影响玻璃钢平板阻燃性能原因分析

樊志轩 金元朝 李波

摘 要：随着我国冷藏保温车的不断发展，保温厢体蒙皮材料种类逐步呈现多样性。玻璃钢是一种较为常见的保温厢体蒙皮材料。本文对影响玻璃钢阻燃性能的原因进行了相应分析，并阐述了添加阻燃剂的种类以及后期老化因素，对玻璃钢阻燃性能的具体影响与解决对策。

关键词：阻燃;玻璃钢;老化;阻燃剂

作为一项树脂基复合材料，玻璃钢在现实中得到了越来越广泛的应用。近些年出现多起冷藏车线路短路等原因造成的厢体起火，使得生产厂家越来越重视蒙皮材料的阻燃性能。目前生产的阻燃玻璃钢平板，多是采用生产过程中在树脂胶内添加阻燃剂来达到阻燃效果。这种玻璃钢平板的阻燃效果就取决于所选阻燃剂的类型，本文将研究目前主要阻燃剂类型，并比较其优劣性。另外在玻璃钢平板生产完使用过程中，老化问题极易破坏阻燃玻璃钢的燃烧性能。因此，科学合理分析阻燃玻璃钢老化问题，并提出科学完善的解决对策就显得尤为重要。

1 玻璃钢概述

所谓的玻璃钢是玻璃纤维增强塑料的一种别称。在生产过程中，工作人员会将玻璃纤维或者相应的制品作为增强材料，将合成树脂作为黏合成分，采用特定的成型工艺加工而成。玻璃钢具有着耐腐蚀性强、电性能强、热性能良好、生产工艺性良好等诸多优势。

从种类划分来看，玻璃钢主要涵盖了玻璃纤维与树脂两种类型。玻璃纤维组成成分具有着繁杂性，多由石灰石、石英砂、方解石、叶腊石、白云石等融合而成。由于玻璃纤维具有着不燃性，多被作为增强材料被应用到生产过程中。合成树脂具有着天然性，属于一种高分子化合物，多被作为基体材料参与到生产过程中。从燃烧性能来看，合成树脂的燃烧性能高低与其自身分子结构的碳长链分子中的元素种类有着直接联系。目前市场上的合成树脂主要被划分为热固性树脂与热塑性树脂两大类型。

2 阻燃剂的选择

按照化学组成的不同，阻燃剂还可分为无机阻燃剂和有机阻燃剂。无机阻燃剂包括氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锑、硼酸锌和赤磷等，有机阻燃剂多为卤代烃、有机溴化物、有机氯化物、磷酸酯、卤代磷酸酯、氮系阻燃剂和氮磷膨胀型阻燃剂等。抑烟剂的作用在于降低阻燃材料的发烟量和有毒有害气体的释放量，多为钼类化合物、锡类化合物和铁类化合物等。尽管氧化锑和硼酸锌亦有抑烟性，但常常作为阻燃协效剂使用，因此归为阻燃剂体系。

长久以来，卤系阻燃剂以其高效的阻燃效果而被广泛的用于塑料的阻燃改性，但是其在阻燃过程中释放的有毒的强腐蚀性气体卤化氢会对环境和人体健康造成极大的危害，开发清洁、高效、安全环保、价格低廉的阻燃剂和防火安全型阻燃高分子材料意义重大。无卤阻燃技术是近年来阻燃领域向环保方向的发展趋势，备受工业界关注。

但无卤阻燃剂虽然已经可以达到环保高效阻燃的效果，但也依然存在一些问题。例如，常用的铝-镁系阻燃剂都是粉状的，加入量相当大时才呈现出优良的阻燃性能，由于与聚丙烯的相容性不好，往往使阻燃聚丙烯的力学性能难于满足使用要求;膨胀型阻燃剂容易吸湿，与聚丙烯相容性差容易导致从制品中析出，影响阻燃性能和其他使用性能;有些纳米材料与聚丙烯复合，力学性能有所提高，但阻燃性能改善的幅度有限。因此，我们采用的是新型无卤阻燃剂和不同阻燃剂复合的协效作用，研制新型表面改性剂和新的表面改性技术，使阻燃剂与塑料有适宜的相容性，构筑适度柔性、结合力强的界面结构，制得阻燃玻璃钢平板性能优异，力学性能也明显提高，增强生产生活的安全性。

3 阻燃玻璃钢

3.1 阻燃机理

玻璃钢的阻燃特性与其自身合成树脂中的基体材料性能有着直接的关系。一般合成树脂材料在燃烧过程中会经历五个步骤：第一步为热量激烈阶段，第二步为热分解阶段、降解与挥发阶段，第三步为着火阶段，第四步为热传递阶段，第五步为蔓延阶段。而玻璃钢充分发挥出阻燃特性，则需要经过以下几个方面：第一，需要保证合成树脂材料的热稳定性能良好。第二，需要在俘获热分解反应中释放出自由基。第三，形成难燃或者不燃保护膜。第四，能够有效吸收所释放的热量。第五，产生致密气体阻隔层。第六，可以将氧气或者反应过程中所含有的可燃气体稀释掉。从整体的阻燃过程可以看出，玻璃钢的阻燃机理是从根源上改变玻璃钢的热物理性或者化学性质等。

