为了寻找更好的火焰在家庭家具(房屋火灾中的大量燃料)时,国家标准技术研究所(NIST)研究人员违背了传统的智慧,并撞到了一堵墙壁,这是用粘土制成的。这不是一个死胡同,而是一个令人惊讶的结果,可能会导致新一代非释放,可持续的阻燃技术用于聚氨酯泡沫。
基于新颖的粘土涂层

NIST研究人员使用称为锥量热计的测试装置测量材料的热释放速率和其他易燃性。188金宝搏bet官网

上面,未经处理的聚氨酯泡沫从附近的热源中捕获火。在下面,用新颖的粘土涂层处理的泡沫在暴露于同一热源时不会点燃。取而代之的是,在表面上形成的一个快速增长的保护层,称为char。信用:NIST

NIST团队创建的厚,快速的涂层具有均匀浓度的抑制火焰的粘土颗粒,并且强烈地粘附在聚氨酯泡沫的瑞士奶酪状表面上,该表面用于家具垫子,地毯填充,儿童的儿童,汽车座椅和其他物品。

NIST消防研究员里克·戴维斯(Rick Davis)解释说:“实际上,我们可以在泡沫上以对泡沫制造过程没有不利影响的方式建立相当于粘贴火焰的粘土墙。”“我们的基于粘土的涂料至少和商业阻燃方法一样,我们认为有改进的空间。我们希望这种新方法为行业提供了实际的替代阻燃剂。”

戴维斯(Davis)和他的NIST同事描述了在ACS宏观信件中使用的新涂层及其用来制作的过程。1

迄今为止,研究人员通过将薄层堆叠成薄层来建立涂料,这些薄层由基本的电气吸引力组合在一起。没有粘土,只有纯聚合物,迅速形成了厚的涂层,但它不是阻燃剂。在其他层中粘土时,涂层太薄,或者粘土含量太低,无法成为有效的阻燃剂。

NIST团队尝试了一些您期望不工作的事情:由带积极的底部组成的三层板,上面有两个负电荷的层。在大多数情况下,两个负层会相互排斥,但事实证明,在两个负层之间形成的氢键并克服了这种排斥力。

所得的三层产生的结果是一个独特的结果:在聚氨酯泡沫上厚,快速和高浓度粘土涂层。这种纳米复合涂层厚10倍,含有6倍的粘土,并且使用总层的总层比传统的双层涂层少5倍。

该团队报道:“八个三层系统将多孔聚氨酯泡沫的所有内部和外部表面彻底覆盖,从而形成了粘土砖壁垒,从而使泡沫的燃料可释放速率降低了高达峰值输热速率的17%。”只有几百纳米厚,最终涂层是透明的,泡沫仍然具有相同的柔软度,支撑和感觉。

与适用于聚氨酯泡沫的当前火焰量相比,仅需要一半的新的基于粘土的涂层才能达到可比的性能水平。

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参考

1Kim,Y.S。;哈里斯,r。Davis,R。高度粘土涂料在多孔聚氨酯泡沫上快速生长的创新方法。ACS Macro Letters,2012,1,820-824。.dx.doi.org/10.1021/mz300102h。