1 阻燃礦物材料的技術(shù)發(fā)展趨勢
    在環(huán)境保護意識深入人心的今天，鹵系阻燃材料因燃燒時(shí)釋放出有毒的氣體和煙霧，造成二次災害，人們逐漸傾向于無(wú)機阻燃劑的開(kāi)發(fā)和應用。然而，阻燃礦物材料在應用時(shí)添加量較大，造成制品的力學(xué)性能和加工性能下降。因此，在阻燃領(lǐng)域內，開(kāi)發(fā)高效、低煙、無(wú)毒、無(wú)公害、性能良好的阻燃劑是人們長(cháng)期的奮斗目標，超細化、活性化、復合化成為阻燃礦物材料的技術(shù)發(fā)展趨勢。
    阻燃礦物材料超細化的目的是增加阻燃添加劑與聚合物基體兩者之間的接觸面積，以增強添加劑與聚合物界面的相互作用和親和性，改善無(wú)機物和聚合物基體的相容性；如果無(wú)機阻燃劑粉體的粒徑達到納米級，由于納米微粒本身所具有的量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應等特殊性能，上述的增強效應更加顯著(zhù)。這樣就能夠促使阻燃礦物材料更均勻地分散在聚合物基體中，在聚合物連續相中起到理想的阻燃作用，以增加阻燃高聚物的阻燃性能，或者在保持原有阻燃性能前提下，降低阻燃劑的使用量。如此，不但可以改善或者消除阻燃礦物材料原有的缺陷，而且可以充分利用阻燃礦物材料對環(huán)境無(wú)污染或者污染較少的優(yōu)勢。這是阻燃礦物材料超細化的一個(gè)發(fā)展趨勢。
    阻燃礦物材料超細化的另一個(gè)趨勢就是朝著(zhù)高長(cháng)徑比的超細化方向發(fā)展。比如，云母用作聚合物的阻燃劑時(shí)，在聚苯乙烯醚樹(shù)脂、聚苯乙烯樹(shù)脂、玻璃纖維和有機磷化合物組成的混合物中加入云母(云母的加入量為樹(shù)脂總質(zhì)量的1％～5％)，該阻燃體系的阻燃級別可達到UL 94 V-0級。
    另外，阻燃礦物材料的超細化還需要進(jìn)一步進(jìn)行表面改性處理，這也是阻燃礦物材料加工技術(shù)的發(fā)展趨勢之一。隨著(zhù)顆粒粒徑的進(jìn)一步減小，當達到微米級和納米級時(shí)，表面積急劇增加，粉體越細，其表面能越大，表面吸附能越大，結果在超細顆粒之間產(chǎn)生強烈的吸引力，造成超細顆粒具有強烈的團聚傾向，極易形成二次聚集體、三次聚集體。其結果不僅縮短超細粉體的存放時(shí)間，而且在添加到聚合物中時(shí)，往往沒(méi)有分散開(kāi)就相互吸引團聚形成巨大的粒子基團，其原有的表面效應、小尺寸效應、量子效應等隨之喪失，失去超細粉體的功效。這是超細微粉體添加型聚合物最為薄弱的環(huán)節。而對其進(jìn)行表面改性處理是為了改善阻燃劑與高聚物之間的相容性，減輕由于添加大量阻燃劑造成的高聚物機械性能的下降。降低超細顆粒的聚集傾向，增加超細顆粒的穩定性，延長(cháng)其存放時(shí)間，簡(jiǎn)化添加過(guò)程來(lái)改善在基體中的分散性。而這對納米礦物阻燃劑粉體來(lái)說(shuō)，由于納米礦物阻燃劑的粒徑已經(jīng)超細，經(jīng)表面處理后就會(huì )具有更大的表面活性，當燃燒時(shí)其熱分解速度也會(huì )更迅速，吸熱能力更強。同時(shí)，當阻燃材料燃燒時(shí)，超細的納米材料顆粒能覆蓋在材料表面并生成一層均勻的焦炭層，此炭層起到絕熱、隔氧、抑煙和防熔滴的作用，從而起到更加良好的阻燃效果。
