目前阻燃PP材料的主要方法是往其中加入添加型阻燃劑,且大多為鹵系阻燃劑與銻化合物的協(xié)效系統(tǒng),但這類系統(tǒng)的阻燃PP存在一些缺點,特別是燃燒或熱裂解(甚至高溫加工)時形成有毒化合物、腐蝕性氣體和煙塵,鑒于環(huán)境保護方面的要求,阻燃劑無鹵化的呼聲日高,無鹵阻燃PP材料也日益嶄頭露角。
已用和可用于阻燃PP塑料的無鹵添加型阻燃劑中,最為看好和很具有工程應(yīng)用前景的是膨脹型阻燃劑(IFR)。含有IFR的PP燃燒和熱裂時,通過在凝聚相中發(fā)生的成炭機理而發(fā)揮阻燃作用,且某些聚合物的氧指數(shù)與其燃燒時的成炭量存在良好的相關(guān)性。近年來,已開發(fā)了一系列的適用于PP的磷-氮系混合型IFR?;旌螴FR中的各組分單獨使用時,對PP的阻燃效能不佳,但當(dāng)它們共同使用時,對PP的阻燃性由于成炭率提高而明顯改善。還有一種脹型石墨及其他協(xié)效劑組成的IFR,也正在受到重視。此外,近年還合成了二些集“三源”(酸源、碳源和發(fā)泡源)于同一分子內(nèi)的單體IFR,并正研究它們在PP中的應(yīng)用。以IFR阻燃的PP,當(dāng)用量為20%-30%時,LOI可達到30%以上,能通過UL94 V-0 級實驗不產(chǎn)生滴落,不易滲出,燃燒或熱裂時產(chǎn)生的煙和有毒氣體量較鹵二銻系統(tǒng)阻燃PP大為減少。但IFR的應(yīng)用也受到一定的限制,主要是它們的熱穩(wěn)定性還不能完全滿足需要、吸濕性較大、需用量也較高等。
另一類用于阻燃PP塑料的無鹵阻燃劑是氫氧化鋁三水合氧化鋁,ATH)和氫氧化鎂,它們已在阻燃PP工業(yè)上獲得應(yīng)用。這兩種無機阻燃劑無毒,不揮發(fā),不產(chǎn)生腐蝕性氣體,且抑煙,但需用量很大,這就對PP塑料的物理力學(xué)性能和熔體流動性能產(chǎn)生很不利的影響。此外,ATH的分解溫度仍較低,故只適用于可在較低溫度下加工的阻燃PP制品。采用一些特殊的技術(shù)(如表面處理),可提高ATH的耐熱性及在阻燃PP中的分散性,可成功地制得以ATH阻燃的PP。
以無鹵的硅系阻燃劑阻燃PP時,阻燃劑可通過類似于互穿聚合物的網(wǎng)絡(luò)(IPN)部分交聯(lián)機理而部分結(jié)合人PP結(jié)構(gòu)中,故不易遷移,使PP材料可獲得持久的阻燃性。微膠囊化的紅磷及其以PP為載體的母粒,也可用做PP材料的無鹵阻燃劑,而且常與ATH 及Mg(OH)2協(xié)同使用,但紅磷對含氧高聚物(如PC、PET等)的阻燃效能較佳。