CN108004782B - 一种用于塑料的热塑性无机纤维及制备方法 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

一种用于塑料的热塑性无机纤维及制备方法
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
由于目前应用较广的无机纤维改性塑料中,材料相容性差、表面粘结力小,热塑性能欠佳,分散性差,使用添加量小,机械性能较差,而传统的添加助剂或进行细化的方法成本较高而效果欠佳。
为解决上述问题,本发明采用以下技术方案:
一种用于塑料的热塑性无机纤维的制备方法,制备的具体过程为:将聚乙烯醇颗粒加入水中,加热至60~70℃,并恒温机械搅拌,30~45min后可充分溶胀;溶胀的聚乙烯醇加入98℃的热水中,煮沸并搅拌,直至完全溶解分散;将硅酸钠粉末加入聚乙烯醇水溶液中,充分搅拌均匀,再缓慢滴加硝酸钙溶液,硅酸钠与硝酸钙发生复分解反应,生成硅酸钙纤维并从溶液中析出,同时聚乙烯醇分子嵌入硅酸钙纤维中,实现对硅酸钙纤维的改性;对产物进行离心分离,取沉淀物进行水洗、真空干燥,即可制得聚乙烯醇改性的硅酸钙纤维;将聚乙烯醇改性的硅酸钙纤维与聚酰胺树脂混合均匀,加入双转子混炼机中,通过高温混炼使聚酰胺包覆于硅酸钙纤维表面,赋予纤维热塑性,同时聚酰胺与纤维内部的聚乙烯醇形成强烈的氢键作用,使包覆层致密牢固,即可制得聚酰胺包覆的热塑性硅酸钙纤维。
优选的,所述聚乙烯醇的醇解度为85~90%,聚合度为1700~1800;
优选的,所述聚乙烯醇溶胀过程中,聚乙烯醇与水的质量比为1:10~1:8;
优选的,所述溶胀聚乙烯醇的溶解分散过程中,溶胀聚乙烯醇与水的质量比为1:3~1:2;
优选的,所述硅酸钠粉末为白色或灰白色结晶,模数为1.5~3.5;
优选的,所述硝酸钙溶液的质量浓度为70~90%;
优选的,所述机械搅拌采用旋桨式搅拌器、涡轮式搅拌器、桨式搅拌器、锚式搅拌器或螺带式搅拌器中的一种,搅拌转速为200~300r/min;
优选的,所述离心分离采用过滤式离心分离机或沉降式离心分离机中的一种,转鼓转速为2000~3000r/min,混合液处理量为10~20m3/h;
优选的,所述真空干燥的温度为60~80℃,干燥时间为12~15h;;
优选的,所述聚酰胺为PA6、PA66、PA610、PA12或PA612中的一种;
优选的,所述聚乙烯醇改性的硅酸钙纤维与聚酰胺树脂混合的质量比为8:1~12:1;
优选的,所述双转子混炼机为连续型混炼机,转子直径为100~150mm,转子转速为200~400r/min;所述混炼过程的温度为高于所采用聚酰胺的熔点5~15℃。
由上述方法制备得到的一种用于塑料的热塑性无机纤维。
本发明提供了一种用于塑料的热塑性无机纤维及制备方法,与现有技术相比,其突出的特点和优异的效果在于:
1、本发明提出了硝酸钙和硅酸钠在聚乙烯醇水溶液进行制备硅酸钙纤维,从而得到用于塑料的热塑性无机纤维的方法。
2、本发明通过硅酸钙纤维在沉淀过程中,溶液中的聚乙烯醇分子成功嵌入硅酸钙纤维中,聚乙烯醇和硅酸钙的表面包覆物聚酰胺通过氢键的强烈作用紧密连接,形成一层致密的包覆层,所得热塑性无机纤维在塑料加工过程中,依靠聚酰胺对无机纤维的牢固包覆,提高了表面粘结力,无机纤维材料表现出良好的热塑性。
