復合體系阻燃劑應考慮主阻燃和輔助阻燃之間的協同作用:鹵系與銻系、磷系它們復合時鹵化物或磷化物與銻系中的銻作用,而成型密度高的鹵化銻或銻的磷化物,具有良好的隔氧性。鹵系和銻系配比為3:1為最佳。鹵系與磷系復合體系中,鹵系起到了氣相阻燃作用,磷系起到了固相阻燃作用。兩者成型固+氣相體系。兩者反應后形成密度大的磷鹵化合物,不易擴散,可隔氧,增大氣相阻燃效果。兩相體系好過一相,配比為3:2時最佳。
AL(OH)?和Mg(OH)?復合體系阻燃,兩者都能分解吸熱,生產水帶走能量,沖淡氣體濃度,分解產生的殘渣附在塑料表面起到隔氧作用。Mg(OH)?可使塑料表面碳化,AL(OH)?可促使Mg(OH)?碳化加速,從而起到協同作用,配比為2:1或3:1為最佳。金屬氫氧化物與紅磷、聚磷酸銨等有機磷系阻燃體系,有機磷有強烈的脫水作用,可促使金屬氫氧化物脫水更為徹底。金屬氧化物阻燃體系Sb?O?與其它金屬氧化物配合時,可以調節體系的分解溫度。消煙效果好。對于透明制品常選用透明的有機阻燃劑,如三聚氰胺氰尿酸酯等,無機阻燃劑Sb?O?、硼酸鋅及鹵化錫可用于透明制品。選用無機阻燃劑時,通常對無機阻燃劑進行偶聯處理,以提高其與樹脂的相容性。阻燃劑的粒度越小時,阻燃效果越好。
氮化硼/超細金屬氧化物復配填料改性PA6導熱復合材料,將氮化硼與金屬氧化物按質量比例1:1稱量并在高速混合機中均勻混合,制得復配材料。按復配填料質量分數分別為20%、30%、50%,相應的PA6質量分數分別為80%、70%、50%,用平行雙螺桿擠出機進行熔融共混和擠出造粒,制得PA6復合材料。采用分段式加料法,主喂料口加入PA6粒料,復配填料由位于塑化段的側喂料口強制喂料,PA6粒料和復配填料均由擠出機自帶的失重計量器定量控制加料量,精度為±0.5%。
當復配填料質量分數從20%增加到50%時,復合材料的層內熱導率和層間熱導率分別從1.834W/(m·K)和0.161W/(m·K)上升到4.578W/(m·K)和0.456W/(m·K)。隨著復配填料用量的增加,導熱氮化硼粒子堆積越緊密,相互抵觸,使熱流沿熱導率很高的填料通過,而較少穿過高熱阻的基體樹脂層,形成導熱通路。尤其是小粒徑的超細金屬氧化物填充了大粒徑氮化硼填料的間隙,減少了界面熱阻,使復合材料的熱導率隨復配材料用量的增加顯著提高。由于填料的片狀形態,在加工成型過程中會沿流動方向取向,導致復合材料在平行于熱流方向的層內熱導率以及垂直于熱流方向的層間熱導率差異很大,層內熱導率明顯高于層間熱導率。
隨著復配填料用量增加,復合材料的拉伸強度和完全強度下降不大,沖擊強度下降明顯,而彎曲彈性模量大幅增加。當復配填料質量分數為50%時復合材料的拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度、彎曲彈性模量分別為68.9MPa、106.8MPa、14.1KJ/㎡、12.7GPa。
隨著復配填料用量的增加,復合材料的層內熱導率和層間熱導率分別達到4.578W/(m·K)和0.456W/(m·K)。