3.2 阻燃剂划分

阻燃剂属于一种助剂，主要用来阻止高分子易燃聚合物燃烧。阻燃剂种类具有着多样性，从使用方式来看，可以将其划分为添加型阻燃剂与反应型阻燃剂。对于阻燃玻璃钢而言，则属于添加型阻燃剂。从目前市场应用情况来看，常见的添加型阻燃剂有无机阻燃剂，如氢氧化铝、红磷等，与有机阻燃剂，如卤系阻燃剂、有机磷系阻燃剂等。同时，市面上也会有一些抑烟剂或者协效剂等。

3.3 阻燃剂的阻燃性

阻燃剂在配比上具有着差异性，这也使得不同阻燃剂的阻燃性能具有着差异性。此外，同一种阻燃剂以不同的配比添加到玻璃钢中，所起到的阻燃性能也各有不同。

4 老化对玻璃钢平板阻燃性能的影响

由于玻璃钢平板的阻燃特性会受到外界因素的影响，比如老化等问题，导致其自身的燃烧性能发生相应的变化。以下内容对老化问题进行了相应分析。

4.1 老化概述

所谓的阻燃玻璃钢老化是指玻璃钢在生产各个阶段，因受到紫外光、放射性或者氧、臭等因素的影响，使得塑料成分原有的性能下降，进而影响到阻燃玻璃钢的原有价值。从分类来看，阻燃玻璃钢老化多被划分为物理老化与化学老化两种。在实际的老化过程中，两种类型老化多是交叉进行，进而使得老化问题富有了复杂性。所谓的物理老化则是指阻燃玻璃钢因发生物理作用出现了相应的变化。此类变化不会影响到合成树脂分子结构，换而言之，不会对玻璃钢的燃烧性能产生任何影响。而化学老化则恰恰相反，会直接影响到玻璃钢自身的燃烧性能。

4.2 阻燃玻璃钢燃烧性能老化影响因素

阻燃玻璃鋼具有着种类差异，因此，阻燃玻璃钢所产生的老化现象会因玻璃钢使用条件不同或者使用环境不同而出现不同的老化问题。从整体来看，阻燃玻璃钢所生的老化问题可以被划分为以下几个方面。

4.2.1 化学结构弱键

阻燃玻璃钢的化学结构、空间构型等均会影响到其自身的燃烧特性。化学结构较为稳定或者耐老性较好的阻燃玻璃钢，在单体过程中出现一些弱键时，外在因素就极易导致阻燃玻璃钢发生老化，并影响到阻燃玻璃钢的燃烧性能。

为了有效规避此类老化问题，生产商往往会运用卤系阻燃剂。尽管此类阻燃剂会给周围环境造成一定的污染，但是此类阻燃剂仍然在合成树脂中占据着主导性地位。从作用机理来看，此类阻燃剂通过添加卤素合成树脂，来有效防止玻璃钢出现燃烧现象。在实际应用中，添加卤系阻燃剂的玻璃钢，若长期被放置到自然环境中，其化学结构中的弱键极易被破坏，进而使得玻璃钢的阻燃特性下降。因此，工作人员一定要做好此类阻燃玻璃钢的安置工作。从目前发展态势来看，为了减少卤系阻燃剂对环境造成的巨大负面影响，相关从业研究者加大了无路阻燃剂的研发力度。然而，从最终的研究成果来看，目前并未寻找出与卤系阻燃剂同等功效的无卤阻燃剂。

4.2.2 紫外光

太阳光中含有太阳辐射、温度与水分三种成分。从波长来看，太阳光谱的波长在150到3000ram，达到地球表面的波长范围则在295到3000mm。光波能量与光波的频率、速度、波长间具有着相应的比例关系。换而言之，波长与光量子的危害成反比，即波长越短，光量子所蕴含的能量越大，进而使得合成树脂发生光老化的概率越大。因此，太阳光就成为引发阻燃玻璃钢老化的重要因素。紫外光的波长在290到400mm范围时，其自身所蕴含的光能量要远远高于合成树脂分子链上的各种化学键断裂所需的能量。这也预示着合成树脂是否会出现断裂等问题，与其自身的吸收波长能量或者聚合物键能有着直接的关系。

4.2.3 温度

温度作为物理因素，是造成合成树脂老化的另一原因。无论是热还是光，在特定条件下均会造成合成树脂出现老化问题，甚至会加快合成树脂老化。一旦合成树脂出现热老化问题，将会使得合成树脂中的成分被降解，并影响到阻燃玻璃钢的燃烧性能。因此，在温度上升到一定程度后，阻燃玻璃钢分子链化学键发生断裂后，其化学结构会发生相应变化，并使得阻燃玻璃钢的燃烧性能发生变化。此外，合成树脂在热老化作用下也会存在降解问题，并有效降低燃烧所需的能量。

作为阻燃玻璃钢，由于其燃烧性能极易受到外在因素，比如：温度、紫外光等的影响，进而发生老化问题。且在发生老化问题后，阻燃玻璃钢的阻燃性能将会大受影响。因此，加大老化问题研究，将十分有助于提升阻燃玻璃钢的阻燃性能，并从根本上解决阻燃玻璃钢老化问题。从目前整体的研究情况来看，为了有效规避老化对阻燃玻璃钢燃烧性能的影响，工作人员需要结合阻燃玻璃钢的使用场地或者使用性质等，来科学合理的限定阻燃玻璃钢材质与相关制品的使用寿命，亦或者运用替代品，来全面提升玻璃钢的阻燃效果。

5 结束语

以上内容对玻璃钢平板在生产过程中对阻燃剂的选取以及老化对玻璃钢平板阻燃性能的影响因素进行了相应阐述。希望可以给相关工作者带来借鉴与参考。

参考文献：

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