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  纳米级氢氧化镁阻燃材料的阻燃性、发烟量与基材的相容性等性能要优于微米级的氢氧化镁阻燃材料的相应性能。在一定剂量下,纳米级氢氧化镁阻燃体可以达到UL94标准的V-0级。金属氢氧化物本身优势明显,关键是添加量要比较大,通常在60%以上,而高填充量对阻燃材料的物理机械性能影响较大,而纳米技术正好能很好地解决阻燃剂和基体间的分散性和相容性的问题,两种技术的结合大大提升了氢氧化镁阻燃剂的应用和阻燃后材料的阻燃性能。纳米氢氧化镁阻燃材料具有无卤、低烟、无毒、无滴落、耐酸、稳定性好、分解温度高、不腐蚀设备等多种优异性能,具有广阔的应用前景。

  3.3 纳米碳酸钙类复合材料

  用锡酸锌包覆纳米碳酸钙粉体并应用到聚氯乙烯(PVC)中,得到40~60 nm的产品粒径,减少了增塑剂在PVC中的用量,提高了产品的加工性能,再加上硬质PVC本身的高含氯量和高阻燃性,极限氧指数(LOI)可以达到45%,获得了优良的阻燃复合材料。经过甲基丙烯酸处理的纳米碳酸钙/聚苯乙烯(PS)原位复合材料粒径也在

  100 nm以内,也具有较好的阻燃性能。此外也可以应用脂肪酸、钛酸酯偶联剂以及纳米碳酸钙经过表面处理得到聚丙烯/纳米碳酸钙复合材料,经过实验和应用,都在保持较好阻燃性能的基础上,材料的力学性能方面得到了很大的改善,材料的抗冲击强度也有所提高。

  3.4 纳米级氧化锑阻燃材料

  纳米级氧化锑阻燃PVC材料的阻燃性能高,发烟量低,其性能优于传统的PVC材料的相应性能,而且适合用于纺织品中。纳米级氧化锑颗用量少, 而且不会阻塞机器的喷丝孔, 使得纺织品能够阻燃。另外,纳米级的氧化锑材料的比表面积很大,对一些纺织品的渗透性能好,具有很强的粘附力,由此形成的纺织材料还具有很好的耐洗牢度,不易褪色。纳米氧化锑具有成本低,平均粒度小,在聚酯材料中分散均匀,相容性好等优点。

  3.5 EVA/二氧化硅纳米复合材料

  纳米二氧化硅改性的聚合物已经获得了广泛的应用,原因是经过纳米化和改性,所获得的纳米复合材料具有质轻、高强度、高韧性等多种优点。EVA类纳米复合材料中纳米填充层在内层聚合物外面形成一层隔离层,从而强化了炭化过程,材料降解过程延长,用锥形量热计测量出的热释放速率峰值极低,阻燃性能较传统阻燃材料有大幅提高。在力学性能方面,研究表明,EVA/二氧化硅复合材料中的体积填充分数为4%时,复合材料的拉伸强度最高,约为基体的两倍,这也充分显现出了纳米技术在提升复合材料的物理机械性能方面的重要作用。

  4、纳米阻燃材料制备工艺进展

  纳米材料的制备方法主要有以下几种。

  ①溶胶―凝胶法。溶胶―凝胶法是制备纳米材料比较普遍的制备方法。其流程是:将金属氧化物或金属盐溶于水中,通过水解反应后,形成溶胶状纳米级微粒,再将溶剂蒸发,之后形成凝胶物体。这样就形成了有机聚合物与无机分子相互渗透,具有多层有序结构的阻燃材料。该方法化学反应温和,无机成分和有机成分相互掺混,结构紧密,但也存在凝胶干燥时易出现材料收缩脆裂等缺点。

  ②共沉淀法。共沉淀法是指先期形成的无机纳米粒子与有机聚合物混合沉淀形成阻燃材料的方法。这种方法中,纳米粒子与材料合成分开制作,纳米粒子的尺寸与结构可以很好的控制,同时纳米粒子在聚合物中均匀分布,综合性能好。但该方法中纳米粒子易团聚,均匀分散纳米微粒是最大难题。共沉淀法可分为溶液共沉淀法、乳液共沉淀法与熔融共沉淀法等多种方式。

  ③插层法。插层法的流程是将纳米微粒制成层状,再将其插入有机聚合物层之间,导致二者达到纳米级复合。这类方法有聚合插层法、熔融插层法及溶液插层法等类型。

  ④原位共聚法。原位共聚法是指将纳米粒子均匀分散在溶液中,再借助加热、辐射等手段,使聚合物与纳米粒子之间发生聚合等一系列反应,最后得到纳米级分散的阻燃材料。该方法得到的阻燃材料具有粒子纳米特性好,层间焓熵势垒低等优点。

  ⑤原位自组装法。原位自组装法是指利用聚合物分子与纳米粒子间的分子间力、层间静电力等作用,在原位进行自组装,生成无机主晶核,最后聚合物再将生成的晶体包围在内。这种方法合成双羟基纳米复合物比较有利,纳米相能有序分布。

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