近日,生物质工程研究院、农业农村部能源植物资源与利用重点实验室、材料与能源学院生物基材料与能源教育部重点实验室王清文教授团队在木材阻燃涂料研究中取得重要进展,相关研究成果以“Sustainable, high-performance, flame-retardant waterborne wood coatings via phytic acid based green curing agent for melamine-urea-formaldehyde resin”(论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0300944021004689?dgcid=coauthor)为题发表在有机涂料领域期刊Progress in Organic Coatings(IF=5.161)上。宋飞翔硕士为论文第一作者,欧荣贤副教授和刘珍珍教授为通讯作者。
开发可持续、高性能、阻燃的透明木材涂料对木材的有效利用具有重要意义。本研究通过控制植酸与尿素的反应摩尔比,合成了一种生物基植酸氢铵阻燃固化剂,利用层次分析法改变阻燃固化剂与三聚氰胺脲醛树脂的质量比,可自由调节涂料的固化速度。与工业用氯化铵固化剂制备的涂料对照样品相比,所得涂料(MP)的热稳定性和阻燃性均有较大程度地提高,并且硬度、附着力、耐水性等性能与对照样品相当。除此之外,该涂料制备环保以水为溶剂,工艺简便,易于放大。本研究提出了一种可持续、环保的方法来构建一种高性能、阻燃的透明木材涂料。
在本研究中,组分MP-3木材涂料的LOI值较高,为39.1%,UL-94等级为V-0,CONE测试和热红外成像结果也进一步证实了MP-3涂层可以形成坚硬的膨胀焦层,有效抑制热量和氧气的传输,减少烟雾的产生,而该涂料优异的阻燃性能与N/P协同膨胀阻燃机理有关。
该论文是王清文教授团队在生物质阻燃涂料领域发表的又一重要成果,对于提高木材阻燃涂料性能有重要的参考价值,在家居和建筑行业具有广泛的应用潜力。目前该团队在J. Clean Prod.、Compos. Part B-Eng.、Constr. Build Mater.等复合材料重要期刊发表生物质复合材料相关研究论文50余篇。
该研究工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划项目、广东省重点领域研发计划项目等资助。(文图/生物质工程研究院 宋飞翔 欧荣贤 刘珍珍)