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| 淺談阻燃礦物材料的加工技術(shù) |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2015-01-12 09:26:30 瀏覽次數： |
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（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/遠志）為滿(mǎn)足高分子材料及聚合物基復合材料的阻燃和綜合性能的需要，阻燃礦物材料還需經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的深加工，目前已經(jīng)被廣泛采用的加工技術(shù)主要有：超細化技術(shù)、微膠囊化技術(shù)和表面改性技術(shù)。
1 超細化技術(shù)
20世紀80年代，粉體物料的超細化是粉體工程的新技術(shù)中發(fā)展較快的一種技術(shù)。阻燃礦物材料的超細化是將傳統阻燃礦物粉體超細化，采取適宜的手段使顆粒粒徑盡量縮小，甚至達到納米級。許多阻燃劑的阻燃效果與它的粒度大小有很密切的關(guān)系，對于氫氧化鋁、氫氧化鎂、氧化銻等粉體填料型阻燃劑來(lái)說(shuō)，對其進(jìn)行固體顆粒超細化可使其在阻燃聚合物中更均勻的分布，將會(huì )更有效地發(fā)揮阻燃效果。粉體阻燃劑的超細化，已成為當今阻燃材料的特種技術(shù)之一，被國內外廣泛采用。
超細化技術(shù)是指能使被加工粉體經(jīng)物理或化學(xué)方法制得粒徑在10～0.1μm范圍內的超細粉體。但在工業(yè)上稱(chēng)超細粉碎一般指加工d97≤10μm超細粉體的粉碎、分級及相關(guān)技術(shù)。
2 微膠囊化技術(shù)
微膠囊化是指用涂層薄膜或殼材料均質(zhì)敷涂微小的固體微粒、液滴或氣泡。含固體微粒的微膠囊的形狀基本與囊內固體相同，而含液體或氣體的微膠囊形狀一般為球形。這項技術(shù)是一種新穎的工藝，國外始于20世紀70年代初期，80年代后期國內才有少數應用的報道。膠囊化技術(shù)最初起因是由于藥品藥效的緩釋性需求而出現的固體藥粉的包囊設計?，F已用于醫藥、農藥、香料、無(wú)碳復寫(xiě)紙、化工等。
微膠囊內的被包覆物質(zhì)稱(chēng)為芯材料，而膠囊稱(chēng)為殼材料。微膠囊的直徑，通常在1～1000μm之間。殼體膜是由各種高分子化合物制成,如聚酰胺、聚脲、聚酯、纖維素和膠類(lèi)等。殼體膜的厚度因微膠囊化的制法及膜素材而異,一般在1～0.01μm的范圍內。
廣義地說(shuō)，微膠囊具有改善和提高物質(zhì)外觀(guān)及其性質(zhì)的能力。對阻燃礦物材料來(lái)說(shuō)，其實(shí)質(zhì)是在微粒表面上覆蓋一層均質(zhì)且具有一定厚度的薄膜，以此增加填料分散而提高阻燃效能的表面改性方法。
膠囊的作用主要有以下幾點(diǎn)：
（1）控制芯材料的釋放條件，就是控制制造膠囊的條件以調節芯材料的溶解、揮發(fā)、發(fā)色、混合以及反應時(shí)間；
（2）對在不同相間起反應的物質(zhì)可起到隔離作用，以備長(cháng)期保存；
（3）對有毒物質(zhì)可以起到隱蔽作用，避免毒害和污染環(huán)境；
（4）對分散及相容性差的物質(zhì)，可借助殼材料提高其分散性和相容性。
對阻燃礦物材料的微膠囊化來(lái)說(shuō)，選擇的殼材料必須不能與芯材料(阻燃礦物材料)之間發(fā)生化學(xué)反應，其殼材料應具有以下特點(diǎn)：
（1）殼材料能夠耐聚合物加工的高溫和壓力；
（2）當聚合物制品遇火受高熱時(shí)，殼能夠立即熔融破裂，從而釋放出阻燃劑；
（3）殼材料本身可燃性要小，其溶解度參數要與配合的聚合物相匹配。
經(jīng)過(guò)微膠囊化處理的阻燃礦物材料將具備以下幾點(diǎn)作用：
（1）可將液態(tài)的阻燃礦物材料微膠囊化后制成似固體的阻燃劑，直接與聚合物進(jìn)行共混加工；
（2）根據被阻燃基材選擇合適的殼體材料，以便增加阻燃劑與聚合物的相容性，從而減少或消除大量填充的阻燃礦物材料對聚合物制品物性的不良影響；
（3）可以減少液體阻燃劑在聚合物內部的遷移以及由于液體阻燃劑的揮發(fā)性而導致聚合物材料中的阻燃劑量的損失；
（4）能夠減少或避免阻燃劑中的有毒成分在聚合物材料加工過(guò)程中的釋放，減少環(huán)境污染；
（5）可以掩飾某些阻燃劑的刺激性味道并改善其色澤；
（6）可以調整阻燃劑的密度、容積等物性。
此外，微膠囊阻燃劑的大小、殼壁的厚度、強度及阻燃劑的釋放度等物理性質(zhì)均會(huì )影響阻燃劑的阻燃效果。
3 表面改性技術(shù)
表面改性技術(shù)是指用物理、化學(xué)、機械等方法對粉體阻燃劑顆粒的表面進(jìn)行處理，借以改變阻燃劑表面的物理化學(xué)性質(zhì)，滿(mǎn)足聚合物阻燃材料的需要。對粉體阻燃礦物材料進(jìn)行的表面改性主要是依靠表面改性劑在粉體顆粒表面的吸附、反應成鍵、包覆(膜)來(lái)實(shí)現的。包覆(膜)就是微膠囊化技術(shù)，前面已介紹，這里就不再贅述。對阻燃礦物材料進(jìn)行表面改性的目的是改善阻燃劑與聚合物間的相容性和在聚合物基質(zhì)中的分散性，以提高材料的機械性能和阻燃性能，但是表面改性本身并沒(méi)有提高阻燃作用。
作為表面活性劑既要能夠與填料阻燃劑表面產(chǎn)生吸附或反應，又要與聚合物有較強的化學(xué)作用(成鍵)和親和性。因此，從分子結構來(lái)說(shuō)，要求具有與填料表面起作用的官能團，同時(shí)又能與聚合物結合的基團并與之有良好的相容性。對堿性或酸堿兩性的填料，則能在填料表面成鍵的最普通官能團是酸或堿源；對金屬氫氧化物，特別是硅類(lèi)填料，宜選用硅烷類(lèi)；有機鈦酸鹽和其相關(guān)化合物也常被用來(lái)處理各種各樣的填料。
表面改性劑的種類(lèi)有很多，至今尚未有統一的分類(lèi)方法，常用的改性劑有偶聯(lián)劑、表面活性劑、不飽和有機酸、有機硅化合物、低聚物等。
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