專(zhuān)利名稱(chēng)：一種陶瓷纖維增強(qiáng)耐老化聚丙烯復(fù)合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種陶瓷纖維增強(qiáng)耐老化聚丙烯復(fù)合物及其制備方法。特別是在聚丙烯樹(shù)脂中添加具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，低導(dǎo)熱率，無(wú)腐蝕性的陶瓷纖維和相應(yīng)的耐老化體系，對(duì)聚丙烯實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)耐老化的效果。屬于改性塑料技術(shù)領(lǐng)域。
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，其直徑一般為2 ii m 5 ii m,長(zhǎng)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(diǎn)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(zhì)(開(kāi)氣孔或閉氣孔)對(duì)其導(dǎo)熱性能具有決定性的影響。實(shí)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(diǎn)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(hù)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(chē)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潰陶瓷纖維和用于建筑的增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料。未見(jiàn)陶瓷纖維用于聚丙烯塑料改性的報(bào)道。聚丙烯(PP)因其綜合性能優(yōu)良、來(lái)源廣泛、質(zhì)輕價(jià)廉、易成型加工等特點(diǎn)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(xué)變化，其表現(xiàn)為紅外吸收光譜中出現(xiàn)羰基峰，隨后生成過(guò)氧化物，斷裂后形成游離基，這些游離基進(jìn)一步引起整個(gè)大分子鏈裂解、支化與交聯(lián)，使PP失去高分子材料的特征，喪失其使用性能?？梢?jiàn)需進(jìn)一步提高PP的耐老化性，才能拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。常見(jiàn)對(duì)聚丙烯進(jìn)行增強(qiáng)改性使用玻璃纖維或天然纖維，未見(jiàn)報(bào)道引入適當(dāng)?shù)奶沾衫w維作為功能改性組分以提高聚丙烯復(fù)合物的強(qiáng)度，在現(xiàn)有的耐熱、耐老化等改性研究中、未出現(xiàn)對(duì)陶瓷纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合物作耐熱性、耐老化性能的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是公開(kāi)一種陶瓷纖維增強(qiáng)耐老化聚丙烯復(fù)合物，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)明的另一目的是為了提供這種復(fù)合物的制備方法。一種陶瓷纖維增強(qiáng)耐老化聚丙烯復(fù)合物，按重量份數(shù)計(jì)，其組成為聚丙烯樹(shù)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(shù)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8-15。所述的陶瓷纖維優(yōu)選采用經(jīng)過(guò)復(fù)合偶聯(lián)劑進(jìn)行處理的陶瓷纖維，其中所述的復(fù)合偶聯(lián)劑用量為基于陶瓷纖維重量為0. 5 2%。所述的的復(fù)合偶聯(lián)劑，按重量份數(shù)的組成為磷酸酯偶聯(lián)劑20-40份，硅烷偶聯(lián)劑35-55份，環(huán)氧樹(shù)脂5_15份，縮水甘油酯15-35 份。 所述的磷酸酯偶聯(lián)劑為螯合型焦磷酸鈦酸酯偶聯(lián)劑，可采用美國(guó)Kenrich公司牌號(hào)為KR-238S的產(chǎn)品。所述的硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三乙氧基硅烷，可采用國(guó)內(nèi)青島海大化工有限公司牌號(hào)為A-151的產(chǎn)品；所述的環(huán)氧樹(shù)脂可采用日本三井化學(xué)牌號(hào)為R-140的產(chǎn)品。所述的縮水甘油酯為異氰尿酸三縮水甘油酯(TGIC)，國(guó)內(nèi)多個(gè)廠家均有售。所述的復(fù)合偶聯(lián)劑對(duì)陶瓷纖維進(jìn)行處理的方法如下先將磷酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、環(huán)氧樹(shù)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(guò)處理槽內(nèi)的復(fù)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?qū)Σ牧掀鸬搅己玫脑鰪?qiáng)作用，使材料具有高模量和剛性，賦予陶瓷纖維和樹(shù)脂的良好浸潤(rùn)、包覆，使得陶瓷纖維高耐熱、耐火特性在樹(shù)脂體系中得以發(fā)揮作用。所述的抗氧劑是酚類(lèi)1010和亞磷酸酯168的復(fù)配物，1010與168比例為I : 2。價(jià)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(lèi)、金屬皂類(lèi)、硬脂酸復(fù)合酯類(lèi)、酰胺類(lèi)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(guò)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(qiáng)耐老化聚丙烯復(fù)合物的制備方法，包括如下步驟I)將PP樹(shù)脂與抗氧劑、加工助劑預(yù)先在高速混料機(jī)中充分混勻；2)將上述混和物加入長(zhǎng)徑比為36 I 40 I、擠出溫度為200_240°C、轉(zhuǎn)速為350-450rpm的強(qiáng)剪切雙螺桿擠出機(jī)中，通過(guò)側(cè)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(chǎn)品。本發(fā)明的產(chǎn)品，既具有很好的耐老化性能，同時(shí)又具有高耐熱、高表面硬度、高剛性等特點(diǎn)。加入抗氧劑后獲得良好的耐老化性能可滿足空調(diào)室外機(jī)殼體類(lèi)制品的使用要求。