现今随着高分子材料科学的不断发展,无机阻燃剂已经被应用非常广泛了,主要无机品种有如下:氢氧化铝Al(OH)3、氢氧化镁Mg(OH)2、红磷、氧化锑、氧化钼、氧化锆、钼酸***、硼酸锌等产品作为填料,其中以氢氧化铝、氢氧化镁、红磷、氧化锑使用较广泛。现就这类无机阻燃剂的表面改性作如下研究说明: 相对而言,如果粒径足够细,也就是目前很大,这些氧化锑、硼酸锌、红磷等与聚合物的混溶性就容易多了。而氢氧化铝和氢氧化镁由于其分子的极性较大及分子间氢键的影响,极易团聚(具体处理方法详见以前的文章,关于处理氢氧化铝团聚问题的方法),从而影响它与聚合物的混溶性,进一步影响其力学性能,因此要对它们进行表面处理。 氢氧化铝的表面处理氢氧化铝常用的处理剂主要是偶联剂硅烷和钛酸酯类(如果是钛酸酯用了后的对团聚结块的处理就不能再用水洗的工艺)。硅烷偶联剂中以乙烯基硅烷的处理效果较好,单烷基钛酸酯对粗粒Al(OH)3的偶联效果不如对细粒Al(OH)3偶联效果好。钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂并用可以产生协同作用。另外,烷基乙烯酮、丙烯酸、异氰酸酯和含磷钛酸盐也可作为Al(OH)3表面处理剂。对Al(OH)3进行表面处理的实验方法如下:称取一定量的Al(OH)3,然后按与Al(OH)31∶1的比例称取一定量的稀释剂,稀释剂的种类可以按着所选择的偶联剂的种类来确定,例如,硅烷偶联剂可以选择乙醇作稀释剂;钛酸酯偶联剂可以选石油醚等,还可以选取甲苯、二甲苯等芳香烃作稀释剂。再加入所处理的Al(OH)3量的30%~50%的偶联剂,升温至70~90℃,并进行快速搅拌,时间为1h左右,然后将处理液进行过滤,干燥后研磨,即得到表面处理的Al(OH)3。 而 Mg(OH)2的表面处理Mg(OH)2的表面处理同Al(OH)3一样,可以采用偶联剂进行处理,还可以用表面活性剂如硬脂酸钠、硅酸钠、十二烷基磺酸钠、油酸钠等进行处理。表面活性剂的加入量是所处理Mg(OH)2量的2%~10%,处理步骤同Al(OH)3。 经过分析经表面处理后的阻燃剂和未经处理的阻燃剂与树脂进行混溶性实验,发现经表面处理后的阻燃剂与树脂的混溶性大大改善。这一切都有利于填充物力学性能的提高。据研究,硅烷偶联剂处理阻燃剂主要有三方面的效果。提高与聚合物之间的润湿性能;增强与聚合物的粘结性;形成特殊的界面层,有缓和聚合物和阻燃剂之间的残余应力的作用。另外,无机阻燃剂进行表面处理后填充物的氧指数变化不大。 现今的阻燃体系中,无机阻燃剂的消耗量越来越大,其表面处理的研究则显得尤为重要。因此,硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂对无机阻燃剂填料改性是相当的重要。


