木材阻燃处理方式特点探究

汪凯 郑皓天

摘 要：本文搜集了目前木材阻燃处理方式及特点，分析了与国际技术标准的差距，以及对其研究完善方向进行展望，以期对木材阻燃技术的进步有所帮助。

关键词：木材;阻燃;标准

木材作为传统建材，广泛用于古今建筑室内外装修中，而建筑物根据用途和规模决定了其应具备的防火等级要求。法国巴黎圣母院木质屋顶结构约建于公元1220年，2019年4月15日凌晨，一场大火向人们敲响警钟，证明了木质结构必须进行阻燃处理，才能达到强制性国家标准，使建筑满足安全性和适用性的要求。

一、木材阻燃研究现状

古往今来，木质制品因其优秀的质量和性能，始终受到国内外消费者的青睐。木材阻燃处理方式可分为阻燃改性和阻燃隔绝两类。

隔绝法采用防火涂料在木材表面涂刷;防火涂料也可分为两类，其一是密封性油漆，可隔热和空气，阻止木材在受热后分解出热分解产物，从而延长木材耐火时间;其二是膨胀型涂料，可在着火时很快燃烧分解，生成不燃气体，且体积快速膨胀，在材料表面及时形成一层保护层，从而对木材形成双重保护，阻燃效果好。

防火涂料按化学性质可划分为有机防火涂料和无机防火涂料。前者以油漆为主要原材，添加阻燃剂而成，可以替代油漆，用途广泛，粘接牢固，防水性较好;后者本身不燃，添加阻燃剂后兼具防腐防霉效果，对木材物理性能、外观效果和胶合强度影响很小。

阻燃法是改变木材本身燃烧性能的一种办法。阻燃法是将木材用阻燃剂浸透，从而抑制木材燃烧。有机盐类价格高昂，且燃烧时常产生毒烟，因此较少采用;无机盐类按元素可划分为：卤素化合物、硼化物、磷化物、金属类阻燃剂等，价格低廉，阻燃效果好。

阻燃剂应具有以下特征：1、阻燃性好，有效阻止木材分解燃燒、阴燃和表面燃烧;2、经济易得，原料丰富，便于工厂生产;3、木材的物理性能、加工性能、外观效果等原始特性影响较小，无毒无害环保;燃烧后产物低烟低毒、无腐蚀;。4、阻燃效果耐久性好，在高湿环境水解较少;5、兼具防腐、防虫、抗流失和增强等其他性能。

二、木材阻燃标准

国际上，木材阻燃质量并没有统一标准衡量。国际标准ISO1182《Reaction to fire tests for building products — Non-combustibility test》用于建筑构件不/难燃性测试，适用范围最广。欧盟便引用该标准，日本《建筑标准法》也将其作为不燃材料的检测方法，我国《建筑材料及产品燃烧性能分类》规范中不燃材料的试验方法也来自于此。与欧盟、日本、美国等国家相比，我国在标准编制和阻燃材料研究等方面尚显相对落后。因此，我国需要加快完善材料阻燃质量、有毒成分分类和检测评价系统，使之与国际接轨。

三、木材阻燃研究趋向

木材进行阻燃处理就是为了避免火灾事故，防止出现人员伤亡及财产损失;同时加强了木结构的可靠性，保障居住使用安全。因此要在加强阻燃剂效果的同时，适当对木材其他功能有所加强，还要减少阻燃木材对环境造成污染，减少负面影响。

（一）开发低吸湿低烟高阻燃性木材

木材自身低吸湿性可以提高阻燃剂的耐流失性，还能减少加工产生的不良影响。结果表明，诸如硼化物类、氮磷复合类和金属复合类阻燃剂，这些低吸湿性阻燃剂能够有效达到高阻燃和抑烟的目的，由这三种化合物制成的氮磷、硼、金属阻燃剂研究亟需启动。

（二） 研究新型阻燃处理方式

现阶段木材主要阻燃处理方式，是将原材浸泡在阻燃剂中，以此来增加载药量，满足阻燃效果。提高载药量保证了木材高阻燃性，但是另一方面也提高了加工成本;各地木材性能不一，对阻燃处理要求也不尽相同，因此这种方法存在一定缺陷。新的阻燃处理工艺，例如表面改性法和溶胶-凝胶法，此类阻燃处理方式是以较低载药量达到高阻燃性，也应作为下阶段研究方向。

1、表面改性法

通过无机纳米粒子表面膜、有机高分子涂层、无机或有机复合涂层对木材表面进行阻燃处理的方法称为表面改性法。这种方法不仅增强了木材的阻燃性、耐划性、强度和韧性，而且还新增抗菌、抗老化、抗霉变、自清洁等性能。

2、溶胶-凝胶法

溶胶-凝胶法属于低温湿化学合成法，特点是工艺简单、反应温度较低、反应能达到分子级等。在反应中，金属化合物在酸/碱性介质催化作用下水解或醇解，生成安定的无色溶胶。将其注入木材，缩合形成三维网络结构。这种方法可以在改善木材自身性能弊端同时，也不改变木材的孔隙率和生物材料性能，与木材结合更紧固，阻燃效果更好。

四、结语

由于火灾的威胁，必须健全有关法规，从上而下推动木材阻燃研究。装饰行业木制品需求量大，为满足市场需求，必须加快阻燃产品的工业化进程，降低成本，提高产量和质量。在提高木材阻燃处理技术的同时，也应做好防火木材质量管理。由于木材在阻燃处理过程中存在不确定因素，因此在研究中，还有必要验证单块木材不均匀性对室内防火安全性的影响。

参考文献

[1]李宁，黄凯旗.木质装饰材料的防火处理[J].家具与室内装饰.2002，2：51-53.

[2]孟东伟，吴冬平，姚崑，等.水性木材浸注防火剂及防火木材[J].消防科学与技术，2018，37（4）：527-529.

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

[4]王飞，刘君良，吕文华.木材功能化阻燃剂研究进展[J].世界林业研究，2017，30（2）：62-66.

[5]王灵燕，聂玉静，陈争骥，等.我国木材阻燃研究现状及发展趋势[J].浙江林业科技，2016，36（5）：82-88.