透明水性膨脹型阻燃 (TWIFR) 涂料可以保護(hù)木材免受火災(zāi)影響，而不會(huì)覆蓋木材的獨(dú)特紋理 [ 1 , 2 ]。因此，TWIFR 涂層越來越受到重視[ 3 ]。這種涂料的性能很大程度上取決于它們的粘合劑樹脂 [ 4 ]。氨基樹脂是廣泛使用和研究的粘合劑樹脂之一，它們表現(xiàn)出較好的防火性能 [ 5 ]。氨基樹脂具有剛性好、耐高溫、粘接性能優(yōu)良等諸多優(yōu)點(diǎn)。它們還可以作為膨脹型阻燃 (IFR) 系統(tǒng)中的氣源 [ 5 , 6]。
然而，氨基樹脂涂層在干燥后通常會(huì)變硬變脆，這會(huì)導(dǎo)致幾個(gè)月后表面開裂 [ 7 ]。氨基樹脂中有許多氨基（-NH 2）和羥甲基（-CH 2 OH）基團(tuán)，氨基樹脂的固化是通過這些基團(tuán)之間的交聯(lián)來實(shí)現(xiàn)的[ 8 ]。但是，有一些殘留的活性位點(diǎn)在成膜后可以進(jìn)一步固化，導(dǎo)致涂層收縮，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。當(dāng)內(nèi)應(yīng)力超過涂層的內(nèi)聚力時(shí)，就會(huì)開裂[ 9]。此外，由于韌性不足，涂層還容易因基材變形而開裂。涂層的高脆性會(huì)降低其保護(hù)性能并降低產(chǎn)品的表面質(zhì)量 [ 10 ]。醚化是減少氨基樹脂中活性位點(diǎn)數(shù)量的主要方法之一[ 5 ]。然而，大多數(shù)醚化氨基樹脂只溶于有機(jī)溶劑，這增加了涂料的VOC排放。此外，過量的酒精會(huì)降低此類涂料的耐水性 [ 11 ]。
Chen 等人使用聚乙烯醇 (PVA) 與三聚氰胺-甲醛 (MF) 樹脂形成半互穿聚合物網(wǎng)絡(luò) (semi-IPN)。[ 12 ]。半 IPN 是一種常見的熱固性樹脂增韌方法 [ 13 , 14 , 15 ]，它是通過混合兩種聚合物制備的，其中一種是線性聚合物（通常是熱塑性塑料），另一種是網(wǎng)絡(luò)聚合物（通常是熱固性樹脂） ）。靈活的 PVA 鏈條承受應(yīng)力，從而提高了系統(tǒng)的抗拉強(qiáng)度。添加 12% PVA 時(shí)，MF 樹脂的拉伸強(qiáng)度提高了 18.64%。聚氨酯 (PU) 是一種由交替的軟鏈段和硬鏈段組成的線性聚合物 [ 16]。由于其高韌性和沖擊能量吸收能力，PU 樹脂通常用作粘合劑或輔助粘合劑樹脂 [ 17 , 18 ]。將它們引入環(huán)氧樹脂 (EP)、聚丙烯酸酯、聚硅氧烷、乙烯基酯樹脂等，通過形成 PU/EP-IPN [ 19、20、21 ]、PU/聚丙烯酸酯-IPN [ 22、23 ]、PU來提高它們的柔韌性/聚硅氧烷-IPN [ 24 ]和PU/乙烯基酯-IPN [ 25 ]，分別。PU 也被添加到 MF 硬質(zhì)泡沫中，得到的復(fù)合泡沫保持了 MF 的高壓縮應(yīng)力和 PU 的高拉伸應(yīng)力 [ 26 , 27]。盡管它已被廣泛用作增韌樹脂，但 PU 尚未應(yīng)用于 IFR 涂料體系。WPU 對涂料的成炭和阻燃性能的影響尚不清楚。
在這項(xiàng)工作中，以 WPU 作為輔助粘合劑樹脂制備了一種抗裂 TWIFR 涂層。表征了涂層的增韌和透明性。通過 TGA、SEM 和錐形量熱法 (CONE) 探討了 WPU 對涂層成炭和阻燃性的影響。綜合評(píng)價(jià)，WPU對三聚氰胺改性、脲醛、樹脂/銨、聚磷酸鹽/季戊四醇、阻燃涂料具有明顯的增韌作用。雖然 WPU 的存在降低了涂層的阻燃性，但與裸木相比，該涂層仍表現(xiàn)出良好的阻燃性能。
