Progrès de la recherche sur les ignifuges dans les revêtements ignifuges

Progrès de la recherche sur les ignifuges dans les revêtements ignifuges

Les revêtements ignifuges sont des matériaux fonctionnels qui servent à décorer et à protéger le support en cas d'incendie. Les revêtements ignifuges sont généralement composés de deux parties : le matériau de base et le retardateur de flamme. Le développement de revêtements ignifuges au cours des dernières années et les ignifugeants appliqués aux revêtements ignifuges sont présentés en détail. Les retardateurs de flamme comprennent principalement : les retardateurs de flamme halogènes, les retardateurs de flamme au phosphore et à l'azote, les retardateurs de flamme intumescents, les retardateurs de flamme à base de biomasse et les retardateurs de flamme au graphène. Dans cet article, l'application de revêtements ignifuges dans le domaine de la résine époxy, du polyuréthane et d'autres domaines est décrite, en plus de l'application de nouveaux ignifugeants de biomasse et de graphène ignifuges, et le développement futur de revêtements ignifuges et un retardateur de flamme est décrit.

Introduction

Les revêtements ignifuges peuvent jouer le rôle d'ignifugeant, principalement en raison du rôle des revêtements ignifuges. Ces dernières années, les gens se sont engagés à développer différents types de nouveaux ignifugeants appliqués aux revêtements, afin de préparer la flamme idéale. revêtements retardateurs. Dans cet article, les retardateurs de flamme présents dans les revêtements ignifuges ces dernières années sont décrits en détail.

Expérience

Ignifugeants couramment utilisés dans les revêtements ignifuges

1.1 Retardateurs de flamme halogènes traditionnels

Les retardateurs de flamme halogènes traditionnellement appliqués aux revêtements ignifuges sont principalement des retardateurs de flamme contenant du chlore, du brome et leurs dérivés. Les avantages de ce retardateur de flamme sont des performances stables, un prix bas et un traitement facile.

Les retardateurs de flamme halogénés traditionnels sont principalement l'éther décabromodiphénylique, la paraffine chlorée, le polystyrène bromé, le retardateur de flamme tétrabromé, le mécanisme ignifuge est principalement lorsqu'un incendie se produit, la génération de radicaux halogènes, entraînant HX, puis se combinant avec un grand nombre de rejets de combustion de matériaux HO-radicaux, libérant H2O et X-. X-réagit avec le matériau dans la réaction RH, et ainsi de suite, de manière à empêcher la combustion de la réaction en chaîne pour empêcher la combustion afin d'atteindre l'objectif de la combustion, le processus spécifique, comme indiqué dans le tableau suivant. Le processus spécifique est illustré à la figure 1.

Cependant, parallèlement à l'amélioration de la qualité de vie des personnes, en particulier aux exigences de plus en plus strictes en matière de santé et de protection de l'environnement, les retardateurs de flamme halogénés dans la réaction de combustion libéreront de la dioxine et d'autres substances toxiques et nocives, entraînant des dommages secondaires. Ainsi, ces dernières années, les halogénés Dans de nombreux endroits, l'utilisation de retardateurs de flammes a été limitée.

1.2 Retardateurs de flamme au phosphore et à l'azote

Les retardateurs de flamme au phosphore et les retardateurs de flamme à l'azote sont actuellement utilisés comme retardateurs de flamme plus respectueux de l'environnement, dans lesquels les retardateurs de flamme au phosphore peuvent générer une couche de carbone plus stable dans le processus de combustion pour empêcher le transfert de chaleur, qui à son tour joue un effet ignifuge. Les principaux retardateurs de flamme au phosphore sont le polyphosphate d'ammonium, les retardateurs de flamme au phosphate, les phosphates organiques, les retardateurs de flamme au phosphate polymère. Les retardateurs de flamme à base d'azote appartiennent à un mécanisme ignifuge en phase gazeuse, le processus de réaction libère NO, NO₂ et d'autres gaz ignifuges, diluant ainsi la concentration d'oxygène et obtenant ainsi l'effet ignifuge. Les ignifugeants traditionnels à base d'azote comprennent principalement la mélamine, l'urate de mélamine, le sel de mélamine et d'autres substances. Ces dernières années, il a été constaté qu'un seul ignifugeant doté d'un seul mécanisme ignifuge est difficile à répondre aux exigences ignifuges des matériaux, et que les ignifugeants composites au phosphore et à l'azote sont plus largement utilisés dans le domaine de l'ignifugation des polymères.

