2.2.1.3镁盐晶须阻对热释放速率的影响

图4 阻燃LDPE体系热释放速率

　　由图4我们可以看到，纯LDPE的着火时间为70秒，最大热释放速率很高，为1268kW/m2；添加10%的镁盐晶须时，着火时间为85秒，最大热释放速率为857 kW/m2；添加20%的镁盐晶须时，着火时间为90秒，最大热释放速率为604 kW/m2；添加30%的镁盐晶须时，着火时间为95秒，最大热释放速率为510 kW/m2；添加40%的镁盐晶须时，着火时间为105秒，最大热释放速率为402 kW/m2；加50%的镁盐晶须时，着火时间为110秒，最大热释放速率为295 kW/m2；加60%的镁盐晶须时，着火时间为120秒，最大热释放速率降为167 kW/m2。图中可以明显看出纯样随着时间的推移有一个剧烈的燃烧放热阶段，而镁盐晶须加入，这个放热阶段逐渐后移，着火时间逐渐后延，且热释放速率变得平缓，并以两个燃烧放热阶段出现，第一个阶段为镁盐晶须失去结晶水，第二个阶段为镁盐晶须脱羟基和聚乙烯分解过程，这样就避免了材料在一个阶段内剧烈反应而造成火灾的轰然现象。由分析可知，随着镁盐晶须含量的增加，复合材料的热释放速率降低，着火时间也向后推移。表明镁盐晶须能够有效的降低LDPE的燃烧性。
　　2.2.2镁盐晶须在阻燃纸上的应用

　　阻燃和不燃纸在各种工业材料、电气材料、建材和食品相关领域需要量很大。目前用的不燃纸较多的是用氢氧化铝粒状品制造，燃烧后纸的形状不能保持。用镁盐晶须制成的不燃纸能保持形状，并能在造纸时，由于镁盐晶须有很好的滤水性，可保证良好的制作工艺。

　　表3 阻燃纸的组成与物性

　　2.2.3镁盐晶须在防火涂料上的应用

　　镁盐晶须加入丙烯酸基涂料、环氧树脂基涂料等树脂基涂料中，能使涂料粘度成指数增加，具有很好的增稠性和触变性，可大大提高使用性能和涂抹效果。这一特性使它们在涂料和粘合剂领域有很好的应用前景。

　　目前，市场上销售的钢结构防火涂料，无论厚涂型、薄涂型还是矿物棉类建筑防火隔热涂料其中都或多或少地添加了岩棉纤维、陶瓷纤维、硅酸铝纤维等纤维材料，其目的就是减少施工过程或涂层初期干燥过程中出现的龟裂现象；同时加入高熔点的无机纤维，能增加涂层的火焰中的整体性及涂层在火灾中骤冷骤热情况下不开裂等性能。另外，纤维材料的增强作用和增稠作用，可以使得涂料施工每一遍的厚度增加，减少了施工次数，从而降低了施工费用和缩减了工期。

　　超薄型钢结构防火涂料虽然理化性能强于厚涂型、薄涂型钢结构防火涂料，但是其由于自身组分及配比的关系，其每遍涂刷量较少，一般一遍涂层厚度只能达到0.2-0.6毫米，如果要达到涂刷规定的厚度一般要十几遍以上，施工耗时耗力。如果强行增加每遍的厚度，就会造成涂层流坠、滴落、乳突、开裂等现象，既浪费材料，又达不到良好的后期效果。如果采用硅酸铝纤维等纤维材料填充，由于这类纤维平均直径为3-8mm，长度达到100-250 mm，必然造成涂料分散困难，涂料中出现许多颗粒状物质，并且有少量结块，涂层外观粗糙，涂层受热发泡能力、隔热隔火能力大幅度下降，这就失去了超薄型钢结构防火涂料的固有特性，无法达到国家标准规定的该类产品厚度2.00±0.20 mm，耐火极限达到1.0小时的要求。

　　基于以上的情况，采用直径为0.8-1.2 mm，长度为20-200 mm的 镁盐晶须材料填充。按一定的比例高速搅拌分散到已有的超薄型钢结构防火涂料中，在15分钟内就可以完全分散均匀，涂料粘度增加了一倍。经搅拌后涂料状态呈均匀细腻状态，无结块；施工厚度从原来的0.5 mm提高到0.9 mm，防流挂性能提高；测试其性能，粘结强度从0.64Mpa提高到1.28Mpa，耐水、耐冷热循环性能都显著提高；在耐火实验中，发现晶须的加入提高了涂层及炭化层在火焰中的强度，避免分解反应中逸出大量的气体造成炭化层结构的破坏。

　　在阻燃和防火上具有相似应用的晶须材料还有：氢氧化镁晶须、二氧化硅晶须、硼酸镁晶须、硼酸铝晶须、氧化锌晶须、氧化镁晶须等。

　　3 结束语

　　晶须材料作为一类新颖的增强材料，具有高强度、坚韧、耐温、阻燃、耐磨、防腐、绝缘、阻尼、吸波等功能，可以用于复合各种塑料（如聚乙燃、聚丙燃、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS、聚酯、酚醛和环氧树脂）、制作塑料门窗型材及增强塑料管材、增粘增强涂料、造阻燃纸、作轻型建筑材料和过滤材料等，具有很好的深度开发和有广阔的应用前景。晶须增强阻燃塑料新型复合材料的开发和在汽车、电子电气、化工、建材等工业领域的应用，必将对提高产品的整体质量、赶超世界先进水平有重要影响，在促进和带动塑料工业和相关行业的发展中起积极作用。