隨著人們安全和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),在塑料阻燃領(lǐng)域越來(lái)越重視綠色環(huán)保的無(wú)鹵阻燃體系。常用的工業(yè)化綠色環(huán)保無(wú)鹵阻燃劑主要為氫氧化鎂(MH)和氫氧化鋁(ATH)等金屬水合物。但是該類(lèi)金屬水合物表面極性很強(qiáng),親水疏油,與非極性材料親和性差,直接添加到高聚物中分散性及相容性差,在聚合物基體中難以均勻分散,容易團(tuán)聚,界面難以形成良好的黏結(jié),并且需要添加到質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%以上才能達(dá)到良好的阻燃效果,這就地劣化了阻燃PP的力學(xué)性能。解決該問(wèn)題的主要方法是對(duì)金屬水合物進(jìn)行表面改性,并盡量細(xì)化阻燃劑粒徑,添加界面相容劑等。

經(jīng)過(guò)表面改性的MH和ATH在PP基體中分散均勻顆粒大都以原級(jí)顆粒形式分散于材料中。另一個(gè)行之有效的方法是,在體系中添加蒙脫土(MMT)等阻燃協(xié)效劑,以降低金屬水合物的添加量。MMT是一種納米級(jí)層狀硅酸鹽,添加到聚合物中,能降低燃燒時(shí)的熱釋放速率增加炭層連貫性。聚合物材料中直接添加無(wú)機(jī)MMT時(shí),由于其與聚合物基體相容性較差,制備的復(fù)合材料性能往往難以達(dá)到實(shí)際應(yīng)用要求因此需對(duì)其進(jìn)行改性。

當(dāng)復(fù)合聚烯烴材料用作絕緣料時(shí),其介電性能是重要的參數(shù)之一,而其吸水性則會(huì)影響介電性能及長(zhǎng)期使用穩(wěn)定性。當(dāng)聚合物的單體是親水性的極性單體,或帶有鞍酸鹽基團(tuán)時(shí),吸水性會(huì)更強(qiáng)從而導(dǎo)致材料電阻率降低,絕緣性能變差,甚至絕緣層被擊穿導(dǎo)致漏電,并且存在終引燃電纜材料發(fā)生火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。大多數(shù)電纜材料用聚合物可燃.有的在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的有毒氣體和濃煙,對(duì)環(huán)境造成危害并威脅生命財(cái)產(chǎn)安全。因此要控制絕緣材料的吸水量。

表面改性是指用物理、化學(xué)方法對(duì)粒子表面進(jìn)行處理，有目的地改變粒子表面的物理化學(xué)性質(zhì)，如表面原子層結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)、表面疏水性、電性、化學(xué)吸附和反應(yīng)特性等。這樣各種表面改性劑與顆粒表面化學(xué)反應(yīng)和表面覆處理改變顆粒的表面狀態(tài)，提高表面活性，從而改善或改變粉體的分散性、和高分子材料的相容性等。常用的表面改性劑有脂肪酸及其衍生物，如油酸、硬脂酸等，偶聯(lián)劑，高分子材料等。表面改性的方法有干法和濕法等。干法是粉體在加工過(guò)程中，利用高速混合機(jī)，在粉體表面包裹一層改性劑。濕法表面處理是直接把表面處理劑或分散劑加入無(wú)機(jī)阻燃劑懸浮液中，進(jìn)行表面處理。

礦石法的無(wú)機(jī)阻燃劑因?yàn)槭峭ㄟ^(guò)粉碎、研磨等方法得到、顆粒大小、表面均勻度都比化學(xué)法得到的材料差，大量添加會(huì)造成機(jī)械性能下降，因此多作為輔助阻燃劑使用，此時(shí)就要更多發(fā)揮其協(xié)效作用。蒙脫石和氫氧化物、含磷化合物等具有協(xié)效作用。硅酸鹽是一種良好的成炭劑，和多種阻燃劑之間有協(xié)效作用。
在氫氧化物作為主要阻燃填料的基礎(chǔ)上，可以增加其他阻燃劑提高阻燃性能，如加入紅磷、有機(jī)硅化合物可以大大提高氧指數(shù)。氫氧化物和蒙脫土、滑石類(lèi)礦物復(fù)配，可以提高燃燒時(shí)的成炭性。