用氢氧化镁作阻燃剂制备阻燃PP的方法

聚丙烯（PP）以其密度小、力学性能好、耐化学腐蚀、易加工、耐热变形温度高、价格低廉等突出优点，在许多行业得到了广泛的应用。阻燃PP已成为使用阻燃剂量最大、增长最快的高聚物阻燃材料。氢氧化镁［Mg(OH)2］作为一种无卤阻燃剂，除能阻燃外还有消烟性能，而且脱水温度高，比较适于加工温度较高的PP等高聚物阻燃改性，在降低对环境的危害和材料安全处理方面更能满足有关法规的要求，同时也使阻燃塑料更易于再生利用。特别是Mg(OH)2原料来源丰富，价格低廉，用它作为PP的阻燃剂有较高的经济效益，所以近年全国各地对用Mg(OH)2阻燃PP十分重视。
    然而目前多数企业在用Mg(OH)2阻燃PP时，由于Mg(OH)2用量不足，需添加其他阻燃剂，致使配方成本居高不下。为此，笔者谈一下在用Mg(OH)2作PP阻燃剂时应注意的一些事项。用Mg(OH)2阻燃PP时，为使材料达到ＵＬ94Ｖ-０阻燃级（3.2ｍｍ试样），用量应≥60%，不过，如用Mg(OH)2抑烟，则用量可低一些，含40%Mg(OH)2的PP的烟密度仅为未阻燃PP的约1/3。当PP中Mg(OH)2含量达65时，其机械性能，特别是抗冲强度和伸长率均显著劣化。为了使Mg(OH)2阻燃PP材料的力学性能不至下降很多，应选择粒径微细、粒径分布窄而均匀的Mg(OH)2作原料，并进行双偶联表面处理，以改善物料的流变性能，促进混炼加工时通过Mg(OH)2／PP表面导热而避免形成局部热点，并提高Mg(OH)2与PP的相容性，使其能在聚合物中较均匀地分散。 
    采用这种经处理的Mg(OH)2阻燃PP时，在对PP作增韧改性后，即使高Mg(OH)2含量的阻燃PP也可获得良好的加工性能及物理机械性能。为使Mg(OH)2在PP中均匀分散，可用布斯捏合机（ＢｕｓｓＫｅｎａｄｅｒ），或德国产双螺杆混炼挤出机，或往复式单螺杆混炼挤出机来进行混炼，并采用合理的加料混合混炼方式。例如，可将全部PP及增韧剂与所需量60%的Mg(OH)2第一次加入混合混炼机中先混合混炼数分钟后，再第二次加入余下的Mg(OH)2。 
    在加料时应注意加料要均匀，计量要准确。若采用密炼机混炼，对Mg(OH)2除采用两次加入法外，还要准确计量装料率在87%～93%范围内较好。当装料率较少时，混炼效果差，当装料率＞95%时，易造成Mg(OH)2凝集结团，难以分散均匀。混炼不均匀不仅使阻燃性能降低，而且拉伸强度和断裂伸长率都降低，制品外观也较差。总之，采用对PP良好的增韧改性，用经特殊表面处理并对粒径及粒度分布控制的Mg(OH)2，采用适宜的混炼机械及两次加料方法，可使Mg(OH)2在PP中分散均匀。这种阻燃PP可兼具很多应用领域所需材料的机械性能及阻燃性能，还具有抑烟、低毒、无卤、不用Ｓｂ2Ｏ３，环境友好，配方成本低的特点，有较高的经济效益和社会效益。