低密度聚乙烯粒料、蒙脱土、复合型交联剂在密炼机中进行密炼,由于复合交联剂均为液体,密炼机转子匀速搅拌混合,借助分子间作用力,交联剂在聚乙烯与蒙脱土之间的粘着作用,液态交联剂会很快的非常均匀地薄薄地涂覆在每一粒聚乙烯表面,纳米蒙脱土也借助液体交联剂均匀地被研磨粘附在聚乙烯颗粒表面。很快聚乙烯颗粒和蒙脱土在运动中因粒子间相互碰撞及物料与锅壁以及搅拌转子的运动摩擦和密炼机外部加热而迅速升温到 108 ~115C熔点熔融后,将抗氧剂等加工助剂按比例加入密炼机中进行短时低速搅拌,将所有的树脂、助剂实现理想熔融共混。
聚丙烯(PP)具有、易成型加工、耐化学腐蚀性好、综合力学性能优良及等优点,被广泛应用于化工、建筑、家电、包装、汽车等领域但由于纯PP树脂极限氧指数(LOI)低只有17%左右,本身易燃,燃烧时发热量大,燃烧速度快,并易产生熔滴,从而限制了其应用,因此对其阻燃化研究就显得尤为重要。
随着人们安全和环保意识的增强,在塑料阻燃领域越来越重视绿色环保的无卤阻燃体系。常用的工业化绿色环保无卤阻燃剂主要为氢氧化镁(MH)和氢氧化铝(ATH)等金属水合物。但是该类金属水合物表面极性很强,亲水疏油,与非极性材料亲和性差,直接添加到高聚物中分散性及相容性差,在聚合物基体中难以均匀分散,容易团聚,界面难以形成良好的黏结,并且需要添加到质量分数50%以上才能达到良好的阻燃效果,这就地劣化了阻燃PP的力学性能。解决该问题的主要方法是对金属水合物进行表面改性,并尽量细化阻燃剂粒径,添加界面相容剂等。
MMT本身具有无机物的刚性、热稳定性、尺寸稳定性等优点,有机改性的MMT(O-MMT)则能同时改善材料的阻燃性能力学性能及热稳定性能,且材料的阻隔性能及耐候性、耐油性均有所提高%3。将常规阻燃剂与纳米有机蒙脱土(O-MMT)和聚合物组成三元纳米复合材料,发现仅将少量纳米层状MMT加人到聚合物中即可降低聚合物的可燃性。研究还表明,使用了界面相容剂的O-MMT协局MH阻燃PP体系,其力学性能、阻燃性和耐热性都有了显著提高!
蒙脱土又名胶岭石、微晶高岭石,是一种硅酸盐的天然矿物质粘土,为膨润土矿的主要成分。蒙脱土具有层状结构,层间有可交换的阳离子如Na+等,通过离子交换反应,插层剂有机阳离子能嵌入蒙脱土片层问,使层间距离增大,并使蒙脱土由亲水性转变为亲油性,在剪切力作用下熔融聚合物插入蒙脱土层间使其剥离成纳米厚的片层分散到聚合物基体中,可以降低热释放速率,而且成炭性好,同时和其他阻燃剂有协同作用。
在高分子材料中,填料是用量大的添加剂,几乎所有的高分子材料,如塑料(包括热塑性和热固性塑料)、橡胶和涂料中都使用大量填料。填料的种类很多,金属粉末可用作导电填料,木粉、淀粉等植物性粉末也可用作填料,但使用的多的还是矿物性填料。