3、本发明的制备中利用聚酰胺和塑料树脂的良好相容性,极大改善了无机纤维在塑料中的分散性,增加了无机纤维的使用添加量,从而提高了改性塑料的机械性能,提升了改性效果。
4、本发明的制备工艺过程较为简单,易于控制,成本较低,便于推广生产。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明,但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。
实施例1
(1)聚乙烯醇改性的硅酸钙纤维的制备的具体过程为:
将聚乙烯醇颗粒加入水中,加热至65℃,并恒温机械搅拌,38min后可充分溶胀;溶胀的聚乙烯醇加入98℃的热水中,煮沸并搅拌,直至完全溶解分散;将硅酸钠粉末加入聚乙烯醇水溶液中,充分搅拌均匀,再缓慢滴加硝酸钙溶液,对产物进行离心分离,取沉淀物进行水洗、真空干燥,即可制得聚乙烯醇改性的硅酸钙纤维;聚乙烯醇的醇解度为88%,聚合度为1750;聚乙烯醇溶胀过程中,聚乙烯醇与水的质量比为1:9;溶胀聚乙烯醇的溶解分散过程中,溶胀聚乙烯醇与水的质量比为1:3;硝酸钙溶液的质量浓度为80%;机械搅拌采用旋桨式搅拌器,搅拌转速为250r/min;离心分离采用过滤式离心分离机,转鼓转速为2500r/min,混合液处理量为15m3/h;真空干燥温度为70℃,干燥时间为13h;
(2)聚酰胺包覆的热塑性硅酸钙纤维的制备的具体过程为:
将聚乙烯醇改性的硅酸钙纤维与聚酰胺树脂混合均匀,加入双转子混炼机中,通过高温混炼使聚酰胺包覆于硅酸钙纤维表面,赋予纤维热塑性,同时聚酰胺与纤维内部的聚乙烯醇形成强烈的氢键作用,使包覆层致密牢固,即可制得聚酰胺包覆的热塑性硅酸钙纤维;聚酰胺为PA66;聚乙烯醇改性的硅酸钙纤维与聚酰胺树脂混合的质量比为10:1;双转子混炼机转子直径为130mm,转子转速为300r/min,混炼过程温度为263℃。
将热塑性硅酸钙纤维与树脂基体在混合机中预混均匀后,进行挤出并造粒,即可实现对塑料的增强改性;树脂基体为聚乙烯;热塑性硅酸钙纤维在塑料中的添加质量分数为30%;
实施例1制得的用于塑料的热塑性无机纤维,其热塑加工性、添加量及增强效果如表1所示。
实施例2
(1)聚乙烯醇改性的硅酸钙纤维的制备的具体过程为:
将聚乙烯醇颗粒加入水中,加热至60℃,并恒温机械搅拌, 45min后可充分溶胀;溶胀的聚乙烯醇加入98℃的热水中,煮沸并搅拌,直至完全溶解分散;将硅酸钠粉末加入聚乙烯醇水溶液中,充分搅拌均匀,再缓慢滴加硝酸钙溶液,对产物进行离心分离,取沉淀物进行水洗、真空干燥,即可制得聚乙烯醇改性的硅酸钙纤维;聚乙烯醇的醇解度为85%,聚合度为1800;聚乙烯醇溶胀过程中,聚乙烯醇与水的质量比为1:10;溶胀聚乙烯醇的溶解分散过程中,溶胀聚乙烯醇与水的质量比为1:3;硝酸钙溶液的质量浓度为70%;机械搅拌采用涡轮式搅拌器,搅拌转速为200r/min;离心分离采用沉降式离心分离机,转鼓转速为2000r/min,混合液处理量为10m3/h;真空干燥温度为60℃,干燥时间为15h;
(2)聚酰胺包覆的热塑性硅酸钙纤维的制备的具体过程为:
