木結(jié)構(gòu)建筑的防火阻燃問題在科研及生產(chǎn)中得到了廣泛的研究，
木結(jié)構(gòu)建筑的防火阻燃問題在很大程度上就是木結(jié)構(gòu)建筑構(gòu)件本身的
阻燃性能和
阻燃劑的處理工藝。目前
無機阻燃劑由于其
優(yōu)良的阻燃性能和較低的生產(chǎn)成本在構(gòu)件阻燃問題上得到了很大的發(fā)展。筆者在分析木材無機阻燃劑的應(yīng)用歷史以及現(xiàn)在較為流行的
無機阻燃劑的
阻燃機理和處理工藝的基礎(chǔ)上，提出了木材阻燃未來的發(fā)展趨勢，旨為木材無機阻燃劑的研究與開發(fā)提供參考。
木材無機阻燃的歷史悠久，在古羅馬和意大利就開始利用石灰水和明礬水作為木材阻燃劑。1768年出現(xiàn)了以磷酸銨鹽為主的
木材阻燃劑[1]，其后又有使用磷酸銨和硼酸混合物進行木材阻燃處理的記載[2]。1930-1935年美國農(nóng)業(yè)部林業(yè)試驗站（USDA Forest Service）集中研制了以磷、氮、硼、鹵素為主的阻燃藥劑及其混合物進行
木材阻燃處理的可行性[3]。二戰(zhàn)以后，研究人員嘗試將高分子技術(shù)成果推廣應(yīng)用到木材無機阻燃中。到了21世紀(jì)后，納米無機材料的應(yīng)用使得無機阻燃劑的產(chǎn)品日益多樣化，其中為代表的是日本2005年研發(fā)的水性木材防火保護涂料[4]。隨后，軍工技術(shù)也應(yīng)用到阻燃劑中，例如2006年德國開發(fā)防火漆，其中運用了火箭制造中的技術(shù)，四種成分組成的防火漆膨脹成一種多空的結(jié)構(gòu)，在842℃環(huán)境下經(jīng)受住長達(dá)20 min的考驗[5]。
木材燃燒過程包括一系列復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)；木材受熱首先是水分的蒸發(fā)，其化學(xué)組 成沒有明顯變化；溫度繼續(xù)升高，熱分解反應(yīng)加快，半纖維素開始分解，當(dāng)溫度達(dá)到木材的燃點范圍時將產(chǎn)生一氧化碳、甲烷 、乙烷 、 烷烴等，它們從木材中逸出并形成可燃性氣體，此時的木質(zhì)材料或自燃或被點燃，產(chǎn)生光和火焰形成有焰燃燒，放出熱量，這些熱量又傳遞到未燃燒的部分，如此循環(huán)就形成了燃燒鏈反應(yīng)。針對木材的燃燒過程，木材阻燃機理主要有覆蓋理論[13]、熱理論[14]、不燃?xì)怏w沖淡理論[15]、自由基捕集理論[16]、炭量增加和揮發(fā)物減少理論[17]。這些理論都是從燃燒過程中通過抑制某一環(huán)節(jié)抑制燃燒來達(dá)到阻燃的效果。按照木材阻燃劑的有效成分可分為
無機類型阻燃劑和
有機類型阻燃劑。 www.mvzn.cn
隨著我國阻燃法規(guī)的建立和健全以及阻燃技術(shù)的發(fā)展，木材阻燃劑的研究和開發(fā)將會迅速地廣泛開展起來。木材阻燃研究的發(fā)展趨勢包括以下兩方面：
隨著社會的發(fā)展和進步，用戶對木材阻燃劑功能的要求也逐步提高。開發(fā)功能復(fù)合的新型阻燃劑，將成為木材阻燃劑發(fā)展的主要方向之一。開發(fā)新型阻燃劑的目標(biāo)是：可一次或幾次操作處理木材；藥劑的酸堿性對木材損傷侵蝕最小；藥劑及處理經(jīng)濟性好；要保持木材的優(yōu)良特性，并以最小的量取得最大的效果。研發(fā)新型的阻燃劑主要是復(fù)配型阻燃劑，其研究方向主要是高分子化、有機化和納米化。
阻燃劑的處理工藝
阻燃劑的處理工藝除了常規(guī)的浸漬加壓等方式外，陶瓷化和凝膠化也新興起來，但離工業(yè)化還有一段距離。陶瓷化的技術(shù)關(guān)鍵是陶瓷玻璃前驅(qū)體，在陶瓷化生產(chǎn)工藝中，要在較低的溫度下（＜400 ℃）給予前驅(qū)體保護，這就可以保證在不破壞前驅(qū)體的情況下，使無機阻燃劑成分在經(jīng)歷劇烈的熱分解后和前驅(qū)體融合在一起。此外，低熔點玻璃前驅(qū)體必須在寬的
溫度范圍內(nèi)保持足夠高的粘度，以保證阻燃劑成分不會流失
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