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氢氧化镁阻燃剂是当前应用最为广泛的无机阻燃剂之一,但存在着添加量大,对材料力学性能损害较大等缺点。为了克服这些缺点,本文以MgCl<,2>为原料,采用氨水作主沉淀剂,氢氧化钠作辅沉淀剂,在有机分散剂的存在下,以溶剂置换后处理工艺制备了有机分散剂包覆的纳米Mg(OH)<,2>(N-PMH)。采用正交设计法考察了沉淀剂的滴加速度、反应时间和反应温度三因素对N-PMH粒径的影响,并制备N-PMH/LDPE阻燃纳米复合材料,着重研究了N-PMH添加量、包覆剂、改性剂和增容剂PE-g-MAH等对N-PMH/LDPE阻燃纳米复合材料力学性能、阻燃性能、热稳定性能、流变性能、维卡软化点以及熔融质量流动速率的影响。
正交试验结果表明,N-PMH的最佳制备条件为:氯化镁浓度40wt%,氨水浓度为5wt%,沉淀剂滴加速度160ml/h,反应时间为10h,反应温度为30℃,在此条件下可制备D50为0.04μm的N-PMH。
SEM、TEM、FT-IR、BET、XRD、TGA、元素分析等证实N-PMH为纳米片层结构,分散剂有效的包覆在N-PMH表面,并部分插入N-PMH的晶格中,有效的控制了N-PMH的团聚,提高了N-PMH的热稳定性能。
与7000-MH和C-MH制备的阻燃LDPE相比,由N-PMH制备的阻燃LDPE的冲击性能、阻燃性能、维卡软化点和热稳定性能明显提高,对LDPE加工性能损害较小;N-PMH经六甲基二硅氮烷和KH570复配改性剂改性后制备的N-PMH/LDPE阻燃纳米复合材料具有优异的综合性能,添加80Phr改性后的N-PMH制备的N-PMH/LDPE复合材料的阻燃性能可达UL94V-0级,冲击强度高达53.98KJ/M<2>;增容剂PE-g-MAH可显著提高N-PMH/LDPE阻燃纳米复合材料的力学性能和阻燃性能,而且接枝率为2.3%的PE-g-MAH的增容效果比接枝率为1.0%的要好,充分显示了N-PMH优良的阻燃特性和对LDPE的增强作用。