对于二氧化锰/膨胀型阻燃剂体系,其整理织物的损毁长度超过20cm,续燃时间较长,且氧指数也较低。据文献报道,二氧化锰在阻燃过程中可释放出氧气,还原为二价锰,与磷酸酯等反应形成含锰炭层,从而起到稳定炭层,提高炭层黏弹性的作用[3-4]。但从表1数据看,二氧化锰在燃烧中不但没有增进炭层的形成,反而在阻燃涂层胶受热时产生氧气,使得材料LOI值有所下降。
IFR体系中加入氧化锌,对其阻燃性能可能有一定益处。有文献认为,氧化锌可促进聚合物受热交联和IFR膨胀成炭[5]。本试验中,其在牛津帐篷布中的作用不明显,且氧化锌的加入对阻燃涂层胶的流平性影响较大,对涂层胶产品的放置稳定性也有不利影响。
2.2 阻燃涂层胶残炭形貌分析
图1是加入不同增效剂的阻燃涂层胶整理织物燃烧后残留炭层的SEM照片。
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由图1看出:
1#样品成炭少,但由于其吸热、稀释氧气和隔热阻燃性能较好,可使火焰很快熄灭,而燃烧产生的热量使织物迅速熔化,且膨胀型阻燃剂迅速发挥气相和凝聚相作用,使含磷炭富集于熔融物,同时气体发泡使熔融物出现孔洞。
2#样品的熔融体残留物周边也出现了不光滑、不致密的炭层。
3#样品则出现了较多微泡状且有一定韧性的炭层。
4#样品炭层则表现出更明显的膨胀发泡成炭特征,炭层比较致密、完整,因此4#样品LOI值最高,阻燃性能也相对较好。
5#样品较疏松易脆,表明4A沸石添加量过大不利于形成稳定致密炭层。
6#样品由于二氧化锰在阻燃过程中原位反应放出氧气,使热氧化反应和裂解反应迅速进行,释放的可燃气体也更快进入燃烧区,从而促进连锁反应,且由于酸源、炭源、气源不能达到很好的匹配,三聚氰胺释放出的气体很快逸散到环境中,不能形成致密发泡炭层,而只能形成脆性结构的含锰炭层,表现在SEM中是易脆的无规碎片[4]。
7#样品氧化锌增效体系无明显增效作用。
8#样品溴锑系阻燃织物在测试中为气相阻燃,成炭很少,甚至出现了丝条状结构。这是由于在气相阻燃的溴及溴锑系衍生物虽然可在经向窒息火焰,但在点火过程中,明火和热可将涂层胶黏合剂及纬向纱线烧掉或熔化掉,造成经向纱线的裸露和紧密排列。
2.3 不同阻燃涂层胶残炭EDS分析
图2是4#样品阻燃测试后残留炭层的EDS谱图,表2是炭层中各元素含量。
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