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。
当复合聚烯烃材料用作绝缘料时,其介电性能是重要的参数之一,而其吸水性则会影响介电性能及长期使用稳定性。当聚合物的单体是亲水性的极性单体,或带有鞍酸盐基团时,吸水性会更强从而导致材料电阻率降低,绝缘性能变差,甚至绝缘层被击穿导致漏电,并且存在终引燃电缆材料发生火灾的风险。大多数电缆材料用聚合物可燃.有的在燃烧时会产生大量的有毒气体和浓烟,对环境造成危害并威胁生命财产安全。因此要控制绝缘材料的吸水量。
矿石法的无机阻燃剂因为是通过粉碎、研磨等方法得到、颗粒大小、表面均匀度都比化学法得到的材料差,大量添加会造成机械性能下降,因此多作为辅助阻燃剂使用,此时就要更多发挥其协效作用。蒙脱石和氢氧化物、含磷化合物等具有协效作用。硅酸盐是一种良好的成炭剂,和多种阻燃剂之间有协效作用。
有机蒙脱土也是一种成炭效果很好的材料,它与各类阻燃剂都有很好的协同作用,加入蒙脱土对于阻燃材料的提高成炭性、减少发烟量等具有很好的效果,目前在阻燃材料中有大量的应用。
为了进一步提高尼龙与蒙脱土在阻燃中的作用,将蒙脱土添到到尼龙中会进一步提高其成炭性能,对此进行多年的研究与开发。实事证明尼龙蒙脱土复合母粒具有非常好的成炭效果,有数据显示,同样是10克添加量的情况,蒙脱土复合母粒、尼龙6和季戊四醇经燃烧后产生的炭渣份数分别是49.7%、31.2%和29.4%,尼龙蒙脱土母粒的炭残留量要比其它两种成炭剂高出约20%左右。
聚合物/蒙脱土纳米复合材料是当今众多无机纳米粒子改性复合材料中有潜力的一类纳米复合材料。由于蒙脱石具有特的层状一维纳米结构特性,形态特性,层间具有可设计的反应性,超大的比表面积(750m2/g)和高达200以上的径/厚比。