Smrkové dřevo ošetřené retardérem hoření na bázi nanocelulózy a expandovatelného grafitu

Kód výsledku v 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>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Smrkové dřevo ošetřené retardérem hoření na bázi nanocelulózy a expandovatelného grafitu

Popis výsledku v původním jazyce

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.

Název v anglickém jazyce

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

Popis výsledku anglicky

The project deals with the design of modern, environmentally friendly, and non-toxic flame retardants from natural sources. The main component of the tested formulations of fire protection coatings were different types of expandable graphites, which differed in particle size, carbon content, starting temperature, expansion volume, pH value, etc. The problem was finding a suitable surfactant to effectively bond expandable graphite with wood. Attention was focused on the group of substances based on cellulose. The effectiveness of the prepared formulations and the surface-active substances were verified using a radiant heat source test and optical and polarizing microscopy. The results of the newly designed formulations, meeting the required application properties on wood, were compared with the measured values of untreated spruce wood samples and with 2 commercially available wood flame retardants. Based on the results, it is possible to recommend a suitable solution for the fire protection of spruce wood in the interior, which is more effective than some preparations currently available on the market.

Druh

G_funk - Funkční vzorek

CEP obor

—

OECD FORD obor

20506 - Coating and films

Projekt

—

Návaznosti

S - Specificky vyzkum na vysokych skolach

Rok uplatnění

2024

Kód důvěrnosti údajů

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

Interní identifikační kód produktu

80EG25K180/2CNC5BASE

Číselná identifikace

80EG25K180/2CNC5BASE

Technické parametry

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.

Ekonomické parametry

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.

Kategorie aplik. výsledku dle nákladů

—

IČO vlastníka výsledku

60460709

Název vlastníka

ČZU v Praze

Stát vlastníka

CZ - Česká republika

Druh možnosti využití

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

Požadavek na licenční poplatek

N - Poskytovatel licence na výsledek nepožaduje licenční poplatek

Adresa www stránky s výsledkem

—