高透明阻燃涂层的设计与构建卖阻燃剂的小女孩

采用一锅法和水作为溶剂合成了一种环保型透明阻燃涂料（CS），将其在多种高分子基材上可以采用适用的方法（浸涂、刷涂或喷涂）通过溶胶-凝胶反应进行涂层构筑。该涂层的透光率高达98%，使得处理后材料的颜色和外观变化不大。而磷、氮、硅的协同作用使多种处理后材料具有优秀的阻燃性能：CS-1涂层材料（棉织物、涤棉织物、纸张、聚氨酯泡沫和木材）均通过垂直燃烧试验，并显示出自熄性，无续燃、阴燃或熔滴现象。该环保型阻燃涂层具有合成工艺简单、阻燃效果好、透明性好等优点，具有一定的应用价值。

近年来，随着人们对环境和健康越发关注，发展无卤无甲醛环境友好的阻燃涂层成为了该领域的重要发展方向。[1]传统的阻燃涂层通过阻燃剂和粘结剂共混制备，但二者的兼容性问题 会导致涂层的透明性受到严重影响；另一方面阻燃组分的功能基团通常会导致化合物在紫外和可见光区域的吸收从而进一步恶化涂层透明性。当不透明的涂层应用于材料时，会掩盖其原有的颜色、纹理等表面形貌特征，从而严重限制其应用；特别是对于文物、古建等必须保持其原状的材料，不透明的阻燃涂层并不适用。[2]针对阻燃涂层不能同时达到高透明性（如透光率大于95%）和高阻燃性（如垂直可燃性试验中的自熄性）的问题，我们设计制备了一种环保型透明通用阻燃涂层。该涂层具有良好的阻燃性和自熄性，透光率达 98%，且适用于多种基材。

实验部分

自制阻燃涂层 CS。构筑涂层时，只需要根据基材采用浸涂、刷涂或喷涂其中一种方法施加适量涂层溶液，然后于 60℃烘干即可。

结果与讨论

CS 涂层的透明性

CS 涂层显示出极好的透明度。图 1（b）显示了石英玻璃、涂层石英玻璃和扣除石英玻璃影响后涂层的透光率。覆盖涂层后石英玻璃的透光率仅下降 2%左右。扣除石英玻璃的影响，涂层的透光率可高达 98%。该涂层具有较高的透明度，不会影响基材的原始外观形貌。

CS 涂层的阻燃性能

涂层赋予处理后材料优异的阻燃性能。图 3 显示了不同材料在不同浓度处理前后的垂直可燃性试验（VFT）性能。对照组均燃烧剧烈，火焰不能熄灭。经 CS-1 处理后，所有样品均通过VFT，无续燃和阴燃，TPU-1 无熔滴滴落现象。样品的 LOI 值得大幅度提高，分别为 33.5%、26.0%、33.0%、28.0%、35.5%。

结论

采用一锅法和水作为溶剂制备了一种环保型透明通用阻燃涂料。该涂层具有高达 98%的透光率，施加涂层后材料的外观得以高度保持。该涂层集P，N，Si 阻燃元素于一体，其高效的阻燃性能使其在各种材料的阻燃应用中都能发挥优异的阻燃效果。经 CS-1 处理后，棉织物、涤棉织物、纸张、聚氨酯泡沫和木材均能通过垂直燃烧试验，且无续燃、阴燃和熔滴现象。且相应样品的 LOI 分别提高到 33.5%、26.0%、33.0%、28.0%和 35.5%。该环保型阻燃涂料具有合成工艺简单、阻燃效果好、通用性强、透明性好等特点，在面向工业化时十分具有发展潜力。