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。

加入了O-MMT的材料吸水率雖然大于未添加O-MMT的材料,但是吸水率增加并不明顯,并且O-MMT添加量為35和7 phr的樣品吸水率并沒有明顯差別。這是由于雖然MMT的層間結(jié)構(gòu)松散,水分子或其他有機分子可以進人層間,造成MMT具有吸濕性,但是因為MMT片層表面存在釋基,這些輕基可以和POE-g-MAH、EVM等分子鏈上的親水基團通過氫鍵作用形成物理交聯(lián),又降低了體系的總吸水率,而且MMT本身濕容量低,所以材料吸水率并沒有隨著MMT的增加而明顯增加。同時,體系中的MH、MMT都經(jīng)氨基硅烷包覆處理,大大降低了其本身的吸水性。

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。

聚合物/蒙脫土納米復合材料是當今眾多無機納米粒子改性復合材料中有潛力的一類納米復合材料。由于蒙脫石具有特的層狀一維納米結(jié)構(gòu)特性，形態(tài)特性，層間具有可設計的反應性，超大的比表面積（750m2/g）和高達200以上的徑/厚比。
這種納米結(jié)構(gòu)和形態(tài)特性不同于其他二維、三維無機納米粒子，從而賦予聚合物/蒙脫石復合材料以一些的機械性能，熱性能，功能性能和其他的物理性能。已有的實踐結(jié)果表明聚合物/蒙脫石納米復合材料，機械性能明顯提高，例如拉伸強度，彎曲強度提高20-50%，模量提高1-2倍；摩擦系數(shù)，耐磨性提高1倍。熱變形溫度，結(jié)晶聚合物（如PA）提高80-90℃，非結(jié)晶聚合物提高10-30℃；熱膨脹系數(shù)減少約40%，材料的吸濕速度降低50%，尺寸穩(wěn)定性提高提高2-5倍；水蒸氣、O2、CO2紫外光透過率降低到1/2至1/5；熱釋放速度明顯延緩，阻燃性顯著提高，熔融流動性增加，成型收縮率降低，加工性能改善；復合材料的比重與單一聚合物相近，比常規(guī)無機填料改性的聚合物比重降低20-30%。材料的透光性也有不同程度的提高。因此聚合物/蒙脫石納米復合材料成為新一代高阻隔性包裝材料，高強度輕量化工程材料，高阻燃絕緣電器材料和抗疲勞彈性體材料。