• L'équipe R&D de YINSU a synthétisé un agent de durcissement époxy en utilisant de la résine époxy et de la triéthylènetétramine comme matières premières, puis a synthétisé un ignifuge trisphosphonitrile cyclique en faisant réagir du trisphosphonitrile hexachlorocyclique et de l'acyle rhodamine, puis a préparé un revêtement époxy ignifuge en ajoutant le retardateur de flamme dans l'époxy. revêtement, et il a été constaté que le meilleur effet ignifuge était obtenu lorsque la quantité de Le retardateur de flamme nitrile ajouté atteint 10 % avec un indice d'oxygène de 28 %, et son indice de combustion verticale atteint UL94 V-0, et il possède également de bonnes propriétés mécaniques. Le niveau de combustion vertical atteint UL94 V-0 et possède également de meilleures propriétés mécaniques.

Les revêtements en polyuréthane ont une bonne adhérence, une bonne résistance à l'abrasion, une bonne résistance chimique et une bonne résistance à l'huile ainsi que d'autres excellentes propriétés. Les revêtements en polyuréthane sont largement utilisés dans le bois, les revêtements de sol, la corrosion, l'industrie électronique, le pré-roulage et d'autres domaines. Cependant, les revêtements en polyuréthane sont aussi faciles à brûler que le polyuréthane. Les revêtements de polyuréthane ignifuges sont une bonne solution au problème de la facilité de combustion du polyuréthane, et les revêtements de polyuréthane ignifuges ont une meilleure stabilité thermique, stabilité chimique, résistance mécanique et adhérence. Afin d'élargir le champ d'application du polyuréthane, de nombreux types de retardateurs de flamme ont été développés et appliqués aux revêtements en polyuréthane ces dernières années.

• Nos techniciens ont synthétisé une série de nouveaux retardateurs de flamme contenant du phosphore et du bore par réaction d'estérification en utilisant de l'ester de phosphate cyclique PEA et du borate de polyéthylène glycol PEG-BA avec différents rapports de masse comme matières premières, et ont ajouté les retardateurs de flamme contenant du phosphore dans du polyuréthane. pour préparer des revêtements ignifuges transparents. Les résultats de l'analyse de transparence et des tests de résistance au feu ont montré que les revêtements de protection présentaient une transparence élevée et pouvaient offrir une excellente résistance au feu au bois. L'introduction du PEG-BA s'est avérée avoir un bon effet synergique sur la réduction du dégagement de chaleur et de la densité de la fumée grâce à l'étude du calorimètre à cône et du testeur de densité de la fumée. Le retardateur de flamme a un bon mécanisme ignifuge en phase cohésive, et le revêtement ignifuge forme une bonne couche de charbon pendant le processus de combustion, ce qui offre une bonne protection au bois. La voie de synthèse du borate de polyéthylène glycol est illustrée à la figure 2.

