納米有機(jī)蒙脫土在與聚乙烯混合過(guò)程中剝離為納米尺度的結(jié)構(gòu)片層,均勻分散到聚乙烯基體中,從而形成納米聚乙烯。這種插層復(fù)合技術(shù)是基于在傳統(tǒng)工藝基礎(chǔ)上的技術(shù)革命,不需要新的高昂設(shè)備投資,操作方便,環(huán)境友好,容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。納米聚乙烯在加工過(guò)程中比聚乙烯熔化得快,加工溫度可低一些,由于納米復(fù)合低密度聚乙烯交聯(lián)電力電纜絕緣料能在稍低的溫度下熔化,而且熔化的時(shí)間微短,這正是生產(chǎn)交聯(lián)電纜料需要的也重要的關(guān)鍵工藝,這樣它可以大大減小電纜料的預(yù)交聯(lián),提高了加工安全性大幅提高電纜料的產(chǎn)品檔次,杜絕廢次品。

低密度聚乙烯粒料、蒙脫土、復(fù)合型交聯(lián)劑在密煉機(jī)中進(jìn)行密煉,由于復(fù)合交聯(lián)劑均為液體,密煉機(jī)轉(zhuǎn)子勻速攪拌混合,借助分子間作用力,交聯(lián)劑在聚乙烯與蒙脫土之間的粘著作用,液態(tài)交聯(lián)劑會(huì)很快的非常均勻地薄薄地涂覆在每一粒聚乙烯表面,納米蒙脫土也借助液體交聯(lián)劑均勻地被研磨粘附在聚乙烯顆粒表面。很快聚乙烯顆粒和蒙脫土在運(yùn)動(dòng)中因粒子間相互碰撞及物料與鍋壁以及攪拌轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)摩擦和密煉機(jī)外部加熱而迅速升溫到 108 ~115C熔點(diǎn)熔融后,將抗氧劑等加工助劑按比例加入密煉機(jī)中進(jìn)行短時(shí)低速攪拌,將所有的樹(shù)脂、助劑實(shí)現(xiàn)理想熔融共混。

聚丙烯(PP)具有、易成型加工、耐化學(xué)腐蝕性好、綜合力學(xué)性能優(yōu)良及等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于化工、建筑、家電、包裝、汽車等領(lǐng)域但由于純PP樹(shù)脂極限氧指數(shù)(LOI)低只有17%左右,本身易燃,燃燒時(shí)發(fā)熱量大,燃燒速度快,并易產(chǎn)生熔滴,從而限制了其應(yīng)用,因此對(duì)其阻燃化研究就顯得尤為重要。

隨著人們安全和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),在塑料阻燃領(lǐng)域越來(lái)越重視綠色環(huán)保的無(wú)鹵阻燃體系。常用的工業(yè)化綠色環(huán)保無(wú)鹵阻燃劑主要為氫氧化鎂(MH)和氫氧化鋁(ATH)等金屬水合物。但是該類金屬水合物表面極性很強(qiáng),親水疏油,與非極性材料親和性差,直接添加到高聚物中分散性及相容性差,在聚合物基體中難以均勻分散,容易團(tuán)聚,界面難以形成良好的黏結(jié),并且需要添加到質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%以上才能達(dá)到良好的阻燃效果,這就地劣化了阻燃PP的力學(xué)性能。解決該問(wèn)題的主要方法是對(duì)金屬水合物進(jìn)行表面改性,并盡量細(xì)化阻燃劑粒徑,添加界面相容劑等。

當(dāng)復(fù)合聚烯烴材料用作絕緣料時(shí),其介電性能是重要的參數(shù)之一,而其吸水性則會(huì)影響介電性能及長(zhǎng)期使用穩(wěn)定性。當(dāng)聚合物的單體是親水性的極性單體,或帶有鞍酸鹽基團(tuán)時(shí),吸水性會(huì)更強(qiáng)從而導(dǎo)致材料電阻率降低,絕緣性能變差,甚至絕緣層被擊穿導(dǎo)致漏電,并且存在終引燃電纜材料發(fā)生火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。大多數(shù)電纜材料用聚合物可燃.有的在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的有毒氣體和濃煙,對(duì)環(huán)境造成危害并威脅生命財(cái)產(chǎn)安全。因此要控制絕緣材料的吸水量。
蒙脫土又名膠嶺石、微晶高嶺石，是一種硅酸鹽的天然礦物質(zhì)粘土，為膨潤(rùn)土礦的主要成分。蒙脫土具有層狀結(jié)構(gòu)，層間有可交換的陽(yáng)離子如Na+等，通過(guò)離子交換反應(yīng)，插層劑有機(jī)陽(yáng)離子能嵌入蒙脫土片層問(wèn)，使層間距離增大，并使蒙脫土由親水性轉(zhuǎn)變?yōu)橛H油性，在剪切力作用下熔融聚合物插入蒙脫土層間使其剝離成納米厚的片層分散到聚合物基體中，可以降低熱釋放速率，而且成炭性好，同時(shí)和其他阻燃劑有協(xié)同作用。
礦石法的無(wú)機(jī)阻燃劑因?yàn)槭峭ㄟ^(guò)粉碎、研磨等方法得到、顆粒大小、表面均勻度都比化學(xué)法得到的材料差，大量添加會(huì)造成機(jī)械性能下降，因此多作為輔助阻燃劑使用，此時(shí)就要更多發(fā)揮其協(xié)效作用。蒙脫石和氫氧化物、含磷化合物等具有協(xié)效作用。硅酸鹽是一種良好的成炭劑，和多種阻燃劑之間有協(xié)效作用。
填料的加入不僅可以降低成本，而且可以改善制品力學(xué)性能、加工性能或其他性能。電纜中使用的填料大多數(shù)為礦物性填料，其中數(shù)量大的就是碳酸鈣，這幾乎是聚氯乙烯電纜料中的成分之一。隨著人們安全意識(shí)的提高，對(duì)電纜阻燃要求也就越來(lái)越高，但碳酸鈣不阻燃，所以人們也就需要研究更多的具有阻燃型的填料。
蒙脫土主要成分蒙脫石，是由兩層Si—O四面體和一層Al-O八面體，組成的層狀硅酸鹽晶體，層內(nèi)含有陽(yáng)離子主要是鈉離子，鎂離子，鈣離子，其次有鉀離子，鋰離子等。蒙脫土的納米有機(jī)改性目的是為了：將層內(nèi)親水層轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷畬?，從而使高聚物與蒙脫土有更好的界面相容性。