中科院研發(fā)新型防火涂料,為木建筑穿上防護服

2021-08-26

  作為中國科學(xué)院引進人才,中國科學(xué)院過程工程研究所研究員王勇在2018年剛回國時,也曾感到困惑?!白鳛橐粋€科研工作者,到底該做些什么才是有意義的?”這是當時王勇腦海中揮之不去的疑問。

  一次偶然的機會,做國外防火涂料產(chǎn)品中國代理的一位老板找到王勇,詳述了企業(yè)運營中自己代理的產(chǎn)品被國外壟斷帶來的煩惱,這種技術(shù)目前在國內(nèi)還無法實現(xiàn)。王勇馬上想到“科研面向國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場,打破國外技術(shù)壟斷,不就很有意義嗎?”兩人一拍即合,王勇決定以此作為自己回國后的第一個研究項目。

  木材作為一種取材容易、加工簡便的結(jié)構(gòu)材料,在古建和仿古建筑、木屋別墅、高檔家具、人造景觀等領(lǐng)域應(yīng)用廣闊。而木材的易燃性導(dǎo)致火災(zāi)隱患增加,且高端防火涂料產(chǎn)品長期被國外壟斷,因此生產(chǎn)自主研發(fā)的木結(jié)構(gòu)用高端防火涂料產(chǎn)品尤為重要。加之相關(guān)研究報告顯示,全球木材防火涂料市場規(guī)模正在以復(fù)合年均增長率3.2%的速度增加,王勇下決心試一試。

  萬事開頭難。一開始,王勇便遇到了很多棘手的問題。這個行業(yè)可查閱的科研資料少之又少,這對于王勇帶領(lǐng)的5人研發(fā)團隊來講,是個非常大的挑戰(zhàn)。

  “當我們發(fā)現(xiàn)模仿復(fù)制國外產(chǎn)品這條路行不通時,就立刻轉(zhuǎn)變思路,下決心自己做?!蓖跤绿寡裕敃r團隊選擇的是困難最多的一條路,要建立自己的工藝和技術(shù),就只能摸著石頭過河。

  在進行一番調(diào)研后,王勇發(fā)現(xiàn),目前國內(nèi)市場上的防火涂料主要還是針對鋼結(jié)構(gòu)的,顏色不透明,裝飾性比較差,無法應(yīng)用于高檔的木質(zhì)結(jié)構(gòu)。對于想要保留木質(zhì)本色,同時兼具防火功能的木材加工行業(yè)來講,克服這個難題無疑是個挑戰(zhàn)。

  “經(jīng)過反復(fù)研究,團隊確定了膨脹型阻燃劑主要由磷、碳、氮三種關(guān)鍵元素組成。我們將氮源、碳源、磷源進行接枝聚合,通過化學(xué)反應(yīng)生成一種物質(zhì),保證其折射率是一定的,因此透明性非常高。”王勇解釋說,一方面,膨脹型阻燃劑遇火膨脹,它刺激化學(xué)反應(yīng)和膨脹層的體積膨脹,第一時間阻斷火焰對木材的直接燃燒,對木制品有很好的保護作用;另一方面,膨脹型阻燃劑在燃燒時沒有含鹵素的煙霧產(chǎn)生,比較環(huán)保。

  2020年6月,王勇團隊研發(fā)的水性透明膨脹防火涂料通過飾面型防火涂料的國標檢驗檢測,耐燃時間、質(zhì)量損失等關(guān)鍵指標都要優(yōu)于國標。王勇坦言,得知檢測結(jié)果時團隊的興奮之感至今難忘。

  作為從中國科學(xué)院實驗室孵化出來的項目,如何布局產(chǎn)業(yè)化,是王勇下一步面臨的關(guān)鍵問題。前不久,王勇走出實驗室,帶著項目參加了中科智匯工場舉辦的“智匯行動”概念驗證創(chuàng)新大賽,收獲了各方專家的建議,這讓團隊受益匪淺。

  據(jù)了解,自2020年正式啟動以來,“智匯行動”概念驗證創(chuàng)新大賽聚焦早期科研項目成長的“前一公里”,累計覆蓋研究所20多個,重點實驗室十余個,100余位科研人員參與其中,50個項目參與,最終8個項目獲得立項支持,逐漸形成中國科學(xué)院原始創(chuàng)新策源地的“蓄水池”。


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