專利名稱：一種陶瓷纖維增強耐老化聚丙烯復合物及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種陶瓷纖維增強耐老化聚丙烯復合物及其制備方法。特別是在聚丙烯樹脂中添加具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性，低導熱率，無腐蝕性的陶瓷纖維和相應的耐老化體系，對聚丙烯實現增強耐老化的效果。屬于改性塑料技術領域。
背景技術：
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耐火材料，其直徑一般為2 ii m 5 ii 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。其結構特點是氣孔率高(一般大于90%)，而且氣孔孔徑和比表面積大。由于陶瓷纖維的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(開氣孔或閉氣孔)對其導熱性能具有決定性的影響。實際上，陶瓷纖維的內部組織結構是一種由固態(tài)纖維與空氣組成的混合結構，其顯微結構特點在固相和氣相都是以連續(xù)相的形式存在，因此，在這種結構中，固態(tài)物質以纖維狀形式存在，并構成連續(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構，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。近年也出現用于印刷電路板的液晶聚酯浸潰陶瓷纖維和用于建筑的增強水泥基復合材料。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，也是近幾年應用發(fā)展最快的塑料品種。但PP的主鏈上有叔碳原子，在熱、氧、紫外線等外界因素作用下極易發(fā)生化學變化，其表現為紅外吸收光譜中出現羰基峰，隨后生成過氧化物，斷裂后形成游離基，這些游離基進一步引起整個大分子鏈裂解、支化與交聯，使PP失去高分子材料的特征，喪失其使用性能?？梢娦柽M一步提高PP的耐老化性，才能拓寬其應用領域。常見對聚丙烯進行增強改性使用玻璃纖維或天然纖維，未見報道引入適當的陶瓷纖維作為功能改性組分以提高聚丙烯復合物的強度，在現有的耐熱、耐老化等改性研究中、未出現對陶瓷纖維增強聚丙烯復合物作耐熱性、耐老化性能的報道。

發(fā)明內容
本發(fā)明目的是公開一種陶瓷纖維增強耐老化聚丙烯復合物，以克服現有技術存在的上述缺陷，滿足相關領域發(fā)展的需要。本發(fā)明的另一目的是為了提供這種復合物的制備方法。一種陶瓷纖維增強耐老化聚丙烯復合物，按重量份數計，其組成為聚丙烯樹脂60 75份；陶瓷纖維15 30份；
抗氧劑5 10份;加工助劑3-10份；上述組分總重量為100。所述的聚丙烯樹脂是指均聚PP，包括普通均聚PP (HPP)和高結晶PP (HJPP)，熔融指數(MI)為8-15。所述的陶瓷纖維優(yōu)選采用經過復合偶聯劑進行處理的陶瓷纖維，其中所述的復合偶聯劑用量為基于陶瓷纖維重量為0. 5 2%。所述的的復合偶聯劑，按重量份數的組成為磷酸酯偶聯劑20-40份，硅烷偶聯劑35-55份，環(huán)氧樹脂5_15份，縮水甘油酯15-35 份。 所述的磷酸酯偶聯劑為螯合型焦磷酸鈦酸酯偶聯劑，可采用美國Kenrich公司牌號為KR-238S的產品。所述的硅烷偶聯劑為乙烯基三乙氧基硅烷，可采用國內青島海大化工有限公司牌號為A-151的產品；所述的環(huán)氧樹脂可采用日本三井化學牌號為R-140的產品。所述的縮水甘油酯為異氰尿酸三縮水甘油酯(TGIC)，國內多個廠家均有售。所述的復合偶聯劑對陶瓷纖維進行處理的方法如下先將磷酸酯偶聯劑、硅烷偶聯劑、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，經拉絲處理后的陶瓷纖維通過處理槽內的復合處理劑處理后(浸潰5 10秒)即得所需改性處理的陶瓷纖維。所述的陶瓷纖維優(yōu)選河北灤平奧特斯丁工業(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對材料起到良好的增強作用，使材料具有高模量和剛性，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。所述的抗氧劑是酚類1010和亞磷酸酯168的復配物，1010與168比例為I : 2。價格適中、與PP的相容性和抗氧化效果較好。所述的加工助劑選自低分子酯類、金屬皂類、硬脂酸復合酯類、酰胺類等中的一種或幾種混合物，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(EBS)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)明所述陶瓷纖維增強耐老化聚丙烯復合物的制備方法，包括如下步驟I)將PP樹脂與抗氧劑、加工助劑預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36 I 40 I、擠出溫度為200_240°C、轉速為350-450rpm的強剪切雙螺桿擠出機中，通過側向喂料口均勻加入陶瓷纖維，熔融擠出，拉條、冷卻、切粒、干燥后得到最終產品。本發(fā)明的產品，既具有很好的耐老化性能，同時又具有高耐熱、高表面硬度、高剛性等特點。加入抗氧劑后獲得良好的耐老化性能可滿足空調室外機殼體類制品的使用要求。本發(fā)明的含有陶瓷纖維的耐老化增強聚丙烯復合物，采用雙螺桿擠出設備，具有流程簡單、連續(xù)、生產效率高、產品質量穩(wěn)定的優(yōu)點。
