2.2.1.3鎂鹽晶須阻對(duì)熱釋放速率的影響

圖4 阻燃LDPE體系熱釋放速率

　　由圖4我們可以看到，純LDPE的著火時(shí)間為70秒，最大熱釋放速率很高，為1268kW/m2；添加10%的鎂鹽晶須時(shí)，著火時(shí)間為85秒，最大熱釋放速率為857 kW/m2；添加20%的鎂鹽晶須時(shí)，著火時(shí)間為90秒，最大熱釋放速率為604 kW/m2；添加30%的鎂鹽晶須時(shí)，著火時(shí)間為95秒，最大熱釋放速率為510 kW/m2；添加40%的鎂鹽晶須時(shí)，著火時(shí)間為105秒，最大熱釋放速率為402 kW/m2；加50%的鎂鹽晶須時(shí)，著火時(shí)間為110秒，最大熱釋放速率為295 kW/m2；加60%的鎂鹽晶須時(shí)，著火時(shí)間為120秒，最大熱釋放速率降為167 kW/m2。圖中可以明顯看出純樣隨著時(shí)間的推移有一個(gè)劇烈的燃燒放熱階段，而鎂鹽晶須加入，這個(gè)放熱階段逐漸后移，著火時(shí)間逐漸后延，且熱釋放速率變得平緩，并以?xún)蓚€(gè)燃燒放熱階段出現(xiàn)，第一個(gè)階段為鎂鹽晶須失去結(jié)晶水，第二個(gè)階段為鎂鹽晶須脫羥基和聚乙烯分解過(guò)程，這樣就避免了材料在一個(gè)階段內(nèi)劇烈反應(yīng)而造成火災(zāi)的轟然現(xiàn)象。由分析可知，隨著鎂鹽晶須含量的增加，復(fù)合材料的熱釋放速率降低，著火時(shí)間也向后推移。表明鎂鹽晶須能夠有效的降低LDPE的燃燒性。
　　2.2.2鎂鹽晶須在阻燃紙上的應(yīng)用

　　阻燃和不燃紙?jiān)诟鞣N工業(yè)材料、電氣材料、建材和食品相關(guān)領(lǐng)域需要量很大。目前用的不燃紙較多的是用氫氧化鋁粒狀品制造，燃燒后紙的形狀不能保持。用鎂鹽晶須制成的不燃紙能保持形狀，并能在造紙時(shí)，由于鎂鹽晶須有很好的濾水性，可保證良好的制作工藝。

　　表3 阻燃紙的組成與物性

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　　2.2.3鎂鹽晶須在防火涂料上的應(yīng)用

　　鎂鹽晶須加入丙烯酸基涂料、環(huán)氧樹(shù)脂基涂料等樹(shù)脂基涂料中，能使涂料粘度成指數(shù)增加，具有很好的增稠性和觸變性，可大大提高使用性能和涂抹效果。這一特性使它們?cè)谕苛虾驼澈蟿╊I(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。

　　目前，市場(chǎng)上銷(xiāo)售的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，無(wú)論厚涂型、薄涂型還是礦物棉類(lèi)建筑防火隔熱涂料其中都或多或少地添加了巖棉纖維、陶瓷纖維、硅酸鋁纖維等纖維材料，其目的就是減少施工過(guò)程或涂層初期干燥過(guò)程中出現(xiàn)的龜裂現(xiàn)象；同時(shí)加入高熔點(diǎn)的無(wú)機(jī)纖維，能增加涂層的火焰中的整體性及涂層在火災(zāi)中驟冷驟熱情況下不開(kāi)裂等性能。另外，纖維材料的增強(qiáng)作用和增稠作用，可以使得涂料施工每一遍的厚度增加，減少了施工次數(shù)，從而降低了施工費(fèi)用和縮減了工期。

　　超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料雖然理化性能強(qiáng)于厚涂型、薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，但是其由于自身組分及配比的關(guān)系，其每遍涂刷量較少，一般一遍涂層厚度只能達(dá)到0.2-0.6毫米，如果要達(dá)到涂刷規(guī)定的厚度一般要十幾遍以上，施工耗時(shí)耗力。如果強(qiáng)行增加每遍的厚度，就會(huì)造成涂層流墜、滴落、乳突、開(kāi)裂等現(xiàn)象，既浪費(fèi)材料，又達(dá)不到良好的后期效果。如果采用硅酸鋁纖維等纖維材料填充，由于這類(lèi)纖維平均直徑為3-8mm，長(zhǎng)度達(dá)到100-250 mm，必然造成涂料分散困難，涂料中出現(xiàn)許多顆粒狀物質(zhì)，并且有少量結(jié)塊，涂層外觀(guān)粗糙，涂層受熱發(fā)泡能力、隔熱隔火能力大幅度下降，這就失去了超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的固有特性，無(wú)法達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的該類(lèi)產(chǎn)品厚度2.00±0.20 mm，耐火極限達(dá)到1.0小時(shí)的要求。

　　基于以上的情況，采用直徑為0.8-1.2 mm，長(zhǎng)度為20-200 mm的 鎂鹽晶須材料填充。按一定的比例高速攪拌分散到已有的超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料中，在15分鐘內(nèi)就可以完全分散均勻，涂料粘度增加了一倍。經(jīng)攪拌后涂料狀態(tài)呈均勻細(xì)膩狀態(tài)，無(wú)結(jié)塊；施工厚度從原來(lái)的0.5 mm提高到0.9 mm，防流掛性能提高；測(cè)試其性能，粘結(jié)強(qiáng)度從0.64Mpa提高到1.28Mpa，耐水、耐冷熱循環(huán)性能都顯著提高；在耐火實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)晶須的加入提高了涂層及炭化層在火焰中的強(qiáng)度，避免分解反應(yīng)中逸出大量的氣體造成炭化層結(jié)構(gòu)的破壞。

　　在阻燃和防火上具有相似應(yīng)用的晶須材料還有：氫氧化鎂晶須、二氧化硅晶須、硼酸鎂晶須、硼酸鋁晶須、氧化鋅晶須、氧化鎂晶須等。

　　3 結(jié)束語(yǔ)

　　晶須材料作為一類(lèi)新穎的增強(qiáng)材料，具有高強(qiáng)度、堅(jiān)韌、耐溫、阻燃、耐磨、防腐、絕緣、阻尼、吸波等功能，可以用于復(fù)合各種塑料（如聚乙燃、聚丙燃、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS、聚酯、酚醛和環(huán)氧樹(shù)脂）、制作塑料門(mén)窗型材及增強(qiáng)塑料管材、增粘增強(qiáng)涂料、造阻燃紙、作輕型建筑材料和過(guò)濾材料等，具有很好的深度開(kāi)發(fā)和有廣闊的應(yīng)用前景。晶須增強(qiáng)阻燃塑料新型復(fù)合材料的開(kāi)發(fā)和在汽車(chē)、電子電氣、化工、建材等工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，必將對(duì)提高產(chǎn)品的整體質(zhì)量、趕超世界先進(jìn)水平有重要影響，在促進(jìn)和帶動(dòng)塑料工業(yè)和相關(guān)行業(yè)的發(fā)展中起積極作用。