[發明專利]一種陶瓷纖維增強聚丙烯復合物及其制備方法

無效

• 申請號: 201010608317.5
• 申請日: 2010-12-28
• 公開（公告）號: CN102558666A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 楊定吉甫;夏建盟;何威
• 申請（專利權）人: 上海金發科技發展有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L23/10;C08K9/06;C08K7/04
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 吳瑾瑜

技術領域

本發明涉及一種陶瓷纖維增強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良的熱穩定性和化學穩定性，低導熱率，無腐蝕性的陶瓷纖維，對聚丙烯實現增強、耐熱的效果。

背景技術

陶瓷纖維是一種集傳統絕熱材料、耐火材料優良性能于一體的纖維狀輕質耐火材料，其直徑一般為2μm～5μm，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相的形式存在，因此，在這種結構中，固態物質以纖維狀形式存在，并構成連續相骨架，而氣相則連續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良的隔熱性能和較小的體積密度。多用于工業絕緣、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，汽車行業隔熱材料等。

近年也出現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，也是近幾年應用發展最快的塑料品種。PP是最輕的通用塑料，密度0.90g/cm³。其突出優點是具有在水中耐蒸煮的特性，耐腐蝕，強度、剛性和透明性都比聚乙烯好，缺點是耐低溫沖擊性差，易老化，但可分別通過改性和添加助劑來加以改進。也需進一步提高PP的耐熱性，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優化的報道。

發明內容

本發明目的是公開一種陶瓷纖維增強聚丙烯復合物及其制備方法，以克服現有技術存在的上述缺陷，滿足相關領域發展的需要。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種陶瓷纖維增強聚丙烯復合物，按重量百分比計，其組分和含量為：

聚丙烯樹脂60～75份；

陶瓷纖維15～30份；

加工助劑5-10份。

所述的聚丙烯樹脂是指均聚PP，包括普通均聚PP(HPP)和高結晶PP(HJPP)。均聚PP熔融指數(MI)為8-15。

所述的陶瓷纖維優選采用經過復合偶聯劑進行處理的陶瓷纖維。

所述的復合偶聯劑重量份數組成為：磷酸酯偶聯劑20-40份，硅烷偶聯劑35-55份，環氧樹脂5-15份，縮水甘油酯15-35份。

復合耦合劑中，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。

所述的復合偶聯劑用量為基于陶瓷纖維重量為0.5～2％。

所述的復合偶聯劑處理陶瓷纖維的方法如下：先將磷酸酯偶聯劑、硅烷偶聯劑、環氧樹脂、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(浸漬5～10秒)即得所需改性處理的陶瓷纖維。

優選河北灤平奧特斯丁工業有限公司，規格為高溫(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揮作用。

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。

制備陶瓷纖維增強聚丙烯復合物的方法，包括如下步驟：