纳米有机蒙脱土在与聚乙烯混合过程中剥离为纳米尺度的结构片层,均匀分散到聚乙烯基体中,从而形成纳米聚乙烯。这种插层复合技术是基于在传统工艺基础上的技术革命,不需要新的高昂设备投资,操作方便,环境友好,容易实现工业化生产。纳米聚乙烯在加工过程中比聚乙烯熔化得快,加工温度可低一些,由于纳米复合低密度聚乙烯交联电力电缆绝缘料能在稍低的温度下熔化,而且熔化的时间微短,这正是生产交联电缆料需要的也重要的关键工艺,这样它可以大大减小电缆料的预交联,提高了加工安全性大幅提高电缆料的产品档次,杜绝废次品。
低密度聚乙烯粒料、蒙脱土、复合型交联剂在密炼机中进行密炼,由于复合交联剂均为液体,密炼机转子匀速搅拌混合,借助分子间作用力,交联剂在聚乙烯与蒙脱土之间的粘着作用,液态交联剂会很快的非常均匀地薄薄地涂覆在每一粒聚乙烯表面,纳米蒙脱土也借助液体交联剂均匀地被研磨粘附在聚乙烯颗粒表面。很快聚乙烯颗粒和蒙脱土在运动中因粒子间相互碰撞及物料与锅壁以及搅拌转子的运动摩擦和密炼机外部加热而迅速升温到 108 ~115C熔点熔融后,将抗氧剂等加工助剂按比例加入密炼机中进行短时低速搅拌,将所有的树脂、助剂实现理想熔融共混。
随着人们安全和环保意识的增强,在塑料阻燃领域越来越重视绿色环保的无卤阻燃体系。常用的工业化绿色环保无卤阻燃剂主要为氢氧化镁(MH)和氢氧化铝(ATH)等金属水合物。但是该类金属水合物表面极性很强,亲水疏油,与非极性材料亲和性差,直接添加到高聚物中分散性及相容性差,在聚合物基体中难以均匀分散,容易团聚,界面难以形成良好的黏结,并且需要添加到质量分数50%以上才能达到良好的阻燃效果,这就地劣化了阻燃PP的力学性能。解决该问题的主要方法是对金属水合物进行表面改性,并尽量细化阻燃剂粒径,添加界面相容剂等。
经过表面改性的MH和ATH在PP基体中分散均匀颗粒大都以原级颗粒形式分散于材料中。另一个行之有效的方法是,在体系中添加蒙脱土(MMT)等阻燃协效剂,以降低金属水合物的添加量。MMT是一种纳米级层状硅酸盐,添加到聚合物中,能降低燃烧时的热释放速率增加炭层连贯性。聚合物材料中直接添加无机MMT时,由于其与聚合物基体相容性较差,制备的复合材料性能往往难以达到实际应用要求因此需对其进行改性。
有机蒙脱土也是一种成炭效果很好的材料，它与各类阻燃剂都有很好的协同作用，加入蒙脱土对于阻燃材料的提高成炭性、减少发烟量等具有很好的效果，目前在阻燃材料中有大量的应用。
为了进一步提高尼龙与蒙脱土在阻燃中的作用，将蒙脱土添到到尼龙中会进一步提高其成炭性能，对此进行多年的研究与开发。实事证明尼龙蒙脱土复合母粒具有非常好的成炭效果，有数据显示，同样是10克添加量的情况，蒙脱土复合母粒、尼龙6和季戊四醇经燃烧后产生的炭渣份数分别是49.7%、31.2%和29.4%，尼龙蒙脱土母粒的炭残留量要比其它两种成炭剂高出约20%左右。
