水镁石的主要成分是氢氧化镁,是自然界含镁最高的矿物。氢氧化镁和氢氧化铝等无机粉体用作聚合物材料的阻燃剂,兼具填充、阻燃、抑烟、环保、无二次危害等优点,越来越被广泛运用。但是,氢氧化镁等阻燃剂的阻燃效率比较低 ,同时,未经适当表面处理的氢氧化镁粉体表面呈 “亲水疏油” 的极性状态,与聚合物基体的相容性很差,高比例填充氢氧化镁必然造成聚合物材料的力学性能的恶化。为解决此问题,研究者们主要通过将氢氧化镁粉超细化、使用适当的表面活性剂改性以及与其它阻燃剂进行协同阻燃等方法来解决。
通过使用硅烷偶联剂对超细水镁石进行表面改性试验以及将改性前后的水镁石添加到聚丙烯(polypropylene,PP) 中,以研究硅烷偶联剂改性水镁石的工艺及效果。得出相关研究结论如下:
(1) 使用硅烷偶联剂 A174和FR693分别对水镁石粉进行表面改性可以提高其在干燥状态下的分散性、表面疏水性以及在PP中的分散性。硅烷偶联剂对水镁石粉进行表面改性的最佳工艺条件为:A174和FR693的用量分别为水镁石质量的1.5%和1.0%,改性温度为80℃。
(2) 使用硅烷偶联剂A174和FR693分别对水镁石粉进行表面处理可以提高 PP/水镁石复合材料的缺口冲击强度和弯曲模量。使用硅烷FR693可以使材料的拉伸强度提高1MPa ,不能提高材料的断裂伸长率。使用硅烷A174改性不能提高复合材料的拉伸性能。使用2种硅烷偶联剂改性都可以提高PP/水镁石复合材料的阻燃性能。