将聚乙烯醇改性的硅酸钙纤维与聚酰胺树脂混合均匀,加入双转子混炼机中,通过高温混炼使聚酰胺包覆于硅酸钙纤维表面,赋予纤维热塑性,同时聚酰胺与纤维内部的聚乙烯醇形成强烈的氢键作用,使包覆层致密牢固,即可制得聚酰胺包覆的热塑性硅酸钙纤维;聚酰胺为PA66;聚乙烯醇改性的硅酸钙纤维与聚酰胺树脂混合的质量比为8:1;双转子混炼机转子直径为150mm,转子转速为200r/min;混炼过程的温度为260℃。
将热塑性硅酸钙纤维与树脂基体在混合机中预混均匀后,进行挤出并造粒,即可实现对塑料的增强改性;树脂基体为聚丙烯;热塑性硅酸钙纤维在塑料中的添加质量分数为35%;
实施例2制得的用于塑料的热塑性无机纤维,其热塑加工性、添加量及增强效果如表1所示。
实施例3
(1)聚乙烯醇改性的硅酸钙纤维的制备的具体过程为:
将聚乙烯醇颗粒加入水中,加热至70℃,并恒温机械搅拌,45min后可充分溶胀;溶胀的聚乙烯醇加入98℃的热水中,煮沸并搅拌,直至完全溶解分散;将硅酸钠粉末加入聚乙烯醇水溶液中,充分搅拌均匀,再缓慢滴加硝酸钙溶液,对产物进行离心分离,取沉淀物进行水洗、真空干燥,即可制得聚乙烯醇改性的硅酸钙纤维;聚乙烯醇的醇解度为90%,聚合度为1800;聚乙烯醇溶胀过程中,聚乙烯醇与水的质量比为1:8;溶胀聚乙烯醇的溶解分散过程中,溶胀聚乙烯醇与水的质量比为1:2;硝酸钙溶液的质量浓度为90%;机械搅拌采用桨式搅拌器,搅拌转速为300r/min;离心分离采用过滤式离心分离机,转鼓转速为3000r/min,混合液处理量为20m3/h;真空干燥温度为80℃,干燥时间为12h;
(2)聚酰胺包覆的热塑性硅酸钙纤维的制备的具体过程为:
将聚乙烯醇改性的硅酸钙纤维与聚酰胺树脂混合均匀,加入双转子混炼机中,通过高温混炼使聚酰胺包覆于硅酸钙纤维表面,赋予纤维热塑性,同时聚酰胺与纤维内部的聚乙烯醇形成强烈的氢键作用,使包覆层致密牢固,即可制得聚酰胺包覆的热塑性硅酸钙纤维;聚酰胺为PA66;聚乙烯醇改性的硅酸钙纤维与聚酰胺树脂混合的质量比为12:1;双转子混炼机转子直径为100mm,转子转速为400r/min;混炼过程的温度为261℃。
将热塑性硅酸钙纤维与树脂基体在混合机中预混均匀后,进行挤出并造粒,即可实现对塑料的增强改性;树脂基体为聚氯乙烯;热塑性硅酸钙纤维在塑料中的添加质量分数为30%;
实施例3制得的用于塑料的热塑性无机纤维,其热塑加工性、添加量及增强效果如表1所示。
实施例4
(1)聚乙烯醇改性的硅酸钙纤维的制备的具体过程为:
将聚乙烯醇颗粒加入水中,加热至64℃,并恒温机械搅拌,38min后可充分溶胀;溶胀的聚乙烯醇加入98℃的热水中,煮沸并搅拌,直至完全溶解分散;将硅酸钠粉末加入聚乙烯醇水溶液中,充分搅拌均匀,再缓慢滴加硝酸钙溶液,对产物进行离心分离,取沉淀物进行水洗、真空干燥,即可制得聚乙烯醇改性的硅酸钙纤维;聚乙烯醇的醇解度为86%,聚合度为1720;聚乙烯醇溶胀过程中,聚乙烯醇与水的质量比为1:9;溶胀聚乙烯醇的溶解分散过程中,溶胀聚乙烯醇与水的质量比为1:3;硝酸钙溶液的质量浓度为85%;机械搅拌采用旋桨式搅拌器,搅拌转速为260r/min;离心分离采用过滤式离心分离机,转鼓转速为2400r/min,混合液处理量为16m3/h;真空干燥温度为65℃,干燥时间为13h;
(2)聚酰胺包覆的热塑性硅酸钙纤维的制备的具体过程为:
