木材阻燃的處理方法

     發布時間:2014-06-20 

1       木材阻燃的處理方法

       木材阻燃處理方法大致可分為兩大類:一是溶劑型阻燃劑的浸漬法,另一是防火塗料(又稱阻燃塗料)的塗布法。

1.1   溶劑型阻燃劑的浸漬法

       木材阻燃浸漬處理方法及其工藝處理的效果,主要取決於木材吸收阻燃劑的吸收量和透入深度。各種樹種木材的浸注性不同,有些木材即使在相當大的壓力下,阻燃劑也難透入,而某係木材很容易浸注,很快就能全浸透。一次進行阻燃處理前,應首先了解該樹種的木材浸注性的難易,選擇合理的木材阻燃處理方法及工藝,達到規定的吸收量和透入深度,使木材達到規定的阻燃效果。

       木材浸注性的難易一般分為4個等級:最易浸注、易浸注、較難浸注和難浸注。等級劃分主要依照相同作業方法處理時處理液的吸收量多少,或者附帶考慮透入深度。人們研究木材防腐處理已有170多年的曆史,遠遠超過研究木材阻燃處理的時間,了解並借鑒木有財防腐處理方法對研究木材阻燃處理是有益處的。該法大體上可分為兩種:

3.1.1常壓浸漬法

       粘度較低的阻燃劑溶液,在室溫或者加熱條件下,將木材浸在該溶液中,浸漬時間長短取決於要求阻燃程度和木材的性質。該法設備簡單,操作方便,成本低廉,但僅適用於薄板材料以及滲透性能較好的材質,藥劑滲透的深度僅為6~10毫米。為了加大阻燃劑的滲透程度和吸藥量,可采取熱—冷浸漬法。

3.1.2真空­—加壓浸漬法

       木材至於受壓容器中抽成一定真空,出去木材細胞腔內之氣體,再放空引入阻燃劑藥液,加壓後使阻燃劑藥液壓入到木材細胞內。此法根據真空度和加壓程度不同,分為“滿細胞法”和“雙真空法”。

3.1.2.1 滿細胞法

       前真空步驟:將木材置於高壓罐內,抽真空至0.08~0.086MPa,抽真空時間15~60min,抽出木材內部存留的空氣,抽真空的目的是降低藥液進入木材的空氣阻力和提高藥液的滲透壓,這種作業對小尺寸木材和易浸注的木材比較有效。此後慢慢地向罐內引入阻燃劑藥液;

       加壓步驟:當罐內注滿阻燃劑藥液後,卸除真空,慢慢地加壓至1~1.4MPa,保持一定的時間,時間長短取決於所需阻燃劑吸藥量。此時通過壓力將阻燃劑壓入木材內部;

       卸壓步驟:當吸藥量達到要求是,卸壓,從罐中釋放出阻燃劑藥液;

       後真空步驟:再次抽真空至0.08~0.86MPa,目的是將吸著的藥液全部進入木材內部,避免從罐內取出時木材表麵藥液流淌;

3.1.2.2 雙真空法

       該操作大致與滿細胞法類似,但所用的真空和壓力都較滿細胞法低,在前真空步驟中采用的真空為0.03~0.083MPa;在加壓步驟中采用的壓力為0.1~0.2MPa;後真空步驟中真空為0.067MPa。雙真空法的用藥量不如滿細胞法,但它仍比常壓浸漬法的吸藥量大得多,浸透的深度也較大。

       真空­—加壓浸漬法,需要真空加壓設備,包括攪拌罐、貯液罐、耐壓處理罐、真空泵、加壓泵、控製係統等,由於真空和加壓設備都比較複雜,設備昂貴投資大,操作時動力消耗大,工藝複雜,目前國內未形成大規模市場生產能力。

3.2防火塗料的塗布法和分類。將防火塗料噴塗到木材表麵二達到阻燃的目的。防火塗料不僅具有阻燃的作用,而且還具有裝飾、防腐和耐磨等功能。

3.2.1分類 

       按照防火塗料中基材類型可分為無機防火塗料和有機防火塗料兩類,前者性能稍微差些,有時為了滿足某些要求,向無機防火塗料中加入一些有機樹脂進行改性。防火塗料按照分散介質可劃分為水溶性防火塗料和油溶性防火塗料兩類,前者對環境汙染少,但某些性能稍微差些;後者有某些較優良性能,但對環境有一定的汙染且價格較貴。防火塗料按遇火時是否發生膨脹劃分為非膨脹型防火塗料和膨脹型防火塗料兩類,前者放火物質為無機塗料,品種較少,應用不廣泛;後者品種繁多,發展十分迅速。

3.2.2組成 

       防火塗料一般具有如下組成:基料、分散介質、阻燃劑、顏料、填充劑、助劑(增塑劑、穩定劑、防水劑、防潮劑)等。

膨脹型防火塗料的組成,按其在形成膨脹型炭質絕熱層中的功能劃分為成膜物質。成炭劑、脫水劑和發泡劑。成膜物質常用氨基樹脂、聚丙烯酸酯乳液(苯丙乳液)、過濾乙烯樹脂、氯化橡膠、醋酸乙烯乳液等。脫水劑常用聚磷酸銨。發泡劑常用三聚氰胺或雙氰胺。成炭劑常用各種糖類和多元醇,特別是季戊四醇及其縮合物。

3.3木材阻燃處理其他方法

3.3.1加壓類的處理方法

3.3.1.1 超聲波處理

       Nair H.U等使用花旗鬆與美國西部黃鬆試材在加壓處理的同時附加超聲波的作用,實驗結果與常規加壓處理作比較。當連續加壓處理1.5~2h,花旗鬆超聲波處理的藥劑吸收量優於常規處理,溶液抑製能進入到木結構內部,這種處理方法對美國西部黃鬆試材不太理想。

3.3.1.2 微波加熱處理法

       2000年在國際林聯主辦的專題為“按樹木製品的未來”研討會上,澳大利亞墨爾本大學林學院的兩位教授介紹了微波改性技術,微波可使木材細胞內的蒸汽壓增高,內部蒸汽壓的增高可在徑切麵形成空隙,其數量、尺寸及分布情況可通過微波功率的大小控製。這些變化可是木材徑向和軸向的滲透性上千倍地提高。

       王喜明等以加拿大楊和水曲柳為試樣進行研究,木材經微波處理後滲透性得到不同程度的改善,特別是硬闊葉樹材改性效果明顯。微波處理使木材采細胞上紋孔膜等薄弱環節破壞,浸提物析出或重新分配,密度降低,吸水量增加,幹燥速度加快,弦徑向幹縮率之比增加。

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