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木材阻燃处理和木质防火门生产新技术
2018-5-18
来源:未知
点击数:  724        作者:未知
  • 1、我国阻燃木质材料及制品生产现状


          经过近20年的发展,目前我国共有木质防火门生产企业372家,建筑内装修用阻燃木材生产企业28家,阻燃胶合板和细木工板生产企业26家,阻燃装饰板生产企业15家,阻燃刨花板生产企业6家,阻燃纤维板生产企业4家,饰面型防火涂料生产企业111家。

          除木质防火门外,阻燃木材及其制品在我国建筑内装修上的应用尚未得到普及,目前绝大多数建筑内装修工程采用涂刷防火涂料对木材及人造板进行防火保护,与发达国家相比存在非常大的差距。主要问题是:


    ① 产品品种、档次不能适应市场的需求。
    ② 受木材空隙构造的制约,液体很难渗入到绝大部分木材内部,因此绝大部分木材难于进行阻燃浸渍处理。
    ③ 阻燃浸渍处理木材需要进行二次干燥,干燥周期为15~45天,生产周期较长。
    ④ 对单板进行阻燃浸渍处理及干燥时,单板破损较大,操作复杂。
    ⑤ 阻燃处理后,木材及人造板强度降低15~40%,影响了产品的应用。
    ⑥ 阻燃处理木材及制品价格较高。
    ⑦ 有关消防法规未得到有效的实施。

     

    使用防火涂料对木材及其制品进行防火保护,存在以下问题:


    ① 使木材及其制品丧失了天然纹理优美的装饰效果,虽然薄型透明防火涂料问世后一定程度保留了天然木材的纹理及花纹,但500g/m2以上的涂刷量,制品的木质感明显降低;
    ② 经过一段时间后涂层产生龟裂,降低了防火和装饰效果;
    ③ 3次以上的涂刷或喷涂工作,增加了现场施工的工作量和难度;
    ④ 水溶型防火涂料防水和防潮性差,溶剂型防火涂料对环境造成污染,目前还没有使用寿命超过3年的饰面型防火涂料。

     

    2、木材及其制品阻燃浸渍处理新技术


          国内外目前常用的木材及其制品阻燃处理方法主要有两种,常压法和加压法。前者有涂刷法、喷淋法、浸渍处理法、冷热槽法、双扩散法等;后者又称真空—加压法,包括满细胞法、半细胞法、频压法、循环法等。
          通常需要阻燃剂均匀分布于木质材料内部,为了提高浸透性和浸透深度,国内外研究人员提出了以下浸渍处理新方法。

    (1) CO2超临界流体处理木材技术:此方法几乎能处理所有树种的木材而对处理材无明显不良影响 [1]。Demessie E S等使用二氧化碳或其与甲醛的混合体研究超临界流体处理对花旗松心材气体渗透性的影响, 2/3试样的渗透性提高,与温度、压力的变化及助溶剂无关,对抽提物有增溶作用,部分试样渗透性降低可能是因为溶解的抽提物重新析出[2]。
    (2) 木材激光刻痕法:激光刻痕法不破坏木材组织,且使药剂容易注入[3]。与爪状刀具刻痕法相比,激光刻痕法浸注到木材中的药液提高50%以上[3]。
    (3) 低压水蒸气爆破法:低压水蒸汽爆破法,可破坏闭锁的纹孔,改进胞间通导性而改良透过性,电子显微照片表明爆碎处理后纹孔部分有选择性的破坏[3]。
    (4) 压缩前处理技术:先将木材进行横向压缩,纹孔周边和纹孔膜有选择性的破坏,孔圈导管内的侵填体也被破坏,改善了渗透性[3,7]。
    (5) 热水(汽)处理法:对于针叶树材,热水(汽) 处理可除去覆被于纹孔的阿拉伯半乳糖胶等物质,开放闭塞的纹孔对,从而改善了渗透性;蒸煮处理的处理强度越大,改善渗透性的效果越大,电子显微照片表明蒸煮处理后有开裂的纹孔塞[3]。采用微波加热对木材进行预处理,不但能提高加热速度,且能改进药剂的渗透性[12][13]。
    (6) 震荡加压处理法:在对木材进行加压处理的同时,施以震荡的方法。震荡家业处理后,药剂透入度与吸着量有明显的增加[14,15]。
    (7) 对于使用酶、微生物、细菌来改善木材的渗透性。
    (8) 声波和超声波处理法:在对木材进行加压处理的同时,施以声波或超声波的作用,也是改善木材渗透性的一个研究方向。
    (9) 离心转动处理技术:在离心分离机中浸渍木材,在常压下的离心浸渍使木材对药剂的吸收量增加[22,23]。

     

    3、新型木质材料用阻燃剂和处理工艺


    木材阻燃剂主要以无机的P-N系为主。为了提高阻燃效果和抗流失性、降低吸湿率和毒性,主要进行了以下研究:
    (1) 选择合适的助剂、乳化剂,将非水溶性阻燃剂配成水溶液或乳液用于木质材料的阻燃处理,降低阻燃木质材料的吸湿性、流失率、以及阻燃剂对木质材料强度的影响。
    (2) 采用双重扩散法,在木质材料内部生成不溶于水的化合物。
    (3) 树脂型阻燃剂,不仅赋予木质材料阻燃效果,而且可以提高木质材料的物理力学性能。
    (4) 阻燃、防腐、防虫多功能木质材料处理剂的研究。
    (5) 协效剂、消烟剂的研究。

