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摘要：本文聚焦于利用江蘇省豐富的資源制備氫氧化鎂阻燃劑，并將其應(yīng)用于礦用導(dǎo)風(fēng)筒涂覆布。通過(guò)對(duì)該涂覆布進(jìn)行系統(tǒng)的耐高溫性能測(cè)試與分析，探討了氫氧化鎂阻燃劑在提升礦用導(dǎo)風(fēng)筒安全性方面的重要作用。研究結(jié)果表明，基于江蘇資源的氫氧化鎂阻燃劑顯著增強(qiáng)了涂覆布的耐高溫性能，為礦山作業(yè)環(huán)境提供了更可靠的安全保障。同時(shí)，結(jié)合江蘇當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，分析了其在成本控制、規(guī)模化生產(chǎn)等方面的潛力，為相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

一、引言

礦山開采過(guò)程中，安全始終是重中之重。礦用導(dǎo)風(fēng)筒作為井下通風(fēng)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，其性能直接關(guān)系到作業(yè)人員的生命安全和生產(chǎn)效率。在復(fù)雜的井下環(huán)境中，存在著高溫、火災(zāi)等潛在危險(xiǎn)，因此對(duì)導(dǎo)風(fēng)筒涂覆布的耐高溫性能提出了嚴(yán)格要求。氫氧化鎂作為一種優(yōu)質(zhì)的無(wú)機(jī)阻燃劑，具有來(lái)源廣泛、無(wú)毒無(wú)害、抑煙效果好等優(yōu)點(diǎn)。江蘇省擁有豐富的鎂礦資源，為大規(guī)模生產(chǎn)氫氧化鎂阻燃劑提供了得天獨(dú)厚的條件。將基于江蘇資源的氫氧化鎂阻燃劑應(yīng)用于礦用導(dǎo)風(fēng)筒涂覆布，不僅能夠充分利用當(dāng)?shù)刭Y源優(yōu)勢(shì)，還能有效提升產(chǎn)品的耐高溫性能，降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

二、實(shí)驗(yàn)材料與方法

（一）實(shí)驗(yàn)材料

1. 氫氧化鎂阻燃劑：選取江蘇省內(nèi)某鎂礦企業(yè)生產(chǎn)的高純度氫氧化鎂粉末，其粒度均勻，活性較高，能夠滿足后續(xù)加工需求。

2. 基布：采用常用的聚酯纖維基布，具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和柔韌性，適合作為礦用導(dǎo)風(fēng)筒的骨架材料。

3. 粘結(jié)劑及其他助劑：選用環(huán)保型的水性丙烯酸酯粘結(jié)劑，搭配適量的分散劑、消泡劑等助劑，以確保氫氧化鎂阻燃劑能夠均勻地附著在基布表面。

（二）樣品制備

按照一定的配方比例，將氫氧化鎂阻燃劑、粘結(jié)劑和助劑加入高速攪拌鍋中，充分混合均勻后得到涂覆漿料。采用刮涂法將漿料均勻地涂覆在聚酯纖維基布上，控制涂層厚度在一定范圍內(nèi)。隨后，將涂覆后的樣品放入烘箱中進(jìn)行固化處理，使粘結(jié)劑完全交聯(lián)固化，得到最終的礦用導(dǎo)風(fēng)筒涂覆布樣品。

（三）性能測(cè)試方法

1. 熱重分析（TGA）：使用熱重分析儀對(duì)涂覆布樣品進(jìn)行測(cè)試，以評(píng)估其在加熱過(guò)程中的質(zhì)量損失情況，從而了解其熱穩(wěn)定性。測(cè)試溫度范圍設(shè)定為室溫至800℃，升溫速率為10℃/min。

2. 差示掃描量熱法（DSC）：通過(guò)差示掃描量熱儀測(cè)定樣品在受熱時(shí)的熱量變化，確定其相變溫度、熔融溫度等參數(shù)，進(jìn)一步分析其耐熱機(jī)制。

3. 錐形量熱儀測(cè)試：利用錐形量熱儀模擬真實(shí)火災(zāi)場(chǎng)景下的熱輻射條件，測(cè)量涂覆布的燃燒性能指標(biāo)，如熱釋放速率、總放熱量、煙霧產(chǎn)生量等。

4. 高溫老化試驗(yàn)：將樣品置于設(shè)定的不同高溫環(huán)境中一段時(shí)間，觀察其外觀變化、力學(xué)性能衰減情況以及阻燃性能的變化，以考察其長(zhǎng)期耐高溫性能。

