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聚合物/纳米复合材料具有独特的阻燃性能,与传统阻燃材料相比具有添加量小、无卤、对基体材料性能影响小等特点,因此高阻燃性能的聚合物/纳米复合材料的开发和相关理论研究受到广泛关注,但是目前对于聚合物/凹凸棒土复合材料的阻燃性能的研究却报道甚少。本论文研究了凹凸棒土对聚丙烯/膨胀型阻燃剂复合材料阻燃性能的影响及其协同阻燃机理。
应用熔融共混法制备了PP/ATP与PP/IFR(APP与PEK)复合阻燃材料和PP/IFR/ATP复合阻燃材料。通过测试复合材料的LOI和UL-94,发现ATP与IFR复配后复合材料的阻燃性能相对与PP/ATP与PP/IFR复合材料有明显的提高,ATP/IFR之间产生了协同阻燃效应,由于受热时,IFR与ATP之间形成了铝镁磷酸盐。并当复配阻燃剂中ATP含量为2％时,复合材料的综合性能最佳。为了提高PP/IFR/ATP复合材料的力学性能,采用硅烷偶联剂对ATP表面处理。由红外光谱图和力学性能结果分别发现,KH550被成功地接枝ATP上,经表面处理的ATP对PP/IFR/ATP提高了复合材料的力学性能,因为经过偶联剂表面处理后,ATP与基体之间的界面结合良好。为了进一步提高PP/IFR/ATP复合材料的阻燃性能,分别以三聚氰胺-甲醛树脂(MF)和尿素-三聚氰胺-甲醛树脂(UMF)为囊材,应用微胶囊化技术,得到了核-壳结构APP(MCAPP),将其与PER/ATP配合,通过熔融共混法制备了PP/改性膨胀型阻燃剂/ATP复合材料,发现PP/改性膨胀型阻燃剂/ATP复合材料的阻燃性能有明显的提高。这主要是PP/MCAPP/PER/ATP复合材料在燃烧过程中,可形成有效的残碳层覆盖在材料表面,阻止材料的进一步燃烧。通过SEM和TEM对复合材料微观结构的观察发现,少量ATP能够均匀分散在PP基体中。