目前阻燃PP材料的主要方法是往其中加入添加型阻燃剂,且大多为卤系阻燃剂与锑化合物的协效系统,但这类系统的阻燃PP存在一些缺点,特别是燃烧或热裂解(甚至高温加工)时形成有毒化合物、腐蚀性气体和烟尘,鉴于环境保护方面的要求,阻燃剂无卤化的呼声日高,无卤阻燃PP材料也日益崭头露角。
已用和可用于阻燃PP塑料的无卤添加型阻燃剂中,最为看好和很具有工程应用前景的是膨胀型阻燃剂(IFR)。含有IFR的PP燃烧和热裂时,通过在凝聚相中发生的成炭机理而发挥阻燃作用,且某些聚合物的氧指数与其燃烧时的成炭量存在良好的相关性。近年来,已开发了一系列的适用于PP的磷-氮系混合型IFR。混合IFR中的各组分单独使用时,对PP的阻燃效能不佳,但当它们共同使用时,对PP的阻燃性由于成炭率提高而明显改善。还有一种胀型石墨及其他协效剂组成的IFR,也正在受到重视。此外,近年还合成了二些集“三源”(酸源、碳源和发泡源)于同一分子内的单体IFR,并正研究它们在PP中的应用。以IFR阻燃的PP,当用量为20%-30%时,LOI可达到30%以上,能通过UL94 V-0 级实验不产生滴落,不易渗出,燃烧或热裂时产生的烟和有毒气体量较卤二锑系统阻燃PP大为减少。但IFR的应用也受到一定的限制,主要是它们的热稳定性还不能完全满足需要、吸湿性较大、需用量也较高等。
另一类用于阻燃PP塑料的无卤阻燃剂是氢氧化铝三水合氧化铝,ATH)和氢氧化镁,它们已在阻燃PP工业上获得应用。这两种无机阻燃剂无毒,不挥发,不产生腐蚀性气体,且抑烟,但需用量很大,这就对PP塑料的物理力学性能和熔体流动性能产生很不利的影响。此外,ATH的分解温度仍较低,故只适用于可在较低温度下加工的阻燃PP制品。采用一些特殊的技术(如表面处理),可提高ATH的耐热性及在阻燃PP中的分散性,可成功地制得以ATH阻燃的PP。
以无卤的硅系阻燃剂阻燃PP时,阻燃剂可通过类似于互穿聚合物的网络(IPN)部分交联机理而部分结合人PP结构中,故不易迁移,使PP材料可获得持久的阻燃性。微胶囊化的红磷及其以PP为载体的母粒,也可用做PP材料的无卤阻燃剂,而且常与ATH 及Mg(OH)2协同使用,但红磷对含氧高聚物(如PC、PET等)的阻燃效能较佳。