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采用共沉淀法合成了镁铝型层状复合金属氢氧化物(Mg-Al-NO3-LDHs)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)有机改性的层状复合金属氢氧化物(Mg-Al-SDBS-LDHs)。采用KH-550对纳米SiO2进行有机改性。用熔融共混法制备了PP/Mg-Al-NO3-LDHs/SiO2和PP/Mg-Al-SDBS-LDHs/APP复合材料。采用XRD、SEM、TEM对材料的结构进行分析和表征;采用TGA、氧指数仪、水平垂直燃烧仪和锥形量热仪对复合材料的热稳定性和阻燃性进行测试和表征。 XRD结果分析表明 Mg-Al-SDBS-LDHs的层间距明显比 Mg-Al-NO3-LDHs层间距增大,由0.8787nm增大到3.1574nm,且单十二烷基苯磺酸的分子链长约为2.69nm,因此可以推断出该有机阴离子在LDHs层间排列方式为单链垂直排列。纳米SiO2的平均粒径由改性前的349.1nm减小到293.7nm。Zeta电位分析表明,纳米SiO2溶液的Zeta电位为由改性前的2mV上升到21.3mV。红外结果表明经过KH-550有机改性后的纳米SiO2, KH-550以化学吸附方式附着在纳米SiO2的表面。 复合材料结构分析表明,相比 PP/Mg-Al-SDBS-LDHs复合材料体系,在添加纳米SiO2和聚磷酸铵(APP)后Mg-Al-SDBS-LDHs在聚合物中的分散性有明显改善,团聚现象明显减少。TGA测试表明PP/5％Mg-Al-SDBS-LDHs/10%SiO2复合材料的初始分解温度较纯 PP增长了75℃。经过600℃加热后复合材料的残留量达到11.18%;PP/2%Mg-Al-SDBS-LDHs/28%APP复合材料的初始分解温度较纯PP比增长了97℃。经过600℃加热后复合材料的残留量达到12.9%。所有复合材料样品均能达到UL-94水平燃烧测试的标准,PP/Mg-Al-SDBS-LDHs/APP可以达到V-2级垂直燃烧测试标准。 锥形量热分析表明,当Mg-Al-SDBS-LDHs的添加量为5%时,纳米SiO2添加量分别为3%、5%、10%时,复合材料的PHRR分别为721、533、485kW/m2,相比纯PP分别下降了12%、35%和41%。并且复合材料PHRR的下降随着纳米SiO2的增加而增加。当Mg-Al-SDBS-LDHs添加量为5%,纳米SiO2添加量分别为3%、5%和10%时,复合材料AMLR分别为8.0、7.4、6.5g/s,相比纯PP分别降低了0.3、0.9和1.8。当无机填料添加量固定为30%,Mg-Al-SDBS-LDHs添加量分别为0、2%、4%,APP添加量分别为30%、28%、26%时,复合材料的PHRR分别为583、137、184 kW/m2,相比纯PP分别下降了29%、83%和79%。说明LDHs、SiO2、APP对PP具有较好的协同阻燃效果。