Bi-Layered, Ultrathin Coating Initiated Relay Response to Impart Superior Fire Resistance for Polymeric and Metallic Substrates

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Abstract

El desarrollo de recubrimientos ignífugos de alta eficacia es crucial para los ámbitos de la seguridad contra incendios de polímeros y de las baterías. Los recubrimientos intumescentes tradicionales y los recubrimientos cerámicos tienen dificultades para proporcionar simultáneamente una protección inmediata y prolongada, lo que limita su aplicabilidad. Para abordar este problema, se ha diseñado, inspirándose en comportamientos de respuesta diferencial, un innovador recubrimiento bicapa con aditivos orgánicos/nano-inorgánicos que permite un efecto de respuesta en relevo con protección tanto de acción rápida como prolongada. En concreto, las dos capas funcionan de forma continua a modo de relevo. Con un espesor de apenas 320 micras, el recubrimiento bicapa resiste temperaturas de fuego de hasta 1400 °C durante al menos 900 s. En consecuencia, el recubrimiento evitó eficazmente la perforación por combustión en placas de aluminio y en resina epoxi reforzada con tejido de vidrio, que de otro modo se perforaban por combustión en 135 y 173 s, respectivamente. Asimismo, el recubrimiento bicapa suprimió la formación y descomposición de la capa de interfase sólida en baterías de litio de tipo pouch, lo que se tradujo en una estabilidad electroquímica y una seguridad contra incendios prolongadas. Además, el recubrimiento bicapa, gracias a su respuesta rápida, confiere a la espuma de poliuretano una autoextinción rápida, evitando la ignición incluso bajo exposición a un fuego intenso de 1400 °C. En definitiva, nuestro trabajo aporta nuevas perspectivas para el diseño y desarrollo de recubrimientos ignífugos delgados, de alto rendimiento y multiaplicación. (Figura presentada). [Traducción automática al español; idioma original: inglés.]