2.2.1.3鎂鹽晶須阻對熱釋放速率的影響

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，著火時間為85秒，最大熱釋放速率為857 kW/m2；添加20%的鎂鹽晶須時，著火時間為90秒，最大熱釋放速率為604 kW/m2；添加30%的鎂鹽晶須時，著火時間為95秒，最大熱釋放速率為510 kW/m2；添加40%的鎂鹽晶須時，著火時間為105秒，最大熱釋放速率為402 kW/m2；加50%的鎂鹽晶須時，著火時間為110秒，最大熱釋放速率為295 kW/m2；加60%的鎂鹽晶須時，著火時間為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間的推移有一個劇烈的燃燒放熱階段，而鎂鹽晶須加入，這個放熱階段逐漸后移，著火時間逐漸后延，且熱釋放速率變得平緩，并以兩個燃燒放熱階段出現，第一個階段為鎂鹽晶須失去結晶水，第二個階段為鎂鹽晶須脫羥基和聚乙烯分解過程，這樣就避免了材料在一個階段內劇烈反應而造成火災的轟然現象。由分析可知，隨著鎂鹽晶須含量的增加，復合材料的熱釋放速率降低，著火時間也向后推移。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用

　　阻燃和不燃紙在各種工業(yè)材料、電氣材料、建材和食品相關領域需要量很大。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，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用

　　鎂鹽晶須加入丙烯酸基涂料、環(huán)氧樹脂基涂料等樹脂基涂料中，能使涂料粘度成指數增加，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。這一特性使它們在涂料和粘合劑領域有很好的應用前景。

　　目前，市場上銷售的鋼結構防火涂料，無論厚涂型、薄涂型還是礦物棉類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程或涂層初期干燥過程中出現的龜裂現象；同時加入高熔點的無機纖維，能增加涂層的火焰中的整體性及涂層在火災中驟冷驟熱情況下不開裂等性能。另外，纖維材料的增強作用和增稠作用，可以使得涂料施工每一遍的厚度增加，減少了施工次數，從而降低了施工費用和縮減了工期。

　　超薄型鋼結構防火涂料雖然理化性能強于厚涂型、薄涂型鋼結構防火涂料，但是其由于自身組分及配比的關系，其每遍涂刷量較少，一般一遍涂層厚度只能達到0.2-0.6毫米，如果要達到涂刷規(guī)定的厚度一般要十幾遍以上，施工耗時耗力。如果強行增加每遍的厚度，就會造成涂層流墜、滴落、乳突、開裂等現象，既浪費材料，又達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，由于這類纖維平均直徑為3-8mm，長度達到100-250 mm，必然造成涂料分散困難，涂料中出現許多顆粒狀物質，并且有少量結塊，涂層外觀粗糙，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構防火涂料的固有特性，無法達到國家標準規(guī)定的該類產品厚度2.00±0.20 mm，耐火極限達到1.0小時的要求。

　　基于以上的情況，采用直徑為0.8-1.2 mm，長度為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構防火涂料中，在15分鐘內就可以完全分散均勻，涂料粘度增加了一倍。經攪拌后涂料狀態(tài)呈均勻細膩狀態(tài)，無結塊；施工厚度從原來的0.5 mm提高到0.9 mm，防流掛性能提高；測試其性能，粘結強度從0.64Mpa提高到1.28Mpa，耐水、耐冷熱循環(huán)性能都顯著提高；在耐火實驗中，發(fā)現晶須的加入提高了涂層及炭化層在火焰中的強度，避免分解反應中逸出大量的氣體造成炭化層結構的破壞。

　　在阻燃和防火上具有相似應用的晶須材料還有：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 結束語

　　晶須材料作為一類新穎的增強材料，具有高強度、堅韌、耐溫、阻燃、耐磨、防腐、絕緣、阻尼、吸波等功能，可以用于復合各種塑料（如聚乙燃、聚丙燃、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS、聚酯、酚醛和環(huán)氧樹脂）、制作塑料門窗型材及增強塑料管材、增粘增強涂料、造阻燃紙、作輕型建筑材料和過濾材料等，具有很好的深度開發(fā)和有廣闊的應用前景。晶須增強阻燃塑料新型復合材料的開發(fā)和在汽車、電子電氣、化工、建材等工業(yè)領域的應用，必將對提高產品的整體質量、趕超世界先進水平有重要影響，在促進和帶動塑料工業(yè)和相關行業(yè)的發(fā)展中起積極作用。