無機阻燃劑具有穩(wěn)定性高、不易揮發(fā)、煙氣毒性低、成本低等優(yōu)點,越來越受到人們的青睞。但其與合成材料的相容性較差,添加量大,使得材料的力學性能和耐熱性能都有所降低。因此,對無機阻燃劑進行改性,增強其與合成材料的相容性,降低其用量成為無機阻燃劑的發(fā)展趨勢之一。目前,氫氧化鋁( 3 Al(OH) ) 的超細化、納米化是主要研究開發(fā)方向。 3 Al(OH) 的大量添加會降低材料的機械 性能,而通過對 3 Al(OH) 微細化再行填充,反而會起到剛性粒子增塑、增強的 效果,特別是納米級材料。由于阻燃作用的發(fā)揮是由化學反應所支配的,而等量的阻燃劑其粒徑愈小,比表面積就愈大,阻燃效果就愈好。超細化也是從親和性方面考慮的。正是由于氫氧化鋁與聚合物的極性不同,才導致了其阻燃型復合材料物理機械性能下降。而超細納米化的 3 Al(OH) 增強了界面的相互作用,可均勻 地分散在基體樹脂中,更有效地改善了共混料的力學性能。
有些納米材料具有阻止燃燒的功能,將它們作為阻燃劑加入到可燃材料中,利用其特殊的尺寸和結構效應,可以改變可燃材料的燃燒性能,使之成為具有防火性能的材料。利用納米技術可以改變阻燃機理,提高阻燃性能。由于納米粒子的顆粒尺寸很小,比表面積很大,它所表現(xiàn)的表面效應、體積效應、量子尺寸效應及宏觀量子隧道效應等特征,為設計和制備高性能、多功能新材料提供了新的思路和途徑。
無機阻燃劑的種類有很多,其中氫氧化鋁和氫氧化鎂是主力軍,尤其當某些領域內(nèi)提倡無鹵阻燃時,它們就會成為第一選擇。由于無機阻燃劑需要添加的量很大,在某些特殊的情況下會超過高聚物本身的量,因此,勢必對高聚物的物理機械性能產(chǎn)生非常大的影響,這就要求對無機阻燃劑作出處理,即微?;?、表面活化。
微粒化的目的是讓它們在高聚物中分散均勻,在體相中處處起到阻燃作用。實驗證明,要達到同一阻燃標準,微?;蛇m當減少用量。
表面活化就是為了使無機阻燃劑與高聚物之間相容性好,這樣可以減輕由于大量無機阻燃劑加入而使高聚物本身機械強度的下降。