4.3.2.2阻燃塗料錐形量熱分析
目前，錐形量熱儀的試驗環境被認為最能代表實際火災的燃燒環境，實驗結果與大型燃燒實驗結果具有很好的相關性，錐形量熱儀法可以準確測試出材料在發生火災燃燒時的質量損失速率、熱釋放速率、產煙速率、毒性氣體產物含量等參數，是國際公認的評價材料燃燒性能的有效手段[128,129]。
本文利用錐形量熱儀在熱輻射功率為50kW·m-2下對含複合型膨脹阻燃劑的阻燃塗料（CTS-IFRC）的熱釋放速率（HRR）、總熱釋放（THR）、有效燃燒熱（EHC）、質量損失速率（MLR）、殘餘物質量（Mass）等性能參數進行考察分析，從而對阻燃塗料的燃燒性和阻燃性進行較為全麵的評價和預測。是輻射功率為50kW·m-2時塗覆有不同阻燃劑配方的阻燃塗料試板的錐形量熱測試儀試驗的主要燃燒性能參數。總熱釋放曲線。
阻燃塗料飾板熱釋放速率曲線熱釋放速率指單位麵積試樣釋放熱量的速率，表示燃燒過程中反饋給材料表麵的熱量引起材料熱解和揮發性可燃物生成的程度，是描述材料火焰的傳播趨勢及火災危害程度的重要參數。HRR值越大，表明燃燒程度越大，火災危險性就越大，其最大值即熱釋放速率峰值（pk-HRR）是決定火災規模、發展和滅火要求的重要參數[130,131]。
複合型茶皂素膨脹阻燃塗料試樣的pk-HRR較未添加茶皂素塗料試樣B2*有明顯的降低，且與三聚氰胺阻燃塗料試樣B1*相比有更明顯的優越性。複合型茶皂素膨脹阻燃塗料的m-HRR比未添加茶皂素塗料試樣B2*降低了25.16%，比三聚氰胺阻燃塗料試樣B1*降低了6.5%。茶皂素膨脹阻燃塗料燃燒過程中，其HRR值一直低於未加茶皂素塗料和三聚氰胺阻燃塗料，這說明茶皂素的添加對膨脹阻燃塗料的HRR有抑製作用，使燃燒過程變得緩慢，降低了塗料燃燒的危險性。
所有塗料在燃燒過程中都有2個pk-HRR，阻燃塗料試樣在25～30s幾乎同時達到第一個pk-HRR，隨後複合型茶皂素膨脹阻燃塗料試樣的熱釋放速率都有不同程度的明顯降低，在一定時間內，火焰跳躍不定，基本無法維持持續有焰燃燒。其中複合型茶皂素阻燃塗料試樣A2*、A3*在第一個釋熱峰結束之後，燃燒變為陰燃，熱釋放速率幾乎降至為0，且阻燃塗料A3*試樣的陰燃時間可持續達165s，限製了火勢的增長。這可能是因為茶皂素膨脹阻燃塗料中可揮發性易燃物在高溫下揮發，劇烈燃燒，放出大量的熱。經過第一個pk-HRR燃燒後阻燃塗料表麵膨脹並成炭，產生的膨脹炭層隔絕空氣和熱量，燃燒減緩，降低了材料的降解速度，使HRR曲線發生明顯的下降且無尖銳的曲線峰值，推遲了內部基材的熱解，延長了到達第二個pk-HRR的時間，這些都為火災撲救及人員脫險創造了條件。此後阻燃塗料繼續燃燒，隨著溫度不斷升高，阻燃塗料飾板內部基材及其炭化層也開始慢慢燃燒，可燃物增加，熱釋放速率增加，從而形成了第二個pk-HRR。
複合型茶皂素膨脹阻燃塗料的THR值略高於三聚氰胺阻燃塗料，但與未添加茶皂素阻燃塗料試樣B2*和醇酸清漆試樣B3*相比，茶皂素膨脹阻燃塗料的THR分別降低了27.88%和68.42%。從整個燃燒過程來考察，複合型茶皂素膨脹阻燃塗料的THR值一直低於三聚氰胺阻燃塗料試樣B1*和未加茶皂素阻燃塗料試樣B2*。熱釋放速率的確是火增長的關鍵，減小阻燃塗料試樣的熱釋放速率和熱釋放量，有助於控製火的大小和火焰的蔓延。
含茶皂素膨脹阻燃塗料試樣的m-EHC較未添加茶皂素塗料試樣B2*、三聚氰胺阻燃塗料B1*有明顯的優越性，其中複合型茶皂素膨脹阻燃塗料A3*的m-EHC隻有9.95，比未添加茶皂素配方阻燃塗料降低了33.78%。含茶皂素膨脹型阻燃劑的阻燃塗料試樣在整個熱釋放過程中，有效燃燒熱較未加茶皂素塗料試樣B2*和三聚氰胺阻燃塗料試樣B1*有明顯降低，且複合型茶皂素阻燃塗料A3*試樣在55～215s範圍內的有效燃燒熱很低，平均值隻有1.15MJ/kg。可能是由於茶皂素阻燃劑的加入導致了體係內能量積聚的減緩，且阻燃塗料快速形成膨脹型的保護炭層是極其重要的。燃燒前期，有效燃燒熱曲線波動相對較小，且複合型茶皂素膨脹阻燃塗料曲線波動較為平緩，到燃燒後期，有效燃燒熱曲線波動很大。其原因可能是該階段阻燃塗料基材發生龜裂，造成瞬間質量損失相對較大或熱釋放相對過大。