聚丙烯(PP)具有、易成型加工、耐化學(xué)腐蝕性好、綜合力學(xué)性能優(yōu)良及等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于化工、建筑、家電、包裝、汽車等領(lǐng)域但由于純PP樹脂極限氧指數(shù)(LOI)低只有17%左右,本身易燃,燃燒時發(fā)熱量大,燃燒速度快,并易產(chǎn)生熔滴,從而限制了其應(yīng)用,因此對其阻燃化研究就顯得尤為重要。

隨著人們安全和環(huán)保意識的增強,在塑料阻燃領(lǐng)域越來越重視綠色環(huán)保的無鹵阻燃體系。常用的工業(yè)化綠色環(huán)保無鹵阻燃劑主要為氫氧化鎂(MH)和氫氧化鋁(ATH)等金屬水合物。但是該類金屬水合物表面極性很強,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。解決該問題的主要方法是對金屬水合物進行表面改性,并盡量細化阻燃劑粒徑,添加界面相容劑等。

經(jīng)過表面改性的MH和ATH在PP基體中分散均勻顆粒大都以原級顆粒形式分散于材料中。另一個行之有效的方法是,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是一種納米級層狀硅酸鹽,添加到聚合物中,能降低燃燒時的熱釋放速率增加炭層連貫性。聚合物材料中直接添加無機MMT時,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到實際應(yīng)用要求因此需對其進行改性。

當(dāng)復(fù)合聚烯烴材料用作絕緣料時,其介電性能是重要的參數(shù)之一,而其吸水性則會影響介電性能及長期使用穩(wěn)定性。當(dāng)聚合物的單體是親水性的極性單體,或帶有鞍酸鹽基團時,吸水性會更強從而導(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。大多數(shù)電纜材料用聚合物可燃.有的在燃燒時會產(chǎn)生大量的有毒氣體和濃煙,對環(huán)境造成危害并威脅生命財產(chǎn)安全。因此要控制絕緣材料的吸水量。

礦石法的無機阻燃劑因為是通過粉碎、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，大量添加會造成機械性能下降，因此多作為輔助阻燃劑使用，此時就要更多發(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、滑石類礦物復(fù)配，可以提高燃燒時的成炭性。
填料的加入不僅可以降低成本，而且可以改善制品力學(xué)性能、加工性能或其他性能。電纜中使用的填料大多數(shù)為礦物性填料，其中數(shù)量大的就是碳酸鈣，這幾乎是聚氯乙烯電纜料中的成分之一。隨著人們安全意識的提高，對電纜阻燃要求也就越來越高，但碳酸鈣不阻燃，所以人們也就需要研究更多的具有阻燃型的填料。
成炭劑在聚合物阻燃中有重要的作用，常用的成炭劑，如季戊四醇等，與聚合物相容不好、加工溫度低、影響材料性能，且多元醇易水解，加入后增加了材料的吸水性，由于多元醇存在上述問題，限制了阻燃材料的應(yīng)用，因此開發(fā)新型成炭劑成為阻燃材料一個十分重要的領(lǐng)域。
為了進一步提高尼龍與蒙脫土在阻燃中的作用，將蒙脫土添到到尼龍中會進一步提高其成炭性能，對此進行多年的研究與開發(fā)。實事證明尼龍蒙脫土復(fù)合母粒具有非常好的成炭效果，有數(shù)據(jù)顯示，同樣是10克添加量的情況，蒙脫土復(fù)合母粒、尼龍6和季戊四醇經(jīng)燃燒后產(chǎn)生的炭渣份數(shù)分別是49.7%、31.2%和29.4%，尼龍蒙脫土母粒的炭殘留量要比其它兩種成炭劑高出約20%左右。