论文摘要
汽车内饰材料种类繁多,传统多以塑料等产品用于汽车内部零件如门板、顶棚、挡泥板等,但是塑料等制品来源于石油,需要消耗大量的资源,同时塑料等在使用后难分解、不易回收,这些缺点使之无法符合汽车工业的发展和世界的环保潮流。而天然原料麻纤维制品因其高强度、高耐磨、来源广、易降解等优点,逐渐在汽车内饰材料中取代了塑料等制品。但是麻纤维是易燃纤维,这使得它在汽车工业中的应用受到了限制,因此对汽车用麻制品进行阻燃整理就很必要了。本文主要研究了氢氧化镁对大麻纤维毡汽车内饰板基材的阻燃整理,优化整理工艺,用锥形量热法分析最优工艺下产品的阻燃性能和用热重分析法、差热分析法分析氢氧化镁阻燃整理大麻纤维毡的阻燃机理,以期为相关研究提供参考。第一,本文在详细分析氢氧化镁及阻燃整理相关理论的基础上,提出了大麻纤维毡汽车内饰板基材的阻燃整理工艺。第二,本文以阻燃剂质量浓度、粘合剂体积浓度、浸渍时间三个因素为试验因子,采用正交设计对大麻纤维毡进行阻燃整理工艺设计,得出最佳工艺条件并测试阻燃整理大麻纤维毡的性能指标。验证实验表明:阻燃剂质量浓度为300g/l,粘合剂体积浓度为20%,浸渍时间为20min条件下,阻燃整理大麻纤维毡的阻燃性能指标为:极限氧指数为30%,续燃时间为0.6s,阴燃时间为0.5s。第三,采用锥形量热法分析最优工艺下氢氧化镁阻燃整理大麻纤维毡的阻燃性能得出:阻燃整理大麻纤维毡的热释放速率峰值降低了61.6%和平均热释放速率值降低了62.6%:在前250s内阻燃整理大麻纤维毡的总热释放量低于未阻燃整理大麻纤维毡;在700s以前有效燃烧热最大达到40MJ/Kg,比未阻燃整理大麻纤维毡的下降了50%,说明氢氧化镁有效的控制了可燃气体的释放;阻燃整理大麻纤维毡的点燃时间为30s,比未阻燃整理大麻纤维毡的点燃时间推迟了18s,火发生指数提高了3倍。由此推出:环保型阻燃剂氢氧化镁对大麻纤维毡有很好的阻燃效果,且阻燃性很强。第四,通过对比实验,在最优工艺下以质量浓度40g/l的硼酸作为阻燃剂阻燃整理大麻纤维毡并进行锥形量热法分析,通过以上五个指标与氢氧化镁阻燃整理大麻纤维毡进行比较,得出:环保型阻燃剂氢氧化镁的阻燃效果要好于硼酸的阻燃效果。第五,对最优工艺下氢氧化镁阻燃整理大麻纤维毡进行热重分析和差热分析,通过TG、DTA曲线分析出氢氧化镁阻燃大麻纤维毡的阻燃机理:氢氧化镁的分解产生的氧化镁和大量的结晶水,这两方面起到覆盖保护作用、吸热作用和气相阻燃相结合的作用,这些阻燃作用使得氢氧化镁在与大麻纤维毡结合时阻止了大麻纤维毡的燃烧。