• Nos techniciens préparent des revêtements ignifuges acryliques aqueux à partir d'émulsions acryliques aqueuses pour l'ignifugation du bois. Du polyphosphate d'ammonium (APP) et des billes blanchissantes ont été utilisés pour retarder la flamme de manière co-efficace. Les expériences sur l'indice d'oxygène et le calorimètre à cône ont montré que l'indice d'oxygène des revêtements ignifuges augmentait de manière significative jusqu'à 28,7 % lorsque l'APP était ajouté à des billes de blanchiment. Comparé aux revêtements ignifuges sans billes blanchissantes, l’effet ignifuge était évident. Le dégagement de chaleur et le dégagement de fumée des revêtements ignifuges acryliques à base d'eau préparés ont été considérablement réduits, ce qui peut favoriser la carbonisation du bois, et il s'agit d'un meilleur revêtement ignifuge à base d'eau appliqué aux matériaux en bois, qui peut réduire efficacement le risque d'incendie du bois. Des revêtements ignifuges en polyuréthane à base d'eau (WBPU) ont été synthétisés en faisant réagir un polyester-polyol à base de phosphore et du diisocyanate d'isophorone (IPDI) avec différents rapports de quantité de substance, et il a été constaté que les revêtements WBPU préparés étaient des revêtements ignifuges respectueux de l'environnement, et il a été constaté que les revêtements de polyuréthane ignifuges à base d'eau avaient un meilleur effet ignifuge grâce à des expériences d'indice d'oxygène et de combustion verticale, et il a été constaté que les revêtements WBPU avaient un meilleur effet ignifuge grâce à Etudes TGA. Les revêtements polyuréthanes ignifuges à base d’eau ont une meilleure stabilité thermique. Les revêtements ignifuges à base d'eau ont une bonne valeur d'application.

Résultats et discussion

1.3 Ignifuge à expansion

Le retardateur de flamme à expansion est une sorte de retardateur de flamme intégrant une source d'acide, une source de carbone et une source de gaz, qui se dilate rapidement au cours du processus de combustion, de manière à obtenir l'effet d'isoler l'oxygène et d'empêcher le transfert de chaleur, puis d'atteindre l'objectif de retardateur de flamme. .

Le retardateur de flamme à expansion est un retardateur de flamme relativement stable, avec une variété de mécanismes ignifuges. Ces dernières années, il a été davantage appliqué dans les revêtements ignifuges, et les revêtements ignifuges intumescents représentent environ 10 % des revêtements ignifuges. Une meilleure couche de carbone intumescente joue un meilleur rôle dans la protection du substrat des revêtements ignifuges.

Une série de nouveaux retardateurs de flamme époxy/PEPA phosphate (EPP) ont été préparés par l'Université chinoise du pétrole avec de l'acide polyphosphorique (PPA), de l'ester de phosphate de pentaérythritol (PEPA), 1 Éther diglycidylique de ,4-butanediol (BDE) et résine époxy bisphénol A E51 (EP). Les PPE ont ensuite été incorporés dans des résines aminées pour préparer des revêtements ignifuges transparents intumescents. Les propriétés ignifuges des revêtements protecteurs intumescents ont été testées. La formule développée du retardateur de flamme époxy/PEPA phosphate (EPP) est présentée dans la figure. 3.

• L'équipe R&D de YINSU a préparé des retardateurs de flamme intumescents à partir de phosphate de mélamine et de pentaérythritol, qui ont été ajoutés à des émulsions de silicone-propylène et à des résines matricielles de résine urée-formaldéhyde pour préparer des revêtements ignifuges intumescents, respectivement. L’effet ignifuge des revêtements ignifuges a été analysé. Il a été constaté que les revêtements ignifuges intumescents préparés avaient un bon effet ignifuge sur le bois avec une bonne augmentation de l'indice d'oxygène, et il a été constaté que les revêtements ignifuges avaient une bonne stabilité thermique grâce à des études TG. Les études CONE et SEM ont montré que le retardateur de flamme intumescent préparé avait un meilleur effet ignifuge. Le retardateur de flamme intumescent préparé est un meilleur retardateur de flamme pour les applications sur le bois.

• Des ignifugeants intumescents préparés à partir d'acide phénylphosphonique, de néopentylglycol (NPG) et de N,N-diméthylformamide ont été ajoutés à de la résine mélamine-formaldéhyde (MF) pour préparer des revêtements ignifuges intumescents transparents, et les revêtements ignifuges intumescents transparents ont été appliqués sur du contreplaqué. Il a été constaté que les revêtements ignifuges avaient un meilleur effet ignifuge.

