[发明专利]一种含有陶瓷纤维的通用热塑性塑料复合物及制法

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷纤维改性通用热塑性塑料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2μm～5μm，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。未见陶瓷纤维用于通用热塑性塑料的报道。

通用塑料有五大品种，即聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯及ABS。它们都是热塑性塑料。

聚乙烯是塑料工业中产量最高的品种。聚乙烯是不透明或半透明、质轻的结晶性塑料，具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70～-100℃)，电绝缘性、化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀，但不耐热。聚乙烯适宜采用注塑、吹塑、挤塑等方法加工。

聚丙烯是由丙烯聚合而得的热塑性塑料，通常为无色、半透明固体，无臭无毒，密度为0.90～0.919克/厘米3，是最轻的通用塑料，其突出优点是具有在水中耐蒸煮的特性，耐腐蚀，强度、刚性和透明性都比聚乙烯好，缺点是耐低温冲击性差，易老化，但可分别通过改性和添加助剂来加以改进。聚丙烯的生产方法有淤浆法、液相本体法和气相法3种。

聚氯乙烯是由氯乙烯聚合而得的塑料，通过加入增塑剂，其硬度可大幅度改变。它制成的硬制品以至软制品都有广泛的用途。聚氯乙烯的生产方法有悬浮聚合法、乳液聚合法和本体聚合法，以悬浮聚合法为主。

通用的聚苯乙烯是苯乙烯的聚合物，外观透明，但有发脆的缺点，因此，通过加入聚丁二烯可制成耐冲击性聚苯乙烯(HTPS)。聚苯乙烯的主要生产方法有本体聚合、悬浮聚合和溶液聚合。

ABS树脂是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三种单体共同聚合的产物，简称ABS三元共聚物。这种塑料由于其组分A(丙烯腈)、B(丁二烯)和S(苯乙烯)在组成中比例不同，以及制造方法的差异，其性质也有很大的差别。ABS适合注塑和挤压加工，故其用途也主要是生产这两类制品。

一般通用塑料均面临耐热、隔热、阻燃等特殊功能化的改性，以便应用到工业产品领域，但在现有的耐热、阻燃等改性研究中，未见报道引入适当的陶瓷纤维作为功能改性组分，提高通用热塑性塑料的耐热、阻燃性能和平衡物理力学性能。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是公开一种含有陶瓷纤维的通用热塑性塑料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。

本发明的通用热塑性塑料复合物，其典型重量份数组成为：

通用热塑性树脂55～85份；

陶瓷纤维10～40份；

加工助剂1-10份。

所述的通用热塑性树脂为PP、ABS、PVC、PE、PS中的一种；

所说的加工助剂为高分子加工领域常规的加工助剂，包括润滑剂和偶联剂，这些加工助剂在加工和成型时能有效改善各组分的分散性、减少有害摩擦；润滑剂包括某些脂肪酸盐、脂肪酸酰胺和/或这些化合物的混合物，具体包括固体石蜡、液体石蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸酰胺、甲撑双硬脂酸酰胺和N，N’-乙撑双硬脂酸酰胺等。偶联剂为硅烷偶联剂γ-(2、3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷(A-171)等。

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；