專利名稱：一種含有陶瓷纖維的填充增強聚丙烯復(fù)合物及制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種陶瓷纖維增強的填充改性聚丙烯復(fù)合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
陶瓷纖維是一種集傳統(tǒng)絕熱材料、耐火材料優(yōu)良性能于一體的纖維狀輕質(zhì)耐火 材料，具有低導(dǎo)熱率，優(yōu)良的熱穩(wěn)定性，化學(xué)穩(wěn)定性，無腐蝕性。陶瓷纖維的直徑一般為 2 μ m 5 μ m，長度多為30mm 250mm，纖維表面呈光滑的圓柱形，橫截面通常是圓形。其結(jié) 構(gòu)特點是氣孔率高(一般大于90% )，而且氣孔孔徑和比表面積大。由于氣孔中的空氣具 有良好的隔熱作用，因而纖維中氣孔孔徑的大小及氣孔的性質(zhì)(開氣孔或閉氣孔)對其導(dǎo) 熱性能具有決定性的影響。實際上，陶瓷纖維的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)是一種由固態(tài)纖維與空氣組 成的混合結(jié)構(gòu)，其顯微結(jié)構(gòu)特點在固相和氣相都是以連續(xù)相的形式存在，因此，在這種結(jié)構(gòu) 中，固態(tài)物質(zhì)以纖維狀形式存在，并構(gòu)成連續(xù)相骨架，而氣相則連續(xù)存在于纖維材料的骨架 間隙之中。正是由于陶瓷纖維具有這種結(jié)構(gòu)，使其氣孔率較高、氣孔孔徑和比表面積較大， 從而使陶瓷纖維具有優(yōu)良的隔熱性能和較小的體積密度。多用于工業(yè)絕緣、密封，防護材 料、電熱裝置絕緣、隔熱材料，儀器設(shè)備、電熱元件的絕緣和隔熱材，汽車行業(yè)隔熱材料等。近年也出現(xiàn)用于印刷電路板的液晶聚酯浸漬陶瓷纖維和用于建筑的增強水泥基 復(fù)合材料。未見陶瓷纖維用于聚丙烯塑料改性的報道。聚丙烯(PP)因其綜合性能優(yōu)良、來源廣泛、質(zhì)輕價廉、易成型加工等特點而成為 最重要的通用塑料之一，也是近幾年應(yīng)用發(fā)展最快的塑料品種。但工業(yè)品應(yīng)用要求提升聚 丙烯的強度和剛性并保持一定韌性，是改性的重點，也需進一步提高聚丙烯的耐熱性，才能 拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。但在現(xiàn)有的耐熱、增強等改性研究中，未見報道引入適當(dāng)?shù)奶沾衫w維作為 功能改性組分，提高聚丙烯復(fù)合物的耐熱、強度性能和平衡物理力學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是公開一種含有陶瓷纖維的填充增強聚丙烯復(fù)合物及其制備方法，以 克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，滿足相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展的需要。本發(fā)明的填充增強聚丙烯復(fù)合物，其典型重量份數(shù)組成為聚丙烯樹脂50 80份；陶瓷纖維5 20份；無機填料5 20份；增韌劑5 20份加工助劑2-5份。所述的聚丙烯樹脂是指均聚PP，包括普通均聚PP(HPP)和高結(jié)晶PP(HJPP)，熔融 指數(shù)(MI)為5-15 ；所說的陶瓷纖維優(yōu)選采用經(jīng)過復(fù)合偶聯(lián)劑進行處理的陶瓷纖維。對陶瓷纖維進行處理的復(fù)合偶聯(lián)劑重量份數(shù)組成為
