Functional samples of spruce wood treated with a flame retardant based on nanocellulose and expandable graphite

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F60460709%3A41320%2F24%3A98471" target="_blank" >RIV/60460709:41320/24:98471 - isvavai.cz</a>

Result on the web

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Smrkové dřevo ošetřené retardérem hoření na bázi nanocelulózy a expandovatelného grafitu

Original language description

Projekt se zabývá návrhem moderních ekologicky nezávadných a netoxických retardérů hoření z přírodních zdrojů. Hlavní složkou testovaných formulací protipožárních nátěrů byly různé typy expandovatelných grafitů, které se lišily velikostí částic, obsahem uhlíku, startovací teplotou, expanzním objemem, hodnotou pH apod. Problematika spočívala v hledání vhodného surfaktantu, který by dokázal účinně pojit expandovatelný grafit se dřevem. Pozornost byla zaměřena na skupinu látek na bázi celulózy. Účinnost připravených formulací i samotných povrchově aktivních látek se ověřovala pomocí testu zdroje sálavého tepla, optické a polarizační mikroskopie. Výsledky nově navržených formulací, splňujících požadované aplikační vlastnosti na dřevo, byly porovnány s naměřenými hodnotami neošetřených vzorků smrkového dřeva i se 2 komerčně dostupnými retardéry hoření dřeva. Na základě výsledků je možné doporučit vhodné řešení pro protipožární ochranu smrkového dřeva v interiéru, které je efektivnější než některé současně dostupné přípravky na trhu.

Czech name

Smrkové dřevo ošetřené retardérem hoření na bázi nanocelulózy a expandovatelného grafitu

Czech description

Projekt se zabývá návrhem moderních ekologicky nezávadných a netoxických retardérů hoření z přírodních zdrojů. Hlavní složkou testovaných formulací protipožárních nátěrů byly různé typy expandovatelných grafitů, které se lišily velikostí částic, obsahem uhlíku, startovací teplotou, expanzním objemem, hodnotou pH apod. Problematika spočívala v hledání vhodného surfaktantu, který by dokázal účinně pojit expandovatelný grafit se dřevem. Pozornost byla zaměřena na skupinu látek na bázi celulózy. Účinnost připravených formulací i samotných povrchově aktivních látek se ověřovala pomocí testu zdroje sálavého tepla, optické a polarizační mikroskopie. Výsledky nově navržených formulací, splňujících požadované aplikační vlastnosti na dřevo, byly porovnány s naměřenými hodnotami neošetřených vzorků smrkového dřeva i se 2 komerčně dostupnými retardéry hoření dřeva. Na základě výsledků je možné doporučit vhodné řešení pro protipožární ochranu smrkového dřeva v interiéru, které je efektivnější než některé současně dostupné přípravky na trhu.

Type

G_funk - Functional sample

CEP classification

—

OECD FORD branch

20506 - Coating and films

Project

—

Continuities

S - Specificky vyzkum na vysokych skolach

Publication year

2024

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Internal product ID

80EG25K180/2CNC5BASE

Numerical identification

80EG25K180/2CNC5BASE

Technical parameters

Složení a příprava formulace 80EG25K180/2CNC5BASE: 1 kg sušiny nanokrystalické celulózy CNC-Com-Regular (Výrobce: Cellulose Lab, Fredericton, NB, Kanada) je při 0–5 °C po dobu 12 hodin rozpuštěn v 50 litrech 5% (hm./hm.) vodného roztoku NaOH. Následně je za stálého míchání přidáno 40 kg expandovatelného grafitu 25 K + 180 (Výrobce: Epinikon a.s., Vodňany, Česká republika). Aplikace na dřevo: 500 g směsi na 1 m2 dřeva (svislé i vodorovné plochy); při doporučeném dávkování má ochranná vrstva po zaschnutí tloušťku 450–500 µm; rovnoměrného nátěru bude dosaženo při použití štětce se syntetickými vlákny (Obr. 1 v Evid. formuláři). Výsledky účinnosti protipožárního nátěru 80EG25K180/2CNC5BASE po provedení požární zkoušky zdrojem sálavého tepla: • Relativní úbytek hmotnosti po 600 s času zkoušky: 7,80 % (Ref. 84 %, BA 32 %, BP 35 %) – viz graf na Obr. 2 v Evid. formuláři. • Maximální relativní rychlost hoření: 0,05 %·s-1 (Ref. 0,34 %·s-1, BA 0,07 %·s-1, BP 0,11 %·s-1) – viz graf na Obr. 3 v Evid. formuláři. • Maximální povrchová teplota ošetřeného vzorku: 343 °C (Ref. 653 °C, BA 520 °C, BP 530 °C) – viz graf na Obr. 4 v Evid. formuláři. • Adheze k povrchu dřeva: velmi dobrá – viz mikroskopické hodnocení na Obr. 5. • Koheze expandované vrstvy: dobrá (ztráta <5 hm.% expandované vrstvy po provedení rotačního testu) – viz Obr. 6 v Evid. formuláři.

Economical parameters

Toto řešení přináší zcela nový přístup v ochraně dřeva proti ohni za použití přírodních a ekologicky přijatelných látek v navrřené formulaci 80EG25K180/2CNC5BASE. Grafit je cenově velmi dostupná surovina a biokompatibilní surfaktant v podobě nanocelulózy lze připravit dokonce z dřevních odpadů. Příprava samotné formulace není tak technologicky náročná, jako u některých komerčně dostupných retardérů hoření dřeva (vyžaduje jen váhy, chladící a míchací zařízení). Aplikace nátěru v jedné vrstvě je časově nenáročná, nevyžaduje odborné znalosti ani speciální ochranné pomůcky (doporučovány jsou gumové rukavice). Aktivní složky protipožárního nátěru neobsahují žádné chemické látky, které by negativně zatěžovaly životní prostředí.

Application category by cost

—

Owner IČO

60460709

Owner name

ČZU v Praze

Owner country

CZ - CZECH REPUBLIC

Usage type

N - Využití výsledku jiným subjektem je možné bez nabytí licence (výsledek není licencován)

Licence fee requirement

N - Poskytovatel licence na výsledek nepožaduje licenční poplatek

Web page

—