专利名称：一种含有陶瓷纤维的填充增强聚丙烯复合物及制法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种陶瓷纤维增强的填充改性聚丙烯复合物及其制备方法。
背景技术：
陶瓷纤维是一种集传统绝热材料、耐火材料优良性能于一体的纤维状轻质耐火 材料，具有低导热率，优良的热稳定性，化学稳定性，无腐蚀性。陶瓷纤维的直径一般为 2 μ m 5 μ m，长度多为30mm 250mm，纤维表面呈光滑的圆柱形，横截面通常是圆形。其结 构特点是气孔率高(一般大于90% )，而且气孔孔径和比表面积大。由于气孔中的空气具 有良好的隔热作用，因而纤维中气孔孔径的大小及气孔的性质(开气孔或闭气孔)对其导 热性能具有决定性的影响。实际上，陶瓷纤维的内部组织结构是一种由固态纤维与空气组 成的混合结构，其显微结构特点在固相和气相都是以连续相的形式存在，因此，在这种结构 中，固态物质以纤维状形式存在，并构成连续相骨架，而气相则连续存在于纤维材料的骨架 间隙之中。正是由于陶瓷纤维具有这种结构，使其气孔率较高、气孔孔径和比表面积较大， 从而使陶瓷纤维具有优良的隔热性能和较小的体积密度。多用于工业绝缘、密封，防护材 料、电热装置绝缘、隔热材料，仪器设备、电热元件的绝缘和隔热材，汽车行业隔热材料等。近年也出现用于印刷电路板的液晶聚酯浸渍陶瓷纤维和用于建筑的增强水泥基 复合材料。未见陶瓷纤维用于聚丙烯塑料改性的报道。聚丙烯(PP)因其综合性能优良、来源广泛、质轻价廉、易成型加工等特点而成为 最重要的通用塑料之一，也是近几年应用发展最快的塑料品种。但工业品应用要求提升聚 丙烯的强度和刚性并保持一定韧性，是改性的重点，也需进一步提高聚丙烯的耐热性，才能 拓宽其应用领域。但在现有的耐热、增强等改性研究中，未见报道引入适当的陶瓷纤维作为 功能改性组分，提高聚丙烯复合物的耐热、强度性能和平衡物理力学性能。
发明内容
本发明目的是公开一种含有陶瓷纤维的填充增强聚丙烯复合物及其制备方法，以 克服现有技术存在的上述缺陷，满足相关领域发展的需要。本发明的填充增强聚丙烯复合物，其典型重量份数组成为聚丙烯树脂50 80份；陶瓷纤维5 20份；无机填料5 20份；增韧剂5 20份加工助剂2-5份。所述的聚丙烯树脂是指均聚PP，包括普通均聚PP(HPP)和高结晶PP(HJPP)，熔融 指数(MI)为5-15 ；所说的陶瓷纤维优选采用经过复合偶联剂进行处理的陶瓷纤维。对陶瓷纤维进行处理的复合偶联剂重量份数组成为
磷酸酯偶联剂20-40份，硅烷偶联剂35-55份，环氧树脂5_15份，缩水甘油酯 15-35 份。磷酸酯偶联剂为螯合型焦磷酸钛酸酯偶联剂，可采用美国Kenrich公司牌号为 KR-238S的产品；硅烷偶联剂的化学名称为乙烯基三乙氧基硅烷，可采用国内青岛海大化工有限公 司牌号为A-151的产品；环氧树脂可采用日本三井化学牌号为R-140的产品；缩水甘油酯为异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)，国内多个厂家均有售。所说的复合 偶联剂用量为基于陶瓷纤维重量为0. 5 2%。处理方法如下先将磷酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、环氧树脂、缩水甘油酯等处理剂按上面的配比混 合均勻并放置于处理槽中，经拉丝处理后的陶瓷纤维通过处理槽内的复合处理剂处理后 (浸渍5 10秒)即得所需改性处理的陶瓷纤维。优选河北溧平奥特斯丁工业有限公司，规格为高温(HT)型的陶瓷纤维，纤维直径 2 4微米。处理后的陶瓷纤维能够对材料起到良好的增强作用，使材料具有高模量和刚 性，赋予陶瓷纤维和树脂的良好浸润、包覆，使得陶瓷纤维高耐热、耐火特性在树脂体系中 得以发挥作用。所说的无机填料选自滑石粉、硫酸钡、碳酸钙、硅酸铝晶须、硅酸镁晶须、硫酸镁晶 须中的一种或混合物；纤维状的填料有利于提高材料的强度和尺寸稳定性，粒子状的填料 则有利于提高材料的韧性和表面硬度，两者都可以提高材料的模量和热变形温度，因而两 者的有效结合可以使材料具备优异的综合性能。无机填料的粒径为0.1-10微米。所说的增韧剂为弹性体，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、氢化乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或几种；所说的加工助剂选自低分子酯类、金属皂类、硬脂酸复合酯类、酰胺类等中的一种 或其混合物，具体包括固体石蜡、液体石蜡、低分子聚乙烯、CaSt、硬脂酸锌、芥酸酰胺、甲撑 双硬脂酸酰胺和N，N-乙撑双硬脂酸酰胺(EBQ等，其主要作用是在加工和成型过程中提高 加各组份的分散性，减少有害磨擦，从而改善加工性能。