这种新型生态友好涂层,可以使聚氨酯泡沫等具有阻燃性

2022-04-07 09:19:06 351

目前,科学家们展示了一种新的涂层,旨在限制建筑中使用的木材的可燃性,可以为人提供更多的时间来逃离火灾,也阻碍其蔓延。这种环保型阻燃剂也可以应用于其他易燃材料,如聚氨酯泡沫、纺织品和三维(3D)打印的部件。

根据美国国家防火协会的数据,家庭火灾占火灾死亡人数的大部分,每年造成数十亿美元的财产损失。安装烟雾探测器和消防喷头可以起到帮助作用,但另一种方法是使建筑材料的可燃性降低。这就是Thomas Kolibaba博士的目标,他正在为这些材料创造一种新的涂层。

这种处理方式可以通过浸渍、喷涂或压力处理来沉积,可以使房屋更加安全。这种涂层可以减少火焰的蔓延和烟雾的产生,这可以限制损失并给人们更多的时间来撤离。

水性色浆

该项目的主要研究者Jaime Grunlan博士观察到,与现有的大多数阻燃处理方法相比,新涂层的成分是环保的,而且价格也可能较低。

Kolibaba作为Grunlan实验室的研究生和博士后研究员进行了这项研究,在该团队于2009年设想的聚电解质涂层技术的基础上进行开发,后来被其他科学家改进。

许多这样的涂层是通过将材料或其他东西浸泡在由一种带有大量正电荷的聚合物组成的溶液中,然后再浸泡在由带有大量负电荷的聚合物组成的另一种溶液中,然后反复进行这些步骤以达到首选的厚度。

对立的电荷吸引交替层中的聚电解质分子在物品表面形成复合物,形成一个可以熄灭火焰的涂层。

Thomas Kolibaba很想把这种处理方法推广到木材上,但是多步骤的方法对生产商来说是无法实现的,因为木材需要很长的时间来吸收这些化学物质。通过额外的研究,他调整了Grunlan的另一种方法,并能够将步骤减少到两个:一次浸泡用于涂抹木材,第二次浸泡在一种不同的溶液中,通过转换pH值来处理涂层。

然而,第二种溶液总是变得粘稠,所以重组后的工艺仍然不适合消费者或工业应用。

在最近的改变中,Thomas Kolibaba克服了这个问题,他说这个过程将很容易被消费者或工业界采用。

他将胶合板浸泡在由单体甲基丙烯酸羟乙酯磷酸盐(HMP)、带正电荷的聚合物聚乙稀(PEI)和一种叫做TPO的光引发剂组成的水溶液中。

他没有将木材第二次浸入溶液中进行固化,而是将其置于紫外线(UV)下数分钟。这使得TPO将HMP变为带负电的聚合物,然后与PEI形成聚电解质复合物。得到的涂层是透明的,厚度只有几微米,所以它没有改变木材的外观,只是稍微增加了它的重量。

在实验室的火焰测试中,经过处理的木材减少了燃烧时发出的热量,并迅速形成了一个保护底层木材的表面炭层--这些特性可以遏制火灾的蔓延和破坏,还减少了56%的烟雾产生,这是一个非常显著的提升。

与该团队以前的涂层相比,这种涂层是通过离子键连接在一起的,而这种涂层是以共价键连接的。因此,Grunlan实验室推测它是防水的——因而也是耐用的——也许也是抗真菌和防水的。


工业用户可以在建筑材料上使用这种涂层,如木钉和其他框架,或定向刨花板(一种类似于刨花板的工程木材)。Thomas Kolibaba说,房主可以使用背负式喷雾器来保护目前的结构,如谷仓或栅栏,这些结构已经被证明会传播野火。

Grunlan实验室称,其他可能的应用包括用于家居用品、服装以及航空和汽车部门的聚氨酯泡沫和纺织品。关键词:水性色浆,涂料色浆,纺织色浆,UV,通用色浆,轻防腐色浆,木器漆色浆,乳胶色浆,工业涂料色浆、工业油漆、涂料油漆、工业涂料、水性金属漆、水性防锈漆、水性油漆、木器油漆、汽车涂料、建筑涂料、防腐涂料。

Kolibaba补充说,紫外线固化的聚电解质也可以作为一种树脂被用来制造3D打印的部件,这些部件在使用传统树脂生产时是易燃的。他观察到,这在航空航天领域,例如国际空间站,可能是主要的优势。

文章来源:PCI可名文化

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