聚丙烯(PP)具有、易成型加工、耐化學腐蝕性好、綜合力學性能優(yōu)良及等優(yōu)點,被廣泛應用于化工、建筑、家電、包裝、汽車等領域但由于純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,并且需要添加到質量分數(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,制備的復合材料性能往往難以達到實際應用要求因此需對其進行改性。

當復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致材料電阻率降低,絕緣性能變差,甚至絕緣層被擊穿導致漏電,并且存在終引燃電纜材料發(fā)生火災的風險。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。