本發(fā)明的含有陶瓷纖維的耐老化增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合物，采用雙螺桿擠出設(shè)備，具有流程簡(jiǎn)單、連續(xù)、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)。本發(fā)明實(shí)施例中采用的PP樹(shù)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(chǎn)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(guò)程如下所述將PP樹(shù)脂、抗氧劑、加工助劑EBS等在高混機(jī)中混合均勻，再喂入長(zhǎng)徑比為36 I、擠出溫度為220°C、轉(zhuǎn)速為400rpm的強(qiáng)剪切螺桿元件分布組合的雙螺桿擠出機(jī)中，側(cè)向喂料口均勻加入陶瓷纖維，熔融擠出造粒，最終得到本產(chǎn)品。采用的測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)附表I :表I :采用的測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)
權(quán)利要求
1.一種陶瓷纖維增強(qiáng)耐老化聚丙烯復(fù)合物，其特征在于按重量份數(shù)計(jì)，其組分和含量為 聚丙烯樹(shù)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(jù)權(quán)利要求I所述的一種陶瓷纖維增強(qiáng)耐老化聚丙烯復(fù)合物，其特征在于所述的聚丙烯樹(shù)脂是指均聚PP，包括普通均聚PP和高結(jié)晶PP，熔融指數(shù)為8-15。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種陶瓷纖維增強(qiáng)耐老化聚丙烯復(fù)合物，其特征在于所述的陶瓷纖維采用經(jīng)過(guò)復(fù)合偶聯(lián)劑進(jìn)行處理的陶瓷纖維，其中所述的復(fù)合偶聯(lián)劑用量為基于陶瓷纖維重量為0. 5 2%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種陶瓷纖維增強(qiáng)耐老化聚丙烯復(fù)合物，其特征在于所述的的復(fù)合偶聯(lián)劑，按重量份數(shù)的組成為磷酸酯偶聯(lián)劑20-40份，硅烷偶聯(lián)劑35-55份，環(huán)氧樹(shù)脂5-15份，縮水甘油酯15-35份。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種陶瓷纖維增強(qiáng)耐老化聚丙烯復(fù)合物，其特征在于所述的磷酸酯偶聯(lián)劑為螯合型焦磷酸鈦酸酯偶聯(lián)劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種陶瓷纖維增強(qiáng)耐老化聚丙烯復(fù)合物，其特征在于所述的硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三乙氧基硅烷。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種陶瓷纖維增強(qiáng)耐老化聚丙烯復(fù)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(jù)權(quán)利要求3所述的一種陶瓷纖維增強(qiáng)耐老化聚丙烯復(fù)合物，其特征在于所述的復(fù)合偶聯(lián)劑對(duì)陶瓷纖維進(jìn)行處理的方法如下先將磷酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、環(huán)氧樹(shù)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(jīng)拉絲處理后的陶瓷纖維通過(guò)處理槽內(nèi)的復(fù)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(jù)權(quán)利要求3所述的一種陶瓷纖維增強(qiáng)耐老化聚丙烯復(fù)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(jù)權(quán)利要求I所述的一種陶瓷纖維增強(qiáng)耐老化聚丙烯復(fù)合物，其特征在于所述的抗氧劑是酚類(lèi)1010和亞磷酸酯168的復(fù)配物，其中，1010與168比例為I : 2。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種陶瓷纖維增強(qiáng)耐老化聚丙烯復(fù)合物，其特征在于所述的加工助劑選自低分子酯類(lèi)、金屬皂類(lèi)、硬脂酸復(fù)合酯類(lèi)、酰胺類(lèi)等中的一種或幾種混合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的一種陶瓷纖維增強(qiáng)耐老化聚丙烯復(fù)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(quán)利要求I所述陶瓷纖維增強(qiáng)耐老化聚丙烯復(fù)合物的方法，其特征在于包括如下步驟 1)將PP樹(shù)脂與抗氧劑、加工助劑預(yù)先在高速混料機(jī)中充分混勻； 2)將上述混和物加入長(zhǎng)徑比為36 I 40 I、擠出溫度為200-240°C、轉(zhuǎn)速為350-450rpm的強(qiáng)剪切雙螺桿擠出機(jī)中，通過(guò)側(cè)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(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種陶瓷纖維增強(qiáng)耐老化聚丙烯復(fù)合物，按重量份數(shù)計(jì)，其組成為聚丙烯樹(shù)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(chǎn)品，既具有很好的耐老化性能，同時(shí)又具有高耐熱、高表面硬度、高剛性等特點(diǎn)。加入抗氧劑后獲得良好的耐老化性能可滿足空調(diào)室外機(jī)殼體類(lèi)制品的使用要求。本發(fā)明的含有陶瓷纖維的耐老化增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合物，采用雙螺桿擠出設(shè)備，具有流程簡(jiǎn)單、連續(xù)、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08K13/06GK102757598SQ20111011177
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者李靚, 楊定吉甫, 田晉麗, 鐘魯 申請(qǐng)人:上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司