磷酸酯偶聯(lián)劑20-40份，硅烷偶聯(lián)劑35-55份，環(huán)氧樹脂5_15份，縮水甘油酯 15-35 份。磷酸酯偶聯(lián)劑為螯合型焦磷酸鈦酸酯偶聯(lián)劑，可采用美國Kenrich公司牌號為 KR-238S的產(chǎn)品；硅烷偶聯(lián)劑的化學(xué)名稱為乙烯基三乙氧基硅烷，可采用國內(nèi)青島海大化工有限公 司牌號為A-151的產(chǎn)品；環(huán)氧樹脂可采用日本三井化學(xué)牌號為R-140的產(chǎn)品；縮水甘油酯為異氰尿酸三縮水甘油酯(TGIC)，國內(nèi)多個廠家均有售。所說的復(fù)合 偶聯(lián)劑用量為基于陶瓷纖維重量為0. 5 2%。處理方法如下先將磷酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯等處理劑按上面的配比混 合均勻并放置于處理槽中，經(jīng)拉絲處理后的陶瓷纖維通過處理槽內(nèi)的復(fù)合處理劑處理后 (浸漬5 10秒)即得所需改性處理的陶瓷纖維。優(yōu)選河北溧平奧特斯丁工業(yè)有限公司，規(guī)格為高溫(HT)型的陶瓷纖維，纖維直徑 2 4微米。處理后的陶瓷纖維能夠?qū)Σ牧掀鸬搅己玫脑鰪娮饔茫共牧暇哂懈吣Ａ亢蛣?性，賦予陶瓷纖維和樹脂的良好浸潤、包覆，使得陶瓷纖維高耐熱、耐火特性在樹脂體系中 得以發(fā)揮作用。所說的無機填料選自滑石粉、硫酸鋇、碳酸鈣、硅酸鋁晶須、硅酸鎂晶須、硫酸鎂晶 須中的一種或混合物；纖維狀的填料有利于提高材料的強度和尺寸穩(wěn)定性，粒子狀的填料 則有利于提高材料的韌性和表面硬度，兩者都可以提高材料的模量和熱變形溫度，因而兩 者的有效結(jié)合可以使材料具備優(yōu)異的綜合性能。無機填料的粒徑為0.1-10微米。所說的增韌劑為彈性體，可采用乙烯-己烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯 共聚物、乙烯-丙烯-辛烯三元共聚物、氫化乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一種或幾種；所說的加工助劑選自低分子酯類、金屬皂類、硬脂酸復(fù)合酯類、酰胺類等中的一種 或其混合物，具體包括固體石蠟、液體石蠟、低分子聚乙烯、CaSt、硬脂酸鋅、芥酸酰胺、甲撐 雙硬脂酸酰胺和N，N-乙撐雙硬脂酸酰胺(EBQ等，其主要作用是在加工和成型過程中提高 加各組份的分散性，減少有害磨擦，從而改善加工性能。本發(fā)明的含有陶瓷纖維的填充增強聚丙烯復(fù)合物的制備方法包括如下步驟1)將PP樹脂與增韌劑、加工助劑預(yù)先在高速混料機中充分混勻；2)將上述混和物加入長徑比為32 1 40 1、擠出溫度為180_230°C、轉(zhuǎn)速為 400-600rpm的強剪切雙螺桿擠出機中，通過側(cè)向喂料口均勻加入陶瓷纖維和無機填料，熔 融擠出，拉條、冷卻、切粒、干燥后得到最終產(chǎn)品。本發(fā)明的產(chǎn)品，既具有很好的強度和韌性，同時又具有高耐熱、高表面硬度、高剛 性等特點?？蓾M足汽車飾件、電器外殼、電器內(nèi)部結(jié)構(gòu)件類制品的使用要求。本發(fā)明的含有 陶瓷纖維的填充增強聚丙烯復(fù)合物，采用雙螺桿擠出設(shè)備，具有流程簡單、連續(xù)、生產(chǎn)效率 高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)點。
具體實施例方式實施例1 3
本發(fā)明的含有陶瓷纖維的填充增強聚丙烯復(fù)合物的制備及物理性能見附表1，采 用的測試方法標(biāo)準(zhǔn)見附表2:本實施例中采用的PP樹脂為MI為8-12的HPP和HJPP ；陶瓷纖維為河北溧平奧 特斯丁工業(yè)有限公司生產(chǎn)的高溫(HT)型的陶瓷纖維，纖維直徑2 4微米；無機填料為廣 西賀州滑石粉有限公司的粒徑為1 5微米的滑石粉和市售的硅酸鋁晶須；增韌劑為市售 的低密度POE ；加工助劑為EBS。材料的制備過程如下所述將PP樹脂、增韌劑、加工助劑EBS等在高混機中混合均 勻，再喂入長徑比為36 1、擠出溫度為210 220°C、轉(zhuǎn)速為500rpm的強剪切螺桿元件分 布組合的雙螺桿擠出機中，側(cè)向喂料口均勻加入陶瓷纖維和無機填料，熔融擠出，拉條、冷 卻、切粒、干燥后得到最終產(chǎn)品。表 1
