[發明專利]一種用于塑料的熱塑性無機纖維及制備方法

有效

• 申請號: 201711442579.7
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108004782B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 陳慶;貫大為
• 申請（專利權）人: 天津佳凱捷新材料科技有限公司
• 主分類號: D06M15/59
• 分類號: D06M15/59;D06M15/333;C08K9/10;C08K7/10;C08K3/34
• 代理公司: 上海智力專利商標事務所(普通合伙) 31105
• 代理人: 周濤

本發明涉及無機纖維改性的技術領域，公開了一種用于塑料的熱塑性無機纖維及制備方法。包括以下制備及應用過程：（1）將經過溶脹的聚乙烯醇加入熱水中攪拌，加入硅酸鈣粉末和硝酸鈣溶液，制得聚乙烯醇改性的硅酸鈣纖維；（2）將硅酸鈣纖維與聚酰胺樹脂進行高溫混煉，即得聚酰胺包覆的熱塑性硅酸鈣纖維，硅酸鈣纖維與聚酰胺樹脂混合的質量比為8:1~12:1；（3）與樹脂基體預混、擠出并造粒，即可實現對塑料的增強改性。本發明制備的熱塑性無機纖維具有比普通無機纖維更好良熱塑性、分散性，使用量也大為增加，制得的改性塑料具有更好的機械性能和改性效果；同時也具有工藝簡單易行，投入成本少，便于推廣生產的優點。

技術領域

本發明涉及無機纖維改性的技術領域，提供了一種用于塑料的熱塑性無機纖維及制備方法。

背景技術

隨著人們環保意識的增強，熱塑性塑料在汽車、電子、電器、通訊等行業得到廣泛的應用，而這些行業的發展又對塑料的綜合性能提出了新的要求。工程塑料自身具有很多突出的優點，如密度小、加工性好、可回收再利用等，但也有一些不足之處，如強度不夠高、注塑后的成品收縮率較大、尺寸穩定性較差、耐溫性不夠好等等。由于熱塑性塑料中新基體樹脂的開發難度大、周期長，通常采用塑料改性的手段來更好發揮工程塑料的優勢，滿足下游產業的發展需求。

目前塑料改性的形式有增強、增韌、共混、合金、填充和其他改性。其中增強是通過加入纖維狀或片狀填料來達到增加材料剛性及強度的目的。無機纖維作為礦物質熔融制得的產物，傳承了礦物物質具有的優良性能，是塑料改性增強材料的絕佳選擇。

無機纖維可分為兩大類：一類是無機物和無機化合物纖維，如玻璃纖維、碳纖維、玄武巖纖維、陶瓷纖維等；另一類是金屬纖維，如不銹鋼纖維、陶瓷纖維等。無機纖維具有耐高溫阻燃、強度大、模量大、質量輕、化學性穩定、吸聲隔音、透電波、抗震、介電絕緣等優良性能。在用于熱塑性塑料改性時，無機纖維與樹脂間的良好相容性是獲得優異增強效果和熱塑性的前提，無機的玻璃纖維與有機的樹脂之間通常相容性較差；無機纖維在樹脂中的分布均勻性和分散均勻性，對保證增強效果十分重要；由于無機纖維的模量高于基體樹脂，所以在一定條件下，隨著樹脂中的無機纖維含量增高，復合材料的力學性能通常也會提高。目前對上述問題的研究和應用已取得了一定成效，主要借助于纖維表面處理劑，如偶聯劑或活性劑，以提高玻璃纖維與樹脂的相容性、潤濕性、結合性、反應性，搭建無機纖維與樹脂間的連接橋梁，或者對無機纖維進行細化處理。

中國發明專利申請號201310676435.3公開了由夏延致等人發明的一種非水溶性硅酸鈣阻燃粘膠纖維的制備方法，主要步驟為：通過將粒徑＜5μm的微米級硅酸鈣粉體加到適量去離子水中，超聲分散，制得硅酸鈣分散液；將制得的硅酸鈣分散液按阻燃粘膠纖維質量的5%-40%加入粘膠溶液中并充分攪拌；后續的工序處理采用常規技術手段，最終制得阻燃粘膠纖維產品。

中國發明專利申請號201410789531.3公開了由徐東等人發明的了一種無鹵阻燃高光澤無機纖維增強PC/ABS材料及其制備方法，原料組成為：PC、ABS、磺酸鹽類阻燃劑、含磷阻燃劑、相容劑、增韌劑、加工助劑、抗氧劑、抗紫外線劑、無機纖維、仿金屬色粉，此發明無鹵阻燃高光澤無機纖維增強PC/ABS材料通過合理選用助劑及各項原料配比，添加纖維和阻燃劑，通過合理優化的螺桿組合，在獲得高光、高強、高剛、阻燃性能的同時，維持無鹵阻燃高光澤無機纖維增強PC/ABS材料具有一定的沖擊強度和合理的熔體流動速率、熱變形溫度與維卡軟化點溫度等，可實現高光鏡面效果。

由上可知，現有的針對用于塑料的無機纖維的研究成果和技術方案中，因無機纖維與塑料樹脂間粘結力小、相容性差，熱塑性能欠缺，同時因無法有效分散，致使其在塑料中使用添加量小，所得塑料機械性能較差，改性效果不佳，鑒于此，本發明提出了一種創新性的一用于塑料的熱塑性無機纖維及制備方法，可有效解決上述技術問題。

發明內容