阻燃塗料飾板有效燃燒熱曲線茶皂素膨脹阻燃塗料的質量損失特性。含複合型茶皂素膨脹型阻燃劑的阻燃塗料試樣A1*和A3*的m-MLR較未添加茶皂素塗料試樣B2*、三聚氰胺阻燃塗料試樣B1*略高，但複合型茶皂素膨脹阻燃塗料A2*的質量損失速率比其他配方塗料都小，為0.04053（g·s-1）。茶皂素膨脹阻燃塗料的質量損失相對較慢，複合型茶皂素膨脹阻燃塗料試樣A1*的質量殘留率一直高於其他塗料，600s時為57.91%，高於三聚氰胺阻燃塗料試樣B1*的53.37%和未加茶皂素塗料試樣B2*的53.59%，遠高於醇酸清漆的26.59%。燃燒結束後，複合型茶皂素膨脹阻燃塗料試樣A1*的質量殘留率仍最高，為33.41%，而複合型茶皂素膨脹阻燃塗料試樣A2*和A3*的質量保留率也較高，分別為28.17%和28.61%。
阻燃塗料飾板質量殘留率曲線分析可知，複合型茶皂素膨脹阻燃塗料的多項阻燃性能指標都明顯優越於三聚氰胺阻燃塗料和未添加茶皂素阻燃塗料，說明茶皂素的加入對膨脹阻燃塗料的阻燃性能起到了明顯的效果，茶皂素作為膨脹阻燃塗料的發泡劑，具有良好的發泡膨脹性能，對膨脹阻燃塗料的阻燃性能具有協同作用。
4.3.2.3阻燃塗料熱性能分析
由TS-IFRC熱重分析曲線可以看出，茶皂素膨脹阻燃塗料的熱降解過程大致可分為三個階段：在176.6~276.2℃範圍內為輕微質量損失階段，累計失重率為10.44%，這一階段阻燃劑體係發生初步熱分解反應，聚磷酸銨脫氨或發泡劑脫水生成不燃性氣體H2O和NH3。在276.2~391.5℃範圍為嚴重失重階段，失重率為31.56%，該階段茶皂素、季戊四醇和醇酸樹脂在催化作用下發生劇烈熱解反應，產生大量氣體，生成大量膨脹的炭層，阻礙塗料的分解。熱降解的第三階段降解溫度範圍高達391.5~599.8℃，失重率為13.31%，該階段可能與膨脹炭層開始降解，生成磷酸、聚磷酸、偏磷酸、聚偏磷酸有關。此外，由圖4-7可以看出，CTS-IFRC的熱降解過程與MEL-IFRC基本一致，但TS-IFRC的質量損失速率低於MEL-IFRC，且降解過程的殘留質量明顯高於MEL-IFRC，最終殘炭率高達38.99%，遠高於MEL-IFRC的31.07%和醇酸樹脂的11.13%，表明茶皂素與其他組分構成阻燃劑體係，具有良好的協同阻燃效果，能有效降低阻燃塗料的熱降解速率，提高塗料的殘炭率和熱穩定性。
注：［1］為15∶7∶3複合型茶皂素膨脹阻燃塗料；［2］為15∶4∶1複合型茶皂素膨脹阻燃塗料；
［3］為三聚氰胺阻燃塗料；［4］為醇酸樹脂塗料。由DSC曲線可知，CTS-IFRC阻燃塗料體係在189.3℃、245.3℃、299.7℃、322.8℃處有小的連續吸熱峰，為阻燃塗料的初步分解吸收熱量，當體係分解炭化放出大量的熱，在349.4℃處有一個尖銳放熱峰，在443.8℃有一個寬的放熱峰，在587.3℃處有一個吸熱峰，可能解釋為高溫下殘炭升華發生了相變化。但是在253.2℃處的吸熱峰和349.4℃處的放熱峰向低溫偏移，這有利於低溫吸熱形成膨脹炭層。此外，在整個熱分解過程中，阻燃塗料的熱吸收和熱釋放量都明顯大於醇酸樹脂清漆，但TS-IFRC的熱吸收量和熱釋放量均明顯小於MEL-IFRC，這說明TS-IFRC對外界的熱需求和熱貢獻較少，有利於減緩熱解過程，對阻燃塗料的阻燃性至關重要。
4.3.2.4阻燃塗料炭層電鏡分析
複合型茶皂素膨脹型阻燃塗料膨脹炭層不同倍數下的掃描電鏡照片。在高溫作用下，阻燃塗料試樣表麵形成發達的膨脹炭層，炭層表麵附著很多膨脹氣泡，且膨脹炭層結構致密、均勻，有利於降低膨脹炭層與基材之間的導熱係數，提高膨脹炭層隔絕氣流和熱流的能力，能有效阻礙空氣和熱流對基材的侵蝕。形成發達膨脹炭層可能的解釋為，茶皂素在熱降解過程，由於其分子結構中為富含糖苷鍵，首先發生脫水反應，形成大量水汽，同時阻燃劑體係中的聚磷酸銨發生脫氨反應，生成大量氨氣，兩者產生協同作用，促進塗層形成膨脹層，而茶皂素本身富含碳源，可與季戊四醇共同發揮作用，強化炭層質量，防止膨脹炭層被氣流和熱流破壞而降低阻燃效果。