木材阻燃處理方式特點(diǎn)探究

汪凱 鄭皓天

摘 要：本文搜集了目前木材阻燃處理方式及特點(diǎn)，分析了與國(guó)際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的差距，以及對(duì)其研究完善方向進(jìn)行展望，以期對(duì)木材阻燃技術(shù)的進(jìn)步有所幫助。

關(guān)鍵詞：木材;阻燃;標(biāo)準(zhǔn)

木材作為傳統(tǒng)建材，廣泛用于古今建筑室內(nèi)外裝修中，而建筑物根據(jù)用途和規(guī)模決定了其應(yīng)具備的防火等級(jí)要求。法國(guó)巴黎圣母院木質(zhì)屋頂結(jié)構(gòu)約建于公元1220年，2019年4月15日凌晨，一場(chǎng)大火向人們敲響警鐘，證明了木質(zhì)結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行阻燃處理，才能達(dá)到強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，使建筑滿足安全性和適用性的要求。

一、木材阻燃研究現(xiàn)狀

古往今來(lái)，木質(zhì)制品因其優(yōu)秀的質(zhì)量和性能，始終受到國(guó)內(nèi)外消費(fèi)者的青睞。木材阻燃處理方式可分為阻燃改性和阻燃隔絕兩類。

隔絕法采用防火涂料在木材表面涂刷;防火涂料也可分為兩類，其一是密封性油漆，可隔熱和空氣，阻止木材在受熱后分解出熱分解產(chǎn)物，從而延長(zhǎng)木材耐火時(shí)間;其二是膨脹型涂料，可在著火時(shí)很快燃燒分解，生成不燃?xì)怏w，且體積快速膨脹，在材料表面及時(shí)形成一層保護(hù)層，從而對(duì)木材形成雙重保護(hù)，阻燃效果好。

防火涂料按化學(xué)性質(zhì)可劃分為有機(jī)防火涂料和無(wú)機(jī)防火涂料。前者以油漆為主要原材，添加阻燃劑而成，可以替代油漆，用途廣泛，粘接牢固，防水性較好;后者本身不燃，添加阻燃劑后兼具防腐防霉效果，對(duì)木材物理性能、外觀效果和膠合強(qiáng)度影響很小。

阻燃法是改變木材本身燃燒性能的一種辦法。阻燃法是將木材用阻燃劑浸透，從而抑制木材燃燒。有機(jī)鹽類價(jià)格高昂，且燃燒時(shí)常產(chǎn)生毒煙，因此較少采用;無(wú)機(jī)鹽類按元素可劃分為：鹵素化合物、硼化物、磷化物、金屬類阻燃劑等，價(jià)格低廉，阻燃效果好。

阻燃劑應(yīng)具有以下特征：1、阻燃性好，有效阻止木材分解燃燒、陰燃和表面燃燒;2、經(jīng)濟(jì)易得，原料豐富，便于工廠生產(chǎn);3、木材的物理性能、加工性能、外觀效果等原始特性影響較小，無(wú)毒無(wú)害環(huán)保;燃燒后產(chǎn)物低煙低毒、無(wú)腐蝕;。4、阻燃效果耐久性好，在高濕環(huán)境水解較少;5、兼具防腐、防蟲、抗流失和增強(qiáng)等其他性能。

二、木材阻燃標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)際上，木材阻燃質(zhì)量并沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)衡量。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO1182《Reaction to fire tests for building products — Non-combustibility test》用于建筑構(gòu)件不/難燃性測(cè)試，適用范圍最廣。歐盟便引用該標(biāo)準(zhǔn)，日本《建筑標(biāo)準(zhǔn)法》也將其作為不燃材料的檢測(cè)方法，我國(guó)《建筑材料及產(chǎn)品燃燒性能分類》規(guī)范中不燃材料的試驗(yàn)方法也來(lái)自于此。與歐盟、日本、美國(guó)等國(guó)家相比，我國(guó)在標(biāo)準(zhǔn)編制和阻燃材料研究等方面尚顯相對(duì)落后。因此，我國(guó)需要加快完善材料阻燃質(zhì)量、有毒成分分類和檢測(cè)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，使之與國(guó)際接軌。

