木材防火处理措施

木材防火处理措施 Prepared on 22 November 2020

木材防火处理措施难燃木材

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。木材难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。

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。

化学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[(NH)HPO)]、磷酸二氢铵(NHHPO)、氯化铵(NHCl)、硫酸铵[(NH)SO]、磷酸(HPO)、氯化锌 (ZnCl)、硼砂(NaBaO·10HO)、硼酸(HBO)、硼酸铵[(NH)BO·4HO]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。

物理方法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，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。

由北京盛大华源科技有限公司生产的阻燃剂ZRM是一种受专利保护的阻燃剂。主要用途之一是生产符合GB8624-2006《建筑材料及制品燃烧性能分级》标准规定的等级B和C的阻燃木材。

产品不含其它任何有毒或有害物质。

ZRM阻燃剂是根据含磷－氮－碳－硼－铝－钛－钠的协同作用开发而成的，并对其功能基团进行封闭处理。ZRM阻燃剂不仅具有卓越的阻燃性能，而且可以提高制品的力学性能，降低产品的甲醛释放量、避免游离甲醛对环境的污染。

与现有技术相比的特点

1. 对产品的胶合强度没有影响。

2. 吸湿性能低，高温高湿环境产品平衡含水率与普通板一致。

3. 对饰面和油漆等二次加工性能没有影响。

阻燃机理

ZRF阻燃剂是根据含磷－氮－碳－硼－铝－钛－钠的协同作用开发而成的。

遇火时，该复合物将产生一系列化学反应：

①将热源对板材的热辐射反射回去，降低板材的温度。

②阻燃剂分解吸收大量热量，从而降低表面温度。

③热分解产生的水蒸气和其它惰性气体降低了制品周围的氧气浓度，中断了燃烧连锁反应。

④发泡和熔融产生的玻璃态覆盖层，大幅度降低了氧气和热量向纤维板内部的传递。

⑤迅速与木材热解释放出的高能物质H+结合,避免其与氧气产生燃烧反应。

⑥磷－氮－硼－铝催化剂，使纤维素和半纤维素脱水炭化，变为非活性炭结构

C=C，使木材的燃烧热能降低70%以上。

⑦非活性炭结构C=C覆盖在表层，加速内部非活性炭层的形成。

对环境安全

对建筑材料的环保性和毒理学性关注正在日益增加。

含卤系阻燃剂对环境具有极为严重的破坏作用，仅用于合成物及聚合物中。

不含有任何对环境有害的成分。

利用阻燃剂ZRM生产阻燃木材的工艺

阻燃剂ZRM是白色块状化合物：pH (10克/100毫升H2O): ～

水溶性： 30克/100毫升H2O（25℃）

单位密度： 600～700公斤/立方米

含水量：小于8%

阻燃木材生产工艺--常压浸渍法：

1. 在容器中放入750公斤水，加入250公斤阻燃剂ZRM，搅拌，使阻燃剂溶解变为透明溶液；