本发明的含有陶瓷纤维的填充增强聚丙烯复合物的制备方法包括如下步骤1)将PP树脂与增韧剂、加工助剂预先在高速混料机中充分混勻；2)将上述混和物加入长径比为32 1 40 1、挤出温度为180_230°C、转速为 400-600rpm的强剪切双螺杆挤出机中，通过侧向喂料口均勻加入陶瓷纤维和无机填料，熔 融挤出，拉条、冷却、切粒、干燥后得到最终产品。本发明的产品，既具有很好的强度和韧性，同时又具有高耐热、高表面硬度、高刚 性等特点。可满足汽车饰件、电器外壳、电器内部结构件类制品的使用要求。本发明的含有 陶瓷纤维的填充增强聚丙烯复合物，采用双螺杆挤出设备，具有流程简单、连续、生产效率 高、产品质量稳定的优点。
具体实施例方式实施例1 3
本发明的含有陶瓷纤维的填充增强聚丙烯复合物的制备及物理性能见附表1，采 用的测试方法标准见附表2:本实施例中采用的PP树脂为MI为8-12的HPP和HJPP ；陶瓷纤维为河北溧平奥 特斯丁工业有限公司生产的高温(HT)型的陶瓷纤维，纤维直径2 4微米；无机填料为广 西贺州滑石粉有限公司的粒径为1 5微米的滑石粉和市售的硅酸铝晶须；增韧剂为市售 的低密度POE ；加工助剂为EBS。材料的制备过程如下所述将PP树脂、增韧剂、加工助剂EBS等在高混机中混合均 勻，再喂入长径比为36 1、挤出温度为210 220°C、转速为500rpm的强剪切螺杆元件分 布组合的双螺杆挤出机中，侧向喂料口均勻加入陶瓷纤维和无机填料，熔融挤出，拉条、冷 却、切粒、干燥后得到最终产品。表 1
组份％ (重量)实施例1 实施例2 实施例3
HPP6075HJPP70滑石粉1055硅酸铝晶须555陶瓷纤维15510增韧剂555加工助剂555物理性能密度1.041.021.02熔融指数121513拉伸强度334138弯曲强度434548缺口冲击强度688热变形温度116114116表权利要求
1.一种含有陶瓷纤维的填充增强聚丙烯复合物，其特征在于，由以下重量份原料组成聚丙烯树脂 50份-80份、 陶瓷纤维 5份-20份、 无机填料 5份-20份、 增韧剂5份-20份、加工助剂 2份-5份。
2.根据权利要求1所说的一种含有陶瓷纤维的填充增强聚丙烯复合物，其特征在于， 所述的陶瓷纤维，为经过复合偶联剂进行处理的陶瓷纤维，规格为高温(HT)型的陶瓷纤 维，纤维直径2、微米。
3.根据权利要求1所说的一种含有陶瓷纤维的填充增强聚丙烯复合物，其特征在于， 所述的聚丙烯树脂是指均聚PP，包括普通均聚PP (HPP)和高结晶PP(HJPP)，熔融指数(MI) 为 5-15。
4.根据权利要求1所说的一种含有陶瓷纤维的填充增强聚丙烯复合物，其特征在于， 所述的无机填料为滑石粉、硫酸钡、碳酸钙、硅酸铝晶须、硅酸镁晶须、硫酸镁晶须中的一种 或混合物。
5.根据权利要求1所说的一种含有陶瓷纤维的填充增强聚丙烯复合物，其特征在于， 所述的增韧剂为弹性体，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、氢化乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或几种。
6.根据权利要求1所说的一种含有陶瓷纤维的填充增强聚丙烯复合物的制备方法，其 特征在于，其步骤为将计量好的聚丙烯树脂、增韧剂和加工助剂搅拌混合，再在双螺杆挤 出机中将陶瓷纤维加入，挤出，造粒获得产品。
7.根据权利要求1所说的一种含有陶瓷纤维的填充增强聚丙烯复合物，其特征在于， 所说的加工助剂低分子酯类、金属皂类、硬脂酸复合酯类、酰胺类等中的一种或其混合物。
8.根据权利要求2所说的经过复合偶联剂进行处理的陶瓷纤维，其特征在于，所说的 复合偶联剂，为磷酸酯偶联剂20-40份，硅烷偶联剂35-55份，环氧树脂5_15份，缩水甘油 酯15-35份。
全文摘要
本发明涉及陶瓷纤维增强聚丙烯以及对聚丙烯进行填充改性获得的复合物，其特征在于，由以下重量份原料组成聚丙烯树脂50份-80份、陶瓷纤维5份-20份、无机填料5份-20份、增韧剂5份-20份、加工助剂2份-5份。本发明的优点是陶瓷纤维作为功能改性组分，既具有很好的强度和韧性，同时又具有高耐热、高表面硬度、高刚性等特点。可满足汽车饰件、电器外壳、电器内部结构件类制品的使用要求。采用双螺杆挤出设备，具有流程简单、连续、生产效率高、产品质量稳定的优点。
文档编号C08L23/12GK102108154SQ20091024723
公开日2011年6月29日 申请日期2009年12月28日 优先权日2009年12月28日
发明者崔贵府 申请人:崔贵府