三、木材阻燃研究趨向

木材進(jìn)行阻燃處理就是為了避免火災(zāi)事故，防止出現(xiàn)人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失;同時(shí)加強(qiáng)了木結(jié)構(gòu)的可靠性，保障居住使用安全。因此要在加強(qiáng)阻燃劑效果的同時(shí)，適當(dāng)對(duì)木材其他功能有所加強(qiáng)，還要減少阻燃木材對(duì)環(huán)境造成污染，減少負(fù)面影響。

（一）開發(fā)低吸濕低煙高阻燃性木材

木材自身低吸濕性可以提高阻燃劑的耐流失性，還能減少加工產(chǎn)生的不良影響。結(jié)果表明，諸如硼化物類、氮磷復(fù)合類和金屬?gòu)?fù)合類阻燃劑，這些低吸濕性阻燃劑能夠有效達(dá)到高阻燃和抑煙的目的，由這三種化合物制成的氮磷、硼、金屬阻燃劑研究亟需啟動(dòng)。

（二） 研究新型阻燃處理方式

現(xiàn)階段木材主要阻燃處理方式，是將原材浸泡在阻燃劑中，以此來(lái)增加載藥量，滿足阻燃效果。提高載藥量保證了木材高阻燃性，但是另一方面也提高了加工成本;各地木材性能不一，對(duì)阻燃處理要求也不盡相同，因此這種方法存在一定缺陷。新的阻燃處理工藝，例如表面改性法和溶膠-凝膠法，此類阻燃處理方式是以較低載藥量達(dá)到高阻燃性，也應(yīng)作為下階段研究方向。

1、表面改性法

通過無(wú)機(jī)納米粒子表面膜、有機(jī)高分子涂層、無(wú)機(jī)或有機(jī)復(fù)合涂層對(duì)木材表面進(jìn)行阻燃處理的方法稱為表面改性法。這種方法不僅增強(qiáng)了木材的阻燃性、耐劃性、強(qiáng)度和韌性，而且還新增抗菌、抗老化、抗霉變、自清潔等性能。

2、溶膠-凝膠法

溶膠-凝膠法屬于低溫濕化學(xué)合成法，特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單、反應(yīng)溫度較低、反應(yīng)能達(dá)到分子級(jí)等。在反應(yīng)中，金屬化合物在酸/堿性介質(zhì)催化作用下水解或醇解，生成安定的無(wú)色溶膠。將其注入木材，縮合形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種方法可以在改善木材自身性能弊端同時(shí)，也不改變木材的孔隙率和生物材料性能，與木材結(jié)合更緊固，阻燃效果更好。

四、結(jié)語(yǔ)

由于火災(zāi)的威脅，必須健全有關(guān)法規(guī)，從上而下推動(dòng)木材阻燃研究。裝飾行業(yè)木制品需求量大，為滿足市場(chǎng)需求，必須加快阻燃產(chǎn)品的工業(yè)化進(jìn)程，降低成本，提高產(chǎn)量和質(zhì)量。在提高木材阻燃處理技術(shù)的同時(shí)，也應(yīng)做好防火木材質(zhì)量管理。由于木材在阻燃處理過程中存在不確定因素，因此在研究中，還有必要驗(yàn)證單塊木材不均勻性對(duì)室內(nèi)防火安全性的影響。

參考文獻(xiàn)

[1]李寧，黃凱旗.木質(zhì)裝飾材料的防火處理[J].家具與室內(nèi)裝飾.2002，2：51-53.

[2]孟東偉，吳冬平，姚崑，等.水性木材浸注防火劑及防火木材[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2018，37（4）：527-529.

[3]菊地伸一.防火木材の品質(zhì)管理[J].木材保存，2012，38（1）：2-6.

[4]王飛，劉君良，呂文華.木材功能化阻燃劑研究進(jìn)展[J].世界林業(yè)研究，2017，30（2）：62-66.

[5]王靈燕，聶玉靜，陳爭(zhēng)驥，等.我國(guó)木材阻燃研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].浙江林業(yè)科技，2016，36（5）：82-88.