Lorsque les ajouts de retardateur de flamme intumescent et de polyéthylène glycol ont atteint 40 % et 5 %, l'indice d'oxygène a atteint 27,4 %. Le revêtement ignifuge intumescent transparent a une bonne couche de charbon intumescent, ce qui lui confère un meilleur effet de protection du substrat pendant la combustion.

1.4 Ignifugeant à base de biomasse

La biomasse est une ressource renouvelable, non toxique, inoffensive, renouvelable et autres avantages, les retardateurs de flamme de la biomasse sont devenus un point chaud de la recherche ces dernières années, l'utilisation de ressources de biomasse renouvelables pour préparer un retardateur de flamme utilisé dans la vie quotidienne des gens a de meilleures perspectives d'application .

YINSU a préparé un ignifuge en utilisant trois types de substances, à savoir le poly(acide érythorbique amine), le pentaérythritol et la saponine de thé, dans lesquels la saponine du thé a été utilisée comme source de gaz pour préparer un ignifuge intumescent composite à base de saponine de thé par technologie de composition physique, puis mélangé avec un vernis à base de résine alkyde pour préparer un revêtement ignifuge intumescent. Il s'avère que le retardateur de flamme intumescent a un bon effet ignifuge, dans lequel la saponine du thé joue un rôle essentiel. Après avoir ajouté le retardateur de flamme, le retardateur de flamme intumescent a une meilleure stabilité thermique et un taux de carbonisation plus élevé. Lorsque l'ajout d'ignifuge a atteint 50 % de la teneur en matières solides du revêtement, l'indice d'oxygène du revêtement était de 34,2 % et le temps de résistance au feu était de 11,1 minutes avec une perte de masse minimale.

1.5 Graphène ignifuge

Le graphène est un matériau émergent composé d'atomes de carbone à structure lamellaire. Le graphène peut améliorer les propriétés anticorrosives des revêtements, renforcer les propriétés de pénétration imperméable des matériaux et en même temps avoir une couche d'isolation physique plus dense, de sorte que le graphène peut améliorer les propriétés ignifuges des matériaux. Le graphène peut se réticuler avec la résine pour former un film protecteur, de sorte qu'il puisse jouer un rôle dans l'isolation de la chaleur et de l'oxygène lors de la combustion. H2O et CO2 peuvent être générés lors de la combustion. En outre, le graphène peut également jouer un rôle dans l’amélioration de la couche de carbone, ce qui peut en outre jouer un rôle dans l’empêchement de la réaction de combustion.

• YINSU a préparé des revêtements ignifuges en polyuréthane en mélangeant du graphite expansible (EG) avec de l'oxyde de graphite traité oxydé avec de l'APP/hydroxyde de magnésium et de l'APP/hydroxyde d'aluminium [Al(OH)3], qui ont été durcis par coulée. Il a été constaté que les revêtements composites ignifuges en polyuréthane mélangés à de l'oxyde de graphite avaient un meilleur effet ignifuge. L'indice d'oxygène a été amélioré et le taux de dégagement de chaleur a été réduit. Le retardateur de flamme composite est doté d'un mécanisme ignifuge en phase condensée et en phase vapeur.

1.6 Autres retardateurs de flamme

Ces dernières années, de nombreux chercheurs ont appliqué des retardateurs de flamme composites à des revêtements, tels que des retardateurs de flamme organosiliciés, des retardateurs de flamme montmorillonite organiquement modifiés, des retardateurs de flamme inorganiques tels que l'hydroxyde d'aluminium et l'hydroxyde de magnésium. Grâce à l'utilisation de composés, les revêtements ignifuges ont un meilleur effet ignifuge.