組份％ (重量)實施例1 實施例2 實施例3
HPP6075HJPP70滑石粉1055硅酸鋁晶須555陶瓷纖維15510增韌劑555加工助劑555物理性能密度1.041.021.02熔融指數(shù)121513拉伸強度334138彎曲強度434548缺口沖擊強度688熱變形溫度116114116表權(quán)利要求
1.一種含有陶瓷纖維的填充增強聚丙烯復(fù)合物，其特征在于，由以下重量份原料組成聚丙烯樹脂 50份-80份、 陶瓷纖維 5份-20份、 無機填料 5份-20份、 增韌劑5份-20份、加工助劑 2份-5份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種含有陶瓷纖維的填充增強聚丙烯復(fù)合物，其特征在于， 所述的陶瓷纖維，為經(jīng)過復(fù)合偶聯(lián)劑進行處理的陶瓷纖維，規(guī)格為高溫(HT)型的陶瓷纖 維，纖維直徑2、微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種含有陶瓷纖維的填充增強聚丙烯復(fù)合物，其特征在于， 所述的聚丙烯樹脂是指均聚PP，包括普通均聚PP (HPP)和高結(jié)晶PP(HJPP)，熔融指數(shù)(MI) 為 5-15。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種含有陶瓷纖維的填充增強聚丙烯復(fù)合物，其特征在于， 所述的無機填料為滑石粉、硫酸鋇、碳酸鈣、硅酸鋁晶須、硅酸鎂晶須、硫酸鎂晶須中的一種 或混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種含有陶瓷纖維的填充增強聚丙烯復(fù)合物，其特征在于， 所述的增韌劑為彈性體，可采用乙烯-己烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、 乙烯-丙烯-辛烯三元共聚物、氫化乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種含有陶瓷纖維的填充增強聚丙烯復(fù)合物的制備方法，其 特征在于，其步驟為將計量好的聚丙烯樹脂、增韌劑和加工助劑攪拌混合，再在雙螺桿擠 出機中將陶瓷纖維加入，擠出，造粒獲得產(chǎn)品。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種含有陶瓷纖維的填充增強聚丙烯復(fù)合物，其特征在于， 所說的加工助劑低分子酯類、金屬皂類、硬脂酸復(fù)合酯類、酰胺類等中的一種或其混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所說的經(jīng)過復(fù)合偶聯(lián)劑進行處理的陶瓷纖維，其特征在于，所說的 復(fù)合偶聯(lián)劑，為磷酸酯偶聯(lián)劑20-40份，硅烷偶聯(lián)劑35-55份，環(huán)氧樹脂5_15份，縮水甘油 酯15-35份。
全文摘要
本發(fā)明涉及陶瓷纖維增強聚丙烯以及對聚丙烯進行填充改性獲得的復(fù)合物，其特征在于，由以下重量份原料組成聚丙烯樹脂50份-80份、陶瓷纖維5份-20份、無機填料5份-20份、增韌劑5份-20份、加工助劑2份-5份。本發(fā)明的優(yōu)點是陶瓷纖維作為功能改性組分，既具有很好的強度和韌性，同時又具有高耐熱、高表面硬度、高剛性等特點?？蓾M足汽車飾件、電器外殼、電器內(nèi)部結(jié)構(gòu)件類制品的使用要求。采用雙螺桿擠出設(shè)備，具有流程簡單、連續(xù)、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)點。
文檔編號C08L23/12GK102108154SQ20091024723
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日
發(fā)明者崔貴府 申請人:崔貴府