三、結(jié)果與討論

（一）熱重分析結(jié)果

從熱重曲線可以看出，添加了基于江蘇資源的氫氧化鎂阻燃劑的涂覆布在較低溫度下就開始有輕微的質(zhì)量損失，這主要是由于樣品中殘留的水分蒸發(fā)所致。隨著溫度升高，在200 - 350℃之間出現(xiàn)了較為明顯的失重臺(tái)階，對(duì)應(yīng)于氫氧化鎂的分解過(guò)程。然而，與未添加阻燃劑的空白樣品相比，含氫氧化鎂阻燃劑的樣品在此階段的失重速率明顯減緩，且最終殘留質(zhì)量更高。這表明氫氧化鎂在受熱時(shí)能夠有效地吸收熱量并分解產(chǎn)生水蒸氣和氧化鎂固體產(chǎn)物，這些產(chǎn)物覆蓋在材料表面形成了一層保護(hù)膜，阻止了熱量向內(nèi)部傳遞，從而提高了材料的熱穩(wěn)定性。

（二）差示掃描量熱法結(jié)果

DSC曲線顯示，含氫氧化鎂阻燃劑的涂覆布在加熱過(guò)程中出現(xiàn)了多個(gè)吸熱峰和放熱峰。其中，在較低的溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)的吸熱峰主要?dú)w因于氫氧化鎂的脫水反應(yīng)，該反應(yīng)吸收了大量的熱量，降低了周圍環(huán)境的溫度。而在較高的溫度區(qū)域出現(xiàn)的放熱峰則與基布材料的熱分解有關(guān)。與空白樣品相比，添加阻燃劑后放熱峰的位置向后推移，峰值溫度有所提高，說(shuō)明氫氧化鎂的存在延緩了基布材料的熱分解進(jìn)程，提高了其耐熱性能。

（三）錐形量熱儀測(cè)試結(jié)果

錐形量熱儀測(cè)試結(jié)果表明，添加氫氧化鎂阻燃劑后，涂覆布的熱釋放速率顯著降低，總放熱量也大幅減少。同時(shí)，煙霧產(chǎn)生量明顯下降，這說(shuō)明氫氧化鎂不僅能夠抑制材料的燃燒，還具有良好的抑煙效果。這是因?yàn)闅溲趸V分解產(chǎn)生的水蒸氣稀釋了可燃性氣體濃度，而氧化鎂固體顆粒則起到了阻隔氧氣的作用，從而使燃燒難以持續(xù)進(jìn)行。

（四）高溫老化試驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)過(guò)不同溫度下的高溫老化試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，含氫氧化鎂阻燃劑的涂覆布在外觀上僅有輕微變色，未出現(xiàn)明顯的破損或變形。力學(xué)性能測(cè)試顯示，其拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度雖有所下降，但仍保持在可接受范圍內(nèi)。此外，阻燃性能測(cè)試表明，老化后的樣品仍具有良好的阻燃效果，說(shuō)明該涂覆布具有較好的長(zhǎng)期耐高溫性能。

四、江蘇資源優(yōu)勢(shì)對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響

江蘇省豐富的鎂礦資源為氫氧化鎂阻燃劑的生產(chǎn)提供了穩(wěn)定的原料供應(yīng)保障。相較于其他地區(qū)依賴進(jìn)口原料的情況，江蘇本地企業(yè)能夠降低生產(chǎn)成本，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，依托完善的產(chǎn)業(yè)鏈條和完善的基礎(chǔ)設(shè)施，江蘇地區(qū)可以形成從原料開采、加工到產(chǎn)品應(yīng)用的一體化產(chǎn)業(yè)集群，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。這不僅有助于推動(dòng)礦用導(dǎo)風(fēng)筒行業(yè)的技術(shù)升級(jí)和發(fā)展，還能帶動(dòng)相關(guān)上下游產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展，創(chuàng)造更多的就業(yè)機(jī)會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

五、結(jié)論

綜上所述，基于江蘇省資源的氫氧化鎂阻燃劑對(duì)礦用導(dǎo)風(fēng)筒涂覆布的耐高溫性能有著顯著的提升作用。通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)測(cè)試和分析可知，該阻燃劑能夠在受熱時(shí)有效吸收熱量、分解產(chǎn)生保護(hù)產(chǎn)物，延緩基布材料的熱分解進(jìn)程，降低熱釋放速率和總放熱量，減少煙霧產(chǎn)生量，并且在高溫老化后仍能保持良好的性能。結(jié)合江蘇地區(qū)的資源優(yōu)勢(shì)，這種基于本地資源的氫氧化鎂阻燃劑在礦用導(dǎo)風(fēng)筒領(lǐng)域的應(yīng)用具有廣闊的前景，將為礦山安全生產(chǎn)提供更加可靠的保障，同時(shí)也促進(jìn)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。未來(lái)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)，有望進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品性能，拓展應(yīng)用領(lǐng)域。