為了抑制共混物粘度增大,提高水合物的脫水溫度,改善阻燃劑材料的機(jī)械強(qiáng)度和降低吸水性,必須采取微粉化、高純化、表面改性化等措施。
1微粉化
氫氧化鋁是典型的極性無機(jī)材料,與有機(jī)聚合物特別是非極性聚烯烴的親和性差,界面結(jié)合力小,導(dǎo)致以其為阻燃劑的復(fù)合材料的加工工藝性和物理機(jī)械性能下降。超細(xì)粒度的氫氧化鋁,由于增強(qiáng)了界面的相互作用,可以更均勻地分散在基體樹脂中,從而能更有效地改善共混料的力學(xué)性能。
2高純化
高純化是指去除氫氧化鋁中的雜質(zhì), 使其中的氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.2%。日本輕金屬(株)推出的高純度氫氧化鋁品級,其氫氧化鋁含量大于99.9%。美國Alcoa公司開發(fā)的氫氧化鋁新品種中也有低堿含量氫氧化鋁,其總氧化鈉含量僅為常規(guī)產(chǎn)品的1/10,作為阻燃絕緣材料(例如阻燃電線電纜護(hù)套)很有發(fā)展前途。 Solem公司的新品種耐熱性氫氧化鋁,其氧化鈉含量低,超微細(xì)化,比表面積大, 電氣性能優(yōu)異,可在290℃下使用。
3表面活性化
采用具有兩性結(jié)構(gòu)的硅烷類或鈦酸酯類偶聯(lián)劑對氫氧化鋁進(jìn)行處理,使其表面有機(jī)化,只要方法得當(dāng),就可以改善阻燃填充劑氫氧化鋁與基體聚合物之間的親和性,提高材料的加工性能和力學(xué)性能,因為界面的粘合狀態(tài)對于材料的物理機(jī)械性能有著重要的影響。由于分散性更好,體系粘度減小,可以高填充,降低制品成本;由于吸水性降低,使電氣性能更優(yōu)良。
3.1硅烷偶聯(lián)處理
作為在物質(zhì)表面改性中應(yīng)用最廣、發(fā)展最快的一種專門技術(shù),硅烷偶聯(lián)處理成效卓著。氧氧化鋁經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑A-174(γ-甲基丙烯酞氧基丙基三甲氧基硅烷)處理后,加到聚酯樹脂中,大大地降低粘度,提高材料的抗彎強(qiáng)度。
3.2鈦酸酯偶聯(lián)處理
鈦酸酯偶聯(lián)劑有單烷氧基型、單烷氧基焦磷酸酯基型、螯合型和配位體型之分。其中的單烷氧基型特別適用于氫氧化鋁體系。應(yīng)用較廣的是三異硬脂?;佀岙惐?。
紅磷是一種阻燃性能優(yōu)良的無機(jī)阻燃劑,阻燃效率高,與其他阻燃劑相比, 達(dá)到相同的阻燃級別所需添加量少, 因而對材料力學(xué)性能影響小。其阻燃機(jī)理是紅磷受熱分解, 形成極強(qiáng)脫水性的偏磷酸, 從而使燃燒的聚合物表面炭化, 炭化層一方面可以減少可燃?xì)怏w的放出, 另一方面還有吸熱作用。另外, 紅磷與氧形成的 PO·自由基進(jìn)入氣相后,可捕捉大量的 H·、HO·自由基。但紅磷本身可燃且吸濕性很強(qiáng),單獨(dú)使用效果不理想, 限制了其在聚合物中的添加量, 然而它卻是很好的阻燃增效劑。
科研人員以聚丙烯( PP) 為基體,氫氧化鎂和紅磷為復(fù)合阻燃劑,通過熔融共混的方法,制備了無鹵阻燃 PP 復(fù)合材料,結(jié)果表明,氫氧化鎂與紅磷復(fù)配可以減少氫氧化鎂的用量,降低其對材料力學(xué)性能的影響;對其阻燃性能的研究表明氫氧化鎂和紅磷二者間存在著明顯的協(xié)同阻燃效應(yīng)。