木材/木质复合材料阻燃技术现状及发展趋势(2002-1-6)
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大量使用的木材及木质建筑装修材料为可燃、易燃物,是潜在的火灾隐患。因此,了解新型木材阻燃剂的研制和开发及阻燃处理工艺、阻燃性能检测和对木材阻燃工业化和阻燃材的推广应用有着重要意义。
1 木材阻燃剂
无机类阻燃剂来源广、价格低、阻燃性能好,但吸湿性强,抗流失性差。提高抗流失性主要技术方向是增大无机离子的体积或使无机盐在木材内发生化学反应生成不溶性化合物。
有机类阻燃剂能抗流失、对木材物理力学性能影响不大。其机理是磷或卤素参与聚合或缩聚反应,结合到高聚物的主链或侧链中。但性能不稳定,成本高。
树脂型是新型的阻燃剂,是在甲醛、尿素、双氰胺、三聚氰胺树脂制造过程中加入磷酸或磷-氮系化合物,通过树脂的固化实现抗流失、抗迁移和抗吸湿。
反应型阻燃剂是利用化学反应,将阻燃元素或含阻燃元素的基团通过形成稳定的化学键载到木材分子上,所得的阻燃木材具有抗流失、耐久和单位物质量阻燃效率高等优点。
2 木材阻燃处理技术
2.1 浸注法
加压浸注法又分为空细胞法、满细胞法和修正的满细胞法。空细胞法是木材在常压或较高压力下加入处理液→加压浸注→后真空;满细胞法即前真空→加压→浸注→后真空;修正的满细胞法是比满细胞法低的前真空和比前真空高的第二次真空的方法。
常压浸注法是在大气压力下进行处理,工艺简单、成本低廉,设备投资少。只适于处理厚度较薄的材料。
分段浸渍法是将不同药剂分别浸渍,使其相互反应生成沉淀的方法。
2.2 喷涂法是在对阻燃性要求不高或古建筑木构件不便浸渍处理时,隔离热源,阻止材面接触空气,降低燃烧性能,但也覆盖了实木的原纹理及质感。
2.3 贴面法是将石膏板、硅酸钙板、铁皮及金属箔等不燃物覆贴在木材或木质材料表面起阻燃作用,但仅限于表面处理,而且覆盖木材原有纹理,失去木材质感。
2.4 热压法是将粉状阻燃剂均匀撒在板面上,在热压条件下使其熔融渗入板内或在板面刷或喷涂液体阻燃剂,热压时使其渗入板内。此法适于人造板生产。
2.5 复合法是在人造板生产中,将阻燃剂拌入胶粘剂或刨花、木纤维中。
3 阻燃效果检测
阻燃效果检测的性能指标有材料着火性、火焰传播指数、燃烧热和放热速度及烟测试等;其检测方法有火管仪测度法、热分析法、锥形量热仪法和模型试验法等。
4 几点看法
1)为了提高抗流失性、耐迁移性和降低成本,应该致力于开发高效的多元复合阻燃体系发展以实现工业化生产。
2)阻燃工艺的开发应转向全面考虑阻燃性、材性、环境特性、附加性能和实用性等综合效果的方向发展。
3)实现木材永久阻燃的化学改性,关键在于遴选合适的化学单体、优秀的阻燃成分及适合的偶联剂。纳米阻燃或木质复合材将是木材阻燃研究发展的重要方向。
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