導讀:
一件額外的“油漆”外套,可能就是建筑物防火的關鍵。
新加坡南洋理工大學和新加坡工業開發商JTC的科學家們開發了一種經濟實惠的三合一涂料,這種涂料可以為建筑物提供更好的防火和防腐保護。
新涂層性能優異
1 傳統VS新涂層
建筑物內現有的鋼結構通常涂有阻燃層以防止裸露的金屬受到火災損壞,并且符合兩個小時的防火標準——旨在讓乘客有足夠的時間從建筑物疏散。
現在的傳統膨脹型涂料較厚,價格昂貴且使用費力。相比之下,這種新加坡涂層可以應用于裸鋼,而不需要噴砂來制備表面,不僅減少一半的涂布時間,并且可以保護材料,火燒兩小時而不脫落。
2 性能優異
被命名為FiroShield的這種涂層更便宜,施工費用更少,并且可以像普通涂料一樣起到美觀的作用。
FiroShield在其他建筑材料上也已經進行了測試,如鋼筋混凝土和層壓木材,并且具有同樣出色的性能。
這種新型耐火和耐腐蝕涂層在鋼結構上的易用性很強,這將有助于減少勞動密集型工作,從而提高生產率,使預制鋼構件的涂層過程更快。更重要的是,新涂層能夠在高溫下保持優異的附著力,使居民的建筑物安全性得到提高。我們相信新的涂料能夠降低涂料材料和勞動力成本,成為其他消防產品的新替代品。
3 節約成本
為了達到兩小時的防火等級,FiroShield只需要五層涂層,而傳統涂層需要多達十五層或更多。 因此,它的應用速度快較傳統的高兩倍,并且由于其較低的材料成本和人力需求,成本降低了約百分之五十。
4 腐蝕防護
FiroShield除了具有防火性能和易于使用的特性之外,還可以保護鋼鐵表面免受腐蝕,目前市場上沒有其他的防火涂料能做到這一點。 預計當暴露于潮濕和紫外線等風化因素時,FiroShield將持續更長的時間。 雖然其性能下降了2%,但傳統涂料在實驗室進行風化測試時下降了75%。 這將減少維護成本,降低在建筑物使用壽命期間的檢查頻率。
研究過程
領導研究小組是來自材料科學與工程學院的助理教授Aravind Dasari和土木與環境工程學院的譚康海教授。團隊負責人表示:多年的聚合物和燃燒方面研究與從中掌握的知識,再結合土木和結構工程方面的經驗,幫助他們簡化了方法。
這些添加劑可以很好地結合在一起,在遇到極高溫度時同時發生化學反應。當他們能夠用噴槍均勻涂覆鋼樣時,他們知道,他們找到了合適的配方。
作用機理
南大-JTC工業基礎設施創新中心(I3中心)的首席研究員Dasari教授補充說:“在火災中,我們的涂層形成了一個緊湊的焦化層,作為阻止熱量的保護屏障。
雖然個別的防火涂料也會形成一層焦化層,但是這些涂層很厚,像泡沫一樣,容易脫落,并使鋼材暴露在火中。我們的目標是創造新的涂層,與傳統的膨脹型涂料不同,它可以在高溫下長時間地粘在鋼表面上,在正常條件下具有耐久性和耐候性,但不需要表面涂層。
新涂層的基材由合成樹脂制成,合成樹脂是通常用于制造涂料的聚合物。為了賦予其耐火和耐腐蝕性能,Dasari教授的團隊加入了一些常用化學品的組合材料,其中包括吸熱的吸熱材料,以啟動化學反應,使涂層牢牢粘附在鋼上。
該團隊進一步開發了具有各種顏色的涂層,把顏料添加到混合物中,從而實現普通涂料的美學功能。
后續工作
對于下一階段的發展,FiroShield將被送往英國獲得行業認證,其中包括目前新加坡沒有設施可以承擔的承重防火測試。
其專有配方已經與南大創新和企業部門NTUitive一起提交,在完成認證后,NTUitive將與JTC合作,探索商業化選擇。
預計在2018年4月完成認證后,新的涂料將在即將到來的JTC Logistics Hub內應用到鋼結構。 聯合研究小組還將與相關機構合作,大規模推廣這項技術。在這項技術的基礎上,Asas Dasari教授還將與I3中心的JTC合作,為建筑和建筑行業開發另一種具有更強的防火和耐腐蝕的特性創新型涂料。
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