[发明专利]一种润滑性无机纤维增强塑料母粒及制备方法

说明书

本发明涉及增强塑料领域，具体公开了一种润滑性无机纤维增强塑料母粒及制备方法。首先利用二氧化硅溶胶的粘接性，将纳米二维滑动性片状无机材料粘附修饰无机纤维，赋予无机纤维良好的滑动性，使得增强塑料母粒的制备过程中减少石蜡等润滑助剂的用量，进一步利用聚苯乙烯的溶液浸润处理，使纳米二维滑动性片状无机材料粘附修饰无机纤维在界面缺陷吸附聚合物，利于无机纤维在增强塑料母料加工制备、使用时与聚合物相容和分散提升，所得的增强塑料母粒用于注塑塑料制品具有高强度和高刚度，而且塑料制品表面光滑，有效防止用于塑料制品时的脱纤问题。

技术领域

本发明涉及增强塑料领域，具体涉及塑料的增强母粒，特别涉及一种具有良好润滑流动性的无机纤维增强塑料母粒及制备方法。

背景技术

塑料母料作为一种改善塑料功能的填充料,在塑料工业中扮演重要的角色。塑料原料直接用于加工塑料制品往往存在较多的缺陷，通过加入一定功能的塑料母料可以赋予塑料制品不同的功能，如颜色、抗静电、导电、阻燃、增强、增韧、耐磨、耐刮擦、刚性等。因此衍生了各种色母料、抗静电母料、导电母料、阻燃母料、增强母料、增刚母料、耐磨母料等。

在塑料工业中，最初是将碳酸钙等低成本无机物制备成塑料填充母料，用于塑料制品的加工中用以降低成本。技术人员发现，碳酸钙填充母料在塑料制品加工时加入一定的量，不但可以降低成本，而且对塑料的刚性、耐热性、尺寸稳定性等均有较大的帮助，因此，在此基础上，用于功能塑料的各种功能塑料母料被开发出来。

增强塑料是目前塑料行业用量最大品种之一。在汽车、建材、家电、工业等领域对增强塑料由巨大的需求。在汽车领域如保险杠；在建材领域如塑钢门窗、上下水管用PVC管材、HDPE大型管材、波纹管、双壁波纹；在家电领域如冰箱、电视等各种电器外壳。为此，在塑料的制备过程中大量添加使用塑料增强母料来实现制品的增强成为常规技术。

塑料增强技术主要分为两个大方向：一方面，采用粒径小于100纳米的无机粒子制备母粒，利用纳米材料颗粒尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子占比例大等特点，能大幅度提高塑料制品的抗冲击，起到增强增韧作用。但纳米增强的作用有限，由于纳米材料是依靠大量的纳米界面缓冲分散应力，其增韧性较好，增强有限，因此对于强度要求高的产品不太合适。而且由于无机纳米材料分散难度大，在制备、使用中极易存在团聚，会影响增强的效果。中国发明专利CN102875869 B公开了一种纳米碳酸钙增强增韧塑料母料及其制备方法。该母料是由纳米碳酸钙、微米碳酸钙、茂金属聚乙烯、载体树脂和助剂组成，纳米和微米碳酸钙的共混加入提高了母料增强增韧的作用，茂金属聚乙烯强度高、韧性好，可同时提高母料的增强增韧效果。纳米无机粉体可以用于塑料增强母料，其分散是关键。

另一方面，用量最多的塑料增强是通过添加各种无机纤维如玻璃纤维、碳酸钙晶须、硫酸钙晶须、纤维硅灰石、水镁石纤维、碳纤维等制备增强塑料。无机纤维增强塑料已被广泛的应用，如将连续的玻璃纤维、碳纤维通过树脂预浸，然后模塑压合成型，在汽车工业增强塑料制品中被广泛应用，其增强提升明显。但由于连续纤维受制品加工限制，在一些小型精密的增强塑料方面使用受限。目前应用最多的使将无机短纤维制备成母粒直接在塑料制品加工时添加使用。

据相关研究，无机纤维制备成母料在塑料增强中的强度提升量可以超过30%以上。特别是一些较大长径比的无机纤维（长径比大于100），增强效果更为明显。在功能塑料、工程塑料领域，高分子材料人员在不断地提升大长径比无机纤维制备成母料在塑料中应用。中国发明专利CN107880522A公开了晶须增强聚醚酮酮复合材料及其制备方法，利用聚醚酮酮树脂100份、可熔性氟塑料5～30份、无机晶须10～50份、偶联剂0.1～5份、交联剂0.1～3份，在保持聚醚酮酮树脂本身固有的优异的耐高温性、阻燃性、耐化学性、耐湿热性等性质同时，还能大幅提高制件的剪切强度和冲击强度，使其耐磨损性能更加优异，同时，又能大幅降低材料成本，满足更广泛的应用需求。