40% всей мировой энергии используется для отопления и охлаждения зданий, для повышения их энергоэффективности, создания теплоизоляционных материалов, используемых для снижения энергопотребления.
Материалы, получаемые из возобновляемых ресурсов разрабатываются на основе концепций биоэкономики и низкоуглеродной экономики. Возобновляемое сырье, такое как целлюлоза и переработанное текстильное волокно, используется для производства экологически чистых теплоизоляционных материалов.
Эти материалы являются перспективной альтернативой традиционным нефтесодержащим теплоизоляционным продуктам, однако вопросы пожарной безопасности еще не решены. Огнестойкость теплоизоляционных материалов улучшается с использованием огнеупорных добавок. Обычные галогеновые огнестойкие вещества обладают потенциальными рисками для здоровья и могут производить токсичные газы при воспламенении.
Альтернативные биохимические огнестойкие вещества помогут решить проблемы со здоровьем и состоянием окружающей среды. Лигнин потенциально обладает огнестойкостью, хотя он редко изучался в качестве огнезащитного средства в целлюлозных теплоизоляционных материалах. В нескольких исследованиях было показано, что лигнин создает защитные слои из полипропилена, полиэтилена терефталата, полигидроксибутирата и акрилонитрилбутадиенстерина для повышения огнестойкости пластмасс.
Наноглины, такие как монтмориллонитонит и вермикулит, были использованы в качестве огнеупорных покрытий или наполнителей, а распределение наночастиц глины улучшает барьерные свойства, огнестойкость и механические характеристики.
Огнезащитные покрытия имеют многообещающие свойства, улучшающие огнестойкость материалов, повышающие их эффективность и экономичность.
В настоящее время, наиболее часто применяемые присадки для создания покрытий - связующие на нефтяной основе, такие как акриловые смолы и эпоксидные смолы. Как дополнение к рецептурам покрытия на основе бумаги, микроволокнистая целлюлоза может использоваться в качестве связующего или загустителя и, таким образом, служить возобновляемым и устойчивым альтернативным составом на основе синтетического и связующего материала и наполнителя.
Микроволокнистая целлюлоза использовалась в качестве связующего в составе покрытий различных типов, а именно сульфонированного крафт-лигнина, крафт-лигнина, наноглины, графитированных и синергетических огнезащитных добавок. Эти огнеупорные вещества, произведенные из переработанных хлопчатобумажных и механических целлюлозно-бумажных волокон, были покрыты фреоном.
Целлюлозные теплоизоляционные материалы производятся из переработанной целлюлозы с использованием пенообразующих технологий на основе различных видов огнезащитных материалов (сульфонированный крафт лигнин, крафт лигнин и наноглинок) и промышленных огнезащитных составов, сочетающихся с микрофибрилляционным целлюлозным покрытием. Эти составы были покрыты целлюлозно-термически изолирующим материалом, улучшающим их огнестойкость.
Покрытия заметно влияют на реакционно-воспламеняющие свойства, микроскопическую поверхность, теплоизоляционные и механические свойства теплоизоляционных материалов. Эти продукты могут сопротивляться воздействию пламени при незначительном распространении пламени за короткий промежуток времени.
Сульфонирование крафтингов способствовало генерации защитных слоев, что приводит к повышению огнестойкости по сравнению с немодифицированным крафт-лигнином. Наноглинистый материал с микрофибрилляционным целлюлозным покрытием выполнял функции антипиренов, т.е. тепловой поток 25 кВт/м2 сохранялся при поджигании, а огнеупорность материалов с микрофибрилляционным целлюлозным покрытием значительно увеличивалась.
Технология нанесения таких покрытий, которые сочетают в себе противопожароопасные свойства, например сульфонированных капротлингинов и наноглинов, с применением мембранно-фреонов, снижающих воспламеняемость, доступных и эффективных мембранных материалов, позволяет говорить о перспективности технологии нанесения покрытий.