    另外，在不同超細粉體的生產(chǎn)過(guò)程中，有些是經(jīng)粉碎、分級的單一過(guò)程完成的，有些要經(jīng)過(guò)有水參與的過(guò)程。為避免生產(chǎn)過(guò)程中超細顆粒聚集現象的發(fā)生，需要采取必要的措施實(shí)現這一目的。一個(gè)理想的方法是選用在超細粉體的生產(chǎn)過(guò)程中，邊生產(chǎn)超細顆粒邊進(jìn)行超細顆粒的表面處理的生產(chǎn)工藝。
    目前，多功能阻燃劑的開(kāi)發(fā)成為重點(diǎn)。阻燃劑的發(fā)展方向是將現有的較好的阻燃劑進(jìn)行復配，以求較低的成本、良好的阻燃和抑煙效果，甚至具有某些特殊功能。其最基本的要求是不損害被阻燃物的原有性能，如對高聚物不降低其力學(xué)性能、電學(xué)性能等；對纖維制品不影響其耐用性、手感等。同時(shí)要求阻燃劑具有一些特定的功能，例如同時(shí)具有抗靜電功能的阻燃劑，具有耐熱、耐輻射功能的阻燃材料等。常見(jiàn)的多功能阻燃劑體系有：銻-鹵體系、磷-鹵體系和磷-氮體系等。也就是說(shuō)，超細化技術(shù)的實(shí)施，還可以把Al(OH)₃、Mg(OH)₂、MgCO₃等無(wú)機阻燃礦物材料作為有機阻燃劑的載體，包括含鹵阻燃劑等超優(yōu)化組合配比，并進(jìn)一步包裹在微膠囊中，即可得到多功能阻燃材料。由此可知，如果阻燃礦物材料的超細化、微膠囊化和表面改性處理這三種技術(shù)在同一工藝過(guò)程或體系中完成，將成為未來(lái)多功能阻燃劑加工技術(shù)的主要發(fā)展趨勢。
    2 阻燃礦物材料的應用發(fā)展趨勢
    從國際上總的發(fā)展趨向看，對阻燃產(chǎn)品的性能要求越來(lái)越嚴格，越來(lái)越全面。
    首先，要求阻燃劑本身無(wú)毒。
    其次，要求有復合功能的阻燃產(chǎn)品，既要不損害阻燃物的原有性能，還要具有某些特定的使用功能，如抗靜電功能、屏蔽功能、導電性及耐熱、耐輻射等。
    第三，要綜合平衡阻燃體系各組分的物理的、化學(xué)的、阻燃作用的，實(shí)際使用狀態(tài)下的多方而的性能。
    第四，必須用精確的表征各項性能的分析測試方法有效地評價(jià)阻燃特性，以便獲得最優(yōu)化的配制方法。
    因此，以礦物材料為基礎的阻燃劑成為阻燃劑領(lǐng)域中備受關(guān)注和極具發(fā)展前景的系列品種。而在各礦物系列中，由于三水氧化鋁有利的成本結構，它肯定會(huì )保持其顯著(zhù)的優(yōu)勢，還可以預見(jiàn)，隨著(zhù)價(jià)格更切合實(shí)際的產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)，象水鎂礦這樣產(chǎn)品的用途，尤其是在熱塑塑料方面，也會(huì )增大。
    目前全球氫氧化鋁占無(wú)機阻燃劑消費量的80％以上，我國有多家企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)，廣泛應用于各種塑料、涂料、聚氨酯彈性體和橡膠制品中。氫氧化鎂比氫氧化鋁性能更優(yōu)越，可廣泛用于聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、高抗沖擊聚苯乙烯和ABS等塑料、橡膠行業(yè)。
    總的來(lái)說(shuō)，在使用以礦物材料為基礎的阻燃劑方面，持續增長(cháng)的前景看好。