燃烧；400～500℃时，木材成分完全分解，燃烧更为炽烈。燃烧产生的温度最高可达900～1100℃。

木材燃烧时，表层逐渐炭化形成导热性比木材低(约为木材导热系数的1／3～1／2)的炭化层。 当炭化层达到足够的厚度并保持完整时，即成为绝热层，能有效地限制热量向内部传递的速度，使木材具有良好的耐燃烧性。利用木材这一特性，再采取适当的物理或化学措施，使之与燃烧源或氧气隔绝，就完全可能使木材不燃、难燃或阻滞火焰的传播，从而取得阻燃效果。

木材阻燃方法

包括化学方法和物理方法。

主要是用化学药剂，即阻燃剂处理木材。阻燃剂的作用机理是在木材表面形成保护层，隔绝或稀释氧气供给；或遇高温分解，放出大量不燃性气体或水蒸气，冲淡木材热解时释放出的可燃性气体；或阻延木材温度升高，使其难以达到热解所需的温度；或提高木炭的形成能力，降低传热速度；或切断燃烧链，使火迅速熄灭。良好的阻燃剂安全、有效、持久而又经济。

根据阻燃处理的方法，阻燃剂可分为两类：

（1）阻燃浸注剂。用满细胞法注入木材。又可分为无机盐类和有机两大类。无机盐类阻燃剂(包括单剂和复剂)主要有磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4)]、磷酸二氢铵(NH4H2PO4)、氯化铵(NH4Cl)、硫酸铵[(NH4)2SO4]、磷酸(H3PO4)、氯化锌 (ZnCl2)、硼砂(Na2BaO7·10H2O)、硼酸(H3BO3)、硼酸铵[(NH4)2B4O7·4H2O]以及液体聚磷酸铵等。有机阻燃剂(包括聚合物和树脂型)主要有用甲醛、三聚氰胺、双氰胺、磷酸等成分制得的MDP阻燃剂，用尿素、双氰胺、甲醛、磷酸等成分制得的UDFP胺基树脂型阻燃剂等。此外，有机卤化烃一类自熄性阻燃剂也在发展中。

（2）阻燃涂料。喷涂在木材表面。也分为无机和有机两类：无机阻燃涂料主要有硅酸盐类和非硅酸盐类。有机阻燃涂料主要可分为膨胀型和非膨胀型。前者如四氯苯酐醇酸树脂防火漆及丙烯酸乳胶防火涂料等；后者如过氯乙烯及氯苯酐醇酸树脂等。

从木材结构上采取措施的一种方法。主要是改进结构设计，或增大构件断面尺寸以提高其耐燃性；或加强隔热措施，使木材不直接暴露于高温或火焰下：如用不燃性材料包复、围护构件，设置防火墙，或在木框结构中加设挡火隔板，利用交叉结构堵截热空气循环和防止火焰通过，以阻止或延缓木材温度的升高等。

工业发达国家的木材防火或阻燃处理以化学方法占主要地位；而中国以往则多以结构措施为主，近年来化学方法也有一定的发展。随着高层建筑、地下建筑的增多，航空及远洋运输事业的发展，以及古代建筑和文物古迹的维修保护等的日益受到重视，木材防火和阻燃处理的应用和改进将成为迫切需要。