具體實施例方式下面結合具體實施例進一步闡述本發(fā)明的技術特點。本發(fā)明實施例中采用的PP樹脂為MI為8-12的HPP和HJPP ;陶瓷纖維為河北灤平奧特斯丁工業(yè)有限公司生產的高溫(HT)型的陶瓷纖維，纖維直徑2 4微米；抗氧劑；力口工助劑為EBS。材料的制備過程如下所述將PP樹脂、抗氧劑、加工助劑EBS等在高混機中混合均勻，再喂入長徑比為36 I、擠出溫度為220°C、轉速為400rpm的強剪切螺桿元件分布組合的雙螺桿擠出機中，側向喂料口均勻加入陶瓷纖維，熔融擠出造粒，最終得到本產品。采用的測試方法標準見附表I :表I :采用的測試方法標準
權利要求
1.一種陶瓷纖維增強耐老化聚丙烯復合物，其特征在于按重量份數計，其組分和含量為 聚丙烯樹脂60 75份； 陶瓷纖維15 30份； 抗氧劑5 10份； 加工助劑3-10份；以上組分總重量為100。
2.根據權利要求I所述的一種陶瓷纖維增強耐老化聚丙烯復合物，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和高結晶PP，熔融指數為8-15。
3.根據權利要求I所述的一種陶瓷纖維增強耐老化聚丙烯復合物，其特征在于所述的陶瓷纖維采用經過復合偶聯劑進行處理的陶瓷纖維，其中所述的復合偶聯劑用量為基于陶瓷纖維重量為0. 5 2%。
4.根據權利要求3所述的一種陶瓷纖維增強耐老化聚丙烯復合物，其特征在于所述的的復合偶聯劑，按重量份數的組成為磷酸酯偶聯劑20-40份，硅烷偶聯劑35-55份，環(huán)氧樹脂5-15份，縮水甘油酯15-35份。
5.根據權利要求4所述的一種陶瓷纖維增強耐老化聚丙烯復合物，其特征在于所述的磷酸酯偶聯劑為螯合型焦磷酸鈦酸酯偶聯劑。
6.根據權利要求4所述的一種陶瓷纖維增強耐老化聚丙烯復合物，其特征在于所述的硅烷偶聯劑為乙烯基三乙氧基硅烷。
7.根據權利要求4所述的一種陶瓷纖維增強耐老化聚丙烯復合物，其特征在于所述的縮水甘油酯為異氰尿酸三縮水甘油酯。
8.根據權利要求3所述的一種陶瓷纖維增強耐老化聚丙烯復合物，其特征在于所述的復合偶聯劑對陶瓷纖維進行處理的方法如下先將磷酸酯偶聯劑、硅烷偶聯劑、環(huán)氧樹月旨、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，經拉絲處理后的陶瓷纖維通過處理槽內的復合處理劑浸潰5 10秒，即得所需改性處理的陶瓷纖維。
9.根據權利要求3所述的一種陶瓷纖維增強耐老化聚丙烯復合物，其特征在于所述的陶瓷纖維為高溫型的陶瓷纖維，纖維直徑2 4微米。
10.根據權利要求I所述的一種陶瓷纖維增強耐老化聚丙烯復合物，其特征在于所述的抗氧劑是酚類1010和亞磷酸酯168的復配物，其中，1010與168比例為I : 2。
11.根據權利要求I所述的一種陶瓷纖維增強耐老化聚丙烯復合物，其特征在于所述的加工助劑選自低分子酯類、金屬皂類、硬脂酸復合酯類、酰胺類等中的一種或幾種混合物。
12.根據權利要求11所述的一種陶瓷纖維增強耐老化聚丙烯復合物，其特征在于所述的加工助劑選自固體石蠟、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-乙撐雙硬脂酸酰胺中的一種或幾種混合。
13.一種制備權利要求I所述陶瓷纖維增強耐老化聚丙烯復合物的方法，其特征在于包括如下步驟 1)將PP樹脂與抗氧劑、加工助劑預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36 I 40 I、擠出溫度為200-240°C、轉速為350-450rpm的強剪切雙螺桿擠出機中，通過側向喂料口均勻加入陶瓷纖維，熔融擠出，拉條、冷卻、切粒 、干燥后得到最終產品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種陶瓷纖維增強耐老化聚丙烯復合物，按重量份數計，其組成為聚丙烯樹脂60~75份；陶瓷纖維15~30份；抗氧劑5~10份；加工助劑3-10份。本發(fā)明的產品，既具有很好的耐老化性能，同時又具有高耐熱、高表面硬度、高剛性等特點。加入抗氧劑后獲得良好的耐老化性能可滿足空調室外機殼體類制品的使用要求。本發(fā)明的含有陶瓷纖維的耐老化增強聚丙烯復合物，采用雙螺桿擠出設備，具有流程簡單、連續(xù)、生產效率高、產品質量穩(wěn)定的優(yōu)點。
文檔編號C08K13/06GK102757598SQ20111011177
公開日2012年10月31日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權日2011年4月29日
發(fā)明者李靚, 楊定吉甫, 田晉麗, 鐘魯 申請人:上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司