Preparation and Characterisation of UV-Curable Flame Retardant Wood Coating Containing a Phosphorus Acrylate Monomer

Abstract

L'application d'un revêtement ignifuge est une solution efficace pour améliorer la résistance au feu des revêtements de sol en bois. Toutefois, il est difficile de trouver le bon équilibre entre la réduction de la propagation de la flamme et les bonnes propriétés générales du revêtement, tout en conservant l'aspect du bois. Afin de répondre à ce problème complexe, des revêtements ignifuges transparents réticulés par ultraviolets (UV) ont été préparés à partir d'un oligomère acrylate, d'un monomère acrylate et de l'ajout de phosphate de tri(acryloyloxyéthyle) (TAEP), un monomère à base de phosphore, à différentes concentrations dans la formulation. La photopolymérisation, la transparence optique, la dureté, la sorption de l'eau et la stabilité thermique des revêtements ont été évaluées. Le comportement au feu et l'adhérence des revêtements appliqués sur les panneaux de bouleau jaune ont été évalués, respectivement, à l'aide d'un calorimètre à cône et d'essais d'arrachement. Des analyses par microscopie électronique à balayage (MEB) et par spectroscopie à dispersion d'énergie (EDS) ont été effectuées sur les résidus brûlés collectés afin de mieux comprendre le mécanisme de retardement de la flamme. Notre étude révèle que l'ajout de monomère de phosphore a amélioré l'adhérence du revêtement et la performance au feu du bois revêtu sans avoir d'impact sur la photopolymérisation. Le pourcentage de conversion est resté proche de 70 % avec l'ajout de TAEP. La résistance à l'arrachement a atteint 1,12 MPa pour le revêtement ayant la plus forte teneur en monomère P, une valeur significativement différente de celle du revêtement non ignifugé. Pour la même formulation de revêtement, le pic de dégagement de chaleur a diminué de 13 % et le pourcentage de masse des résidus a augmenté de 37 % par rapport à la référence. Cependant, les revêtements ignifuges présentaient une hygroscopie plus élevée. L'action dans la phase condensée du retardateur de flamme au phosphore est mise en évidence dans cette étude.