[发明专利]一种用于塑料的热塑性无机纤维及制备方法

说明书

本发明涉及无机纤维改性的技术领域，公开了一种用于塑料的热塑性无机纤维及制备方法。包括以下制备及应用过程：（1）将经过溶胀的聚乙烯醇加入热水中搅拌，加入硅酸钙粉末和硝酸钙溶液，制得聚乙烯醇改性的硅酸钙纤维；（2）将硅酸钙纤维与聚酰胺树脂进行高温混炼，即得聚酰胺包覆的热塑性硅酸钙纤维，硅酸钙纤维与聚酰胺树脂混合的质量比为8:1~12:1；（3）与树脂基体预混、挤出并造粒，即可实现对塑料的增强改性。本发明制备的热塑性无机纤维具有比普通无机纤维更好良热塑性、分散性，使用量也大为增加，制得的改性塑料具有更好的机械性能和改性效果；同时也具有工艺简单易行，投入成本少，便于推广生产的优点。

技术领域

本发明涉及无机纤维改性的技术领域，提供了一种用于塑料的热塑性无机纤维及制备方法。

背景技术

随着人们环保意识的增强，热塑性塑料在汽车、电子、电器、通讯等行业得到广泛的应用，而这些行业的发展又对塑料的综合性能提出了新的要求。工程塑料自身具有很多突出的优点，如密度小、加工性好、可回收再利用等，但也有一些不足之处，如强度不够高、注塑后的成品收缩率较大、尺寸稳定性较差、耐温性不够好等等。由于热塑性塑料中新基体树脂的开发难度大、周期长，通常采用塑料改性的手段来更好发挥工程塑料的优势，满足下游产业的发展需求。

目前塑料改性的形式有增强、增韧、共混、合金、填充和其他改性。其中增强是通过加入纤维状或片状填料来达到增加材料刚性及强度的目的。无机纤维作为矿物质熔融制得的产物，传承了矿物物质具有的优良性能，是塑料改性增强材料的绝佳选择。

无机纤维可分为两大类：一类是无机物和无机化合物纤维，如玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、陶瓷纤维等；另一类是金属纤维，如不锈钢纤维、陶瓷纤维等。无机纤维具有耐高温阻燃、强度大、模量大、质量轻、化学性稳定、吸声隔音、透电波、抗震、介电绝缘等优良性能。在用于热塑性塑料改性时，无机纤维与树脂间的良好相容性是获得优异增强效果和热塑性的前提，无机的玻璃纤维与有机的树脂之间通常相容性较差；无机纤维在树脂中的分布均匀性和分散均匀性，对保证增强效果十分重要；由于无机纤维的模量高于基体树脂，所以在一定条件下，随着树脂中的无机纤维含量增高，复合材料的力学性能通常也会提高。目前对上述问题的研究和应用已取得了一定成效，主要借助于纤维表面处理剂，如偶联剂或活性剂，以提高玻璃纤维与树脂的相容性、润湿性、结合性、反应性，搭建无机纤维与树脂间的连接桥梁，或者对无机纤维进行细化处理。

中国发明专利申请号201310676435.3公开了由夏延致等人发明的一种非水溶性硅酸钙阻燃粘胶纤维的制备方法，主要步骤为：通过将粒径＜5μm的微米级硅酸钙粉体加到适量去离子水中，超声分散，制得硅酸钙分散液；将制得的硅酸钙分散液按阻燃粘胶纤维质量的5%-40%加入粘胶溶液中并充分搅拌；后续的工序处理采用常规技术手段，最终制得阻燃粘胶纤维产品。

中国发明专利申请号201410789531.3公开了由徐东等人发明的了一种无卤阻燃高光泽无机纤维增强PC/ABS材料及其制备方法，原料组成为：PC、ABS、磺酸盐类阻燃剂、含磷阻燃剂、相容剂、增韧剂、加工助剂、抗氧剂、抗紫外线剂、无机纤维、仿金属色粉，此发明无卤阻燃高光泽无机纤维增强PC/ABS材料通过合理选用助剂及各项原料配比，添加纤维和阻燃剂，通过合理优化的螺杆组合，在获得高光、高强、高刚、阻燃性能的同时，维持无卤阻燃高光泽无机纤维增强PC/ABS材料具有一定的冲击强度和合理的熔体流动速率、热变形温度与维卡软化点温度等，可实现高光镜面效果。

由上可知，现有的针对用于塑料的无机纤维的研究成果和技术方案中，因无机纤维与塑料树脂间粘结力小、相容性差，热塑性能欠缺，同时因无法有效分散，致使其在塑料中使用添加量小，所得塑料机械性能较差，改性效果不佳，鉴于此，本发明提出了一种创新性的一用于塑料的热塑性无机纤维及制备方法，可有效解决上述技术问题。

发明内容