     

    4、防火薄板及其应用


          防火薄板是指厚度为0.2~5mm、能够提高被保护材料燃烧等级和耐火极限的一种新型板材,由骨架材料、粘结剂和阻燃剂等成分构成。在发达国家,防火薄板已经在建筑结构和构件、可燃材料的防火保护上得到广泛应用,克服了防火涂料和木质材料阻燃浸渍处理中存在的问题。


          用途如下:
        (1) 用于可燃材料的防火保护和装饰:厚度通常为0.2~0.5mm,与可燃材料复合后的燃烧性能符合B1级(难燃)材料的要求。
        (2) 替代饰面型防火涂料,用于钢结构、建筑结构和构建、可燃建筑材料的保护和装饰,使其耐火极限达到1.0~3.0小时, 厚度通常为0.3~5mm。
        (3) 用于高级木质防火门的生产,提高木材利用率和生产效率,厚度通常为0.5~1.5mm。


    现行的木质防火门结构如图1所示。门框的制作工艺步骤依次分:

    现行工艺的主要问题是:
    (1)对阻燃浸渍处理木材进行二次干燥所需时间,门扇骨架料为15~25天,门框料为30~45天,加工周期长;
    (2)为了防止火焰或烟从填充材料B与骨架材料D1之间穿透,骨架材料D1必须加工成图1所示的凸字型,用硅酸铝纤维毡C遮挡接缝;
    (3)硅酸铝纤维毡C强度低、刚性差,必须用铁丝网或薄铁片加钉子固定在骨架料D1上;
    (4)门框料D2为整料,下料时必须去掉影响装饰效果的木材缺陷,木材利用率低,发达国家已基本采用集成材生产门框。

     

    (1)对木材进行干燥;

    (2) 将干燥木材加工成规格料;

    (3)对规格料进行阻燃浸渍处理,固体阻燃剂用量甲级防火门每立方米木材大于110公斤,乙级防火门每立方米木材大于90公斤;

    (4)对阻燃浸渍处理木材进行二次干燥;

    (5)对阻燃处理规格料D2进行精加工,砂光、铣槽、开榫、打眼、镶嵌膨胀防火条F、组装;

    (6)检验、包装、入库。


    门扇的制作工艺步骤依次为:

    (1)对木材进行干燥;

    (2) 将干燥木材加工成规格料;

    (3)对规格料进行阻燃浸渍处理,固体阻燃剂用量甲级防火门每立方米木材大于110公斤,乙级防火门每立方米木材大于90公斤;

    (4)对阻燃浸渍处理木材进行二次干燥;

    (5)对阻燃处理规格料D1进行精加工,砂光、开榫、打眼、组装成框架;

    (6)在框架内填充硅酸铝纤维毯或岩棉板B,涂刷高温胶,之后铺装硅酸铝纤维毡C,并用22号铁丝网等金属等固定在骨架上;

    (7)在骨架表面涂刷胶粘剂、组坯,面板A+门扇骨架+面板A;

    (8)组坯后的门扇用热压机或冷压机加压成型;

    (9)对宽度和长度进行精加工;

    (10)用阻燃处理木材D2封边;

    (11) 砂光、检验、入库。门扇骨架料D1通常为松木,门框及封边料D2通常为装饰效果好的阔叶树材,选材符合GB14101-1993《木质防火门通用技术条件》。

          使用防火薄板的新型高级木质防火门结构。特点为:(1)仅对封边条D2进行阻燃浸渍处理,由于D2的厚度仅为6~15mm,阻燃浸渍处理时间可以缩短2/3,二次干燥时间可以缩短4/5,缩短了加工周期;(2)门框内部料D1使用松木或集成材,门框用饰面防•耐火薄板C2的表面为与封边条D2相同树种的刨切微薄木,具有很高的强度和耐磨性能,在不影响门装饰效果的前提下,可以节约大量珍贵阔叶树材D2的用量,降低门的成本及售价;(3)门扇的组坯次序为面板、防火薄板C1、骨架、填充岩棉板B、防火薄板C1、面板,然后一次热压成型,效率高。

          目前使用的建筑内装修用阻燃装饰板的结构。先生产阻燃人造板(阻燃胶合板、阻燃刨花板、阻燃中密度纤维板),然后用刨切微薄木或阻燃浸渍装饰纸对阻燃人造板进行饰面,在刨切微薄木表面涂刷阻燃剂。由于人造板均为机械化连续生产,适合大批量生产,调整规格及品种比较困难,调整规格生产小批量订单废次品损失较大,成本高,加工周期长。

          使用防火薄板的建筑内装修用新型阻燃装饰板结构。基材B为普通人造板,可根据建筑内装修工程的需要,简单地生产各种品种和规格的阻燃装饰板,加工周期短。
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