木材阻燃的处理方法

     发布时间:2014-06-20 

1       木材阻燃的处理方法

       木材阻燃处理方法大致可分为两大类:一是溶剂型阻燃剂的浸渍法,另一是防火涂料(又称阻燃涂料)的涂布法。

1.1   溶剂型阻燃剂的浸渍法

       木材阻燃浸渍处理方法及其工艺处理的效果,主要取决于木材吸收阻燃剂的吸收量和透入深度。各种树种木材的浸注性不同,有些木材即使在相当大的压力下,阻燃剂也难透入,而某系木材很容易浸注,很快就能全浸透。一次进行阻燃处理前,应首先了解该树种的木材浸注性的难易,选择合理的木材阻燃处理方法及工艺,达到规定的吸收量和透入深度,使木材达到规定的阻燃效果。

       木材浸注性的难易一般分为4个等级:最易浸注、易浸注、较难浸注和难浸注。等级划分主要依照相同作业方法处理时处理液的吸收量多少,或者附带考虑透入深度。人们研究木材防腐处理已有170多年的历史,远远超过研究木材阻燃处理的时间,了解并借鉴木有财防腐处理方法对研究木材阻燃处理是有益处的。该法大体上可分为两种:

3.1.1常压浸渍法

       粘度较低的阻燃剂溶液,在室温或者加热条件下,将木材浸在该溶液中,浸渍时间长短取决于要求阻燃程度和木材的性质。该法设备简单,操作方便,成本低廉,但仅适用于薄板材料以及渗透性能较好的材质,药剂渗透的深度仅为6~10毫米。为了加大阻燃剂的渗透程度和吸药量,可采取热—冷浸渍法。

3.1.2真空­—加压浸渍法

       木材至于受压容器中抽成一定真空,出去木材细胞腔内之气体,再放空引入阻燃剂药液,加压后使阻燃剂药液压入到木材细胞内。此法根据真空度和加压程度不同,分为“满细胞法”和“双真空法”。

3.1.2.1 满细胞法

       前真空步骤:将木材置于高压罐内,抽真空至0.08~0.086MPa,抽真空时间15~60min,抽出木材内部存留的空气,抽真空的目的是降低药液进入木材的空气阻力和提高药液的渗透压,这种作业对小尺寸木材和易浸注的木材比较有效。此后慢慢地向罐内引入阻燃剂药液;

       加压步骤:当罐内注满阻燃剂药液后,卸除真空,慢慢地加压至1~1.4MPa,保持一定的时间,时间长短取决于所需阻燃剂吸药量。此时通过压力将阻燃剂压入木材内部;

       卸压步骤:当吸药量达到要求是,卸压,从罐中释放出阻燃剂药液;

       后真空步骤:再次抽真空至0.08~0.86MPa,目的是将吸着的药液全部进入木材内部,避免从罐内取出时木材表面药液流淌;

3.1.2.2 双真空法

       该操作大致与满细胞法类似,但所用的真空和压力都较满细胞法低,在前真空步骤中采用的真空为0.03~0.083MPa;在加压步骤中采用的压力为0.1~0.2MPa;后真空步骤中真空为0.067MPa。双真空法的用药量不如满细胞法,但它仍比常压浸渍法的吸药量大得多,浸透的深度也较大。

       真空­—加压浸渍法,需要真空加压设备,包括搅拌罐、贮液罐、耐压处理罐、真空泵、加压泵、控制系统等,由于真空和加压设备都比较复杂,设备昂贵投资大,操作时动力消耗大,工艺复杂,目前国内未形成大规模市场生产能力。

3.2防火涂料的涂布法和分类。将防火涂料喷涂到木材表面二达到阻燃的目的。防火涂料不仅具有阻燃的作用,而且还具有装饰、防腐和耐磨等功能。

3.2.1分类 

       按照防火涂料中基材类型可分为无机防火涂料和有机防火涂料两类,前者性能稍微差些,有时为了满足某些要求,向无机防火涂料中加入一些有机树脂进行改性。防火涂料按照分散介质可划分为水溶性防火涂料和油溶性防火涂料两类,前者对环境污染少,但某些性能稍微差些;后者有某些较优良性能,但对环境有一定的污染且价格较贵。防火涂料按遇火时是否发生膨胀划分为非膨胀型防火涂料和膨胀型防火涂料两类,前者放火物质为无机涂料,品种较少,应用不广泛;后者品种繁多,发展十分迅速。

3.2.2组成 

       防火涂料一般具有如下组成:基料、分散介质、阻燃剂、颜料、填充剂、助剂(增塑剂、稳定剂、防水剂、防潮剂)等。

膨胀型防火涂料的组成,按其在形成膨胀型炭质绝热层中的功能划分为成膜物质。成炭剂、脱水剂和发泡剂。成膜物质常用氨基树脂、聚丙烯酸酯乳液(苯丙乳液)、过滤乙烯树脂、氯化橡胶、醋酸乙烯乳液等。脱水剂常用聚磷酸铵。发泡剂常用三聚氰胺或双氰胺。成炭剂常用各种糖类和多元醇,特别是季戊四醇及其缩合物。

3.3木材阻燃处理其他方法

3.3.1加压类的处理方法

3.3.1.1 超声波处理

       Nair H.U等使用花旗松与美国西部黄松试材在加压处理的同时附加超声波的作用,实验结果与常规加压处理作比较。当连续加压处理1.5~2h,花旗松超声波处理的药剂吸收量优于常规处理,溶液抑制能进入到木结构内部,这种处理方法对美国西部黄松试材不太理想。

3.3.1.2 微波加热处理法

       2000年在国际林联主办的专题为“按树木制品的未来”研讨会上,澳大利亚墨尔本大学林学院的两位教授介绍了微波改性技术,微波可使木材细胞内的蒸汽压增高,内部蒸汽压的增高可在径切面形成空隙,其数量、尺寸及分布情况可通过微波功率的大小控制。这些变化可是木材径向和轴向的渗透性上千倍地提高。

       王喜明等以加拿大杨和水曲柳为试样进行研究,木材经微波处理后渗透性得到不同程度的改善,特别是硬阔叶树材改性效果明显。微波处理使木材采细胞上纹孔膜等薄弱环节破坏,浸提物析出或重新分配,密度降低,吸水量增加,干燥速度加快,弦径向干缩率之比增加。

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