• Notre équipe prépare également des revêtements de résine époxy ignifuges en modifiant la résine époxy avec de l'organosilicium, et les revêtements de résine époxy ignifuges ont le meilleur effet ignifuge lorsque l'agent de durcissement est de 10 %, la teneur en organosilicium est de 6 %, la température de réaction est 85 ℃ et le temps de réaction est de 25 minutes. Résine époxy et silicone pour former un copolymère greffé. Le revêtement de résine époxy ignifuge modifié au silicone préparé présente les avantages d'une meilleure stabilité thermique, d'un meilleur effet ignifuge et d'une adhérence plus forte.

• Les techniciens ont préparé des polyuréthanes à fonction alcynyle terminale en utilisant un monomère fonctionnel 4,4'-dihydroxyméthyl-1,4-heptadiyne comme allongeur de chaîne, puis ont préparé des nanocomposites ignifuges de polyuréthane aqueux avec de la nano-montmorillonite modifiée par un azide, de l'hydroxyde d'aluminium et de l'hydroxyde de magnésium. via la réaction de clic. Il a été constaté que le polyuréthane aqueux ignifuge préparé avait un meilleur effet ignifuge et que l'indice d'oxygène était augmenté de 7 % par rapport au WPU pur. Le temps d'inflammation a également été prolongé et le retardateur de flamme composite préparé a joué un bon effet ignifuge sur les revêtements ignifuges en polyuréthane à base d'eau.

Conclusion

Avec le développement rapide de l'économie mondiale, les gens accordent de plus en plus d'attention à la sécurité et à la prévention des incendies, les revêtements ignifuges auront de larges perspectives de marché. Dans le domaine de la construction, le bois et l’acier sont les deux principaux matériaux nécessitant des revêtements ignifuges. Sur le futur marché des revêtements ignifuges, les revêtements ignifuges sains et respectueux de l'environnement, avec une forte adhérence, une bonne stabilité, une fine couche de revêtement et un bon effet ignifuge seront favorisés par le marché.

Dans le même temps, les revêtements ignifuges doivent avoir des fonctionnalités multifonctionnelles, telles que : une résistance à l'eau, à la corrosion, aux acides et aux alcalis, une faible fumée et une faible toxicité et d'autres fonctions sont également prises en compte. Avec les exigences de plus en plus strictes de la loi mondiale, les besoins des gens sont de plus en plus élevés, la protection de l'environnement et les revêtements ignifuges et multifonctionnels efficaces seront plus largement utilisés dans le domaine d'application.

Avec l'avancement continu de la technologie de revêtement ignifuge et la demande croissante du marché pour des produits ignifuges respectueux de l'environnement et efficaces, YINSU Flame Retardant Company a lancé une série de produits innovants basés sur sa profonde accumulation technique dans le domaine des retardateurs de flamme. En plus du traditionnel APP (polyphosphate d'ammonium) et des retardateurs de flamme au bromure d'antimoine, YINSU a également développé des retardateurs de flamme très efficaces et résistants aux hautes températures tels que MP (phosphate de mélamine) et PG-50 (pâte de phosphore rouge), qui possèdent non seulement d'excellentes propriétés ignifuges, mais maintiennent également leur stabilité à des températures élevées, offrant ainsi des choix plus respectueux de l'environnement et très efficaces pour l'industrie du revêtement.

De plus, YINSU Ignifuge T3, en remplacement du trioxyde d'antimoine, est non seulement comparable en termes de performances, mais également meilleur en termes de protection de l'environnement et de coût, et est pleinement applicable aux revêtements, apportant de nouveaux changements au marché des revêtements ignifuges. YINSU s'engage à fournir à ses clients un produit ignifuge complet. des solutions pour répondre à la demande en constante évolution du marché et pour promouvoir le développement de l'industrie des revêtements ignifuges dans le sens d'un secteur plus sûr et plus respectueux de l'environnement. YINSU s'engage à fournir à ses clients des solutions ignifuges complètes pour répondre aux besoins en constante évolution du marché et à promouvoir le développement de l'industrie des revêtements ignifuges dans le sens d'une production plus sûre et plus respectueuse de l'environnement.