将聚乙烯醇改性的硅酸钙纤维与聚酰胺树脂混合均匀,加入双转子混炼机中,通过高温混炼使聚酰胺包覆于硅酸钙纤维表面,赋予纤维热塑性,同时聚酰胺与纤维内部的聚乙烯醇形成强烈的氢键作用,使包覆层致密牢固,即可制得聚酰胺包覆的热塑性硅酸钙纤维;聚酰胺为PA66;聚乙烯醇改性的硅酸钙纤维与聚酰胺树脂混合的质量比为11:1;双转子混炼机转子直径为120mm,转子转速为350r/min;混炼过程的温度为259℃。
将热塑性硅酸钙纤维与树脂基体在混合机中预混均匀后,进行挤出并造粒,即可实现对塑料的增强改性;树脂基体为聚苯乙烯;热塑性硅酸钙纤维在塑料中的添加质量分数为35%;
实施例4制得的用于塑料的热塑性无机纤维,其热塑加工性、添加量及增强效果如表1所示。
实施例5
(1)聚乙烯醇改性的硅酸钙纤维的制备的具体过程为:
将聚乙烯醇颗粒加入水中,加热至68℃,并恒温机械搅拌,42min后可充分溶胀;溶胀的聚乙烯醇加入98℃的热水中,煮沸并搅拌,直至完全溶解分散;将硅酸钠粉末加入聚乙烯醇水溶液中,充分搅拌均匀,再缓慢滴加硝酸钙溶液,对产物进行离心分离,取沉淀物进行水洗、真空干燥,即可制得聚乙烯醇改性的硅酸钙纤维;聚乙烯醇的醇解度为89%,聚合度为1760;聚乙烯醇溶胀过程中,聚乙烯醇与水的质量比为1:8;溶胀聚乙烯醇的溶解分散过程中,溶胀聚乙烯醇与水的质量比为1:3;硝酸钙溶液的质量浓度为85%;机械搅拌采用桨式搅拌器,搅拌转速为270r/min;离心分离采用沉降式离心分离机,转鼓转速为2600r/min,混合液处理量为14m3/h;真空干燥温度为75℃,干燥时间为13h;
(2)聚酰胺包覆的热塑性硅酸钙纤维的制备的具体过程为:
将聚乙烯醇改性的硅酸钙纤维与聚酰胺树脂混合均匀,加入双转子混炼机中,通过高温混炼使聚酰胺包覆于硅酸钙纤维表面,赋予纤维热塑性,同时聚酰胺与纤维内部的聚乙烯醇形成强烈的氢键作用,使包覆层致密牢固,即可制得聚酰胺包覆的热塑性硅酸钙纤维;聚酰胺为PA66;聚乙烯醇改性的硅酸钙纤维与聚酰胺树脂混合的质量比为9:1;双转子混炼机转子直径为130mm,转子转速为320r/min;混炼过程的温度为265℃。
将热塑性硅酸钙纤维与树脂基体在混合机中预混均匀后,进行挤出并造粒,即可实现对塑料的增强改性;树脂基体为聚四氟乙烯;热塑性硅酸钙纤维在塑料中的添加质量分数为40%;
实施例5制得的用于塑料的热塑性无机纤维,其热塑加工性、添加量及增强效果如表1所示。
实施例6
(1)聚乙烯醇改性的硅酸钙纤维的制备的具体过程为:
将聚乙烯醇颗粒加入水中,加热至64℃,并恒温机械搅拌,37min后可充分溶胀;溶胀的聚乙烯醇加入98℃的热水中,煮沸并搅拌,直至完全溶解分散;将硅酸钠粉末加入聚乙烯醇水溶液中,充分搅拌均匀,再缓慢滴加硝酸钙溶液,对产物进行离心分离,取沉淀物进行水洗、真空干燥,即可制得聚乙烯醇改性的硅酸钙纤维;聚乙烯醇的醇解度为88%,聚合度为1500;聚乙烯醇溶胀过程中,聚乙烯醇与水的质量比为1:9;溶胀聚乙烯醇的溶解分散过程中,溶胀聚乙烯醇与水的质量比为1:3;硝酸钙溶液的质量浓度为80%;机械搅拌采用旋桨式搅拌器,搅拌转速为250r/min;离心分离采用沉降式离心分离机,转鼓转速为2500r/min,混合液处理量为16m3/h;真空干燥温度为72℃,干燥时间为14h;
(2)聚酰胺包覆的热塑性硅酸钙纤维的制备的具体过程为:
将聚乙烯醇改性的硅酸钙纤维与聚酰胺树脂混合均匀,加入双转子混炼机中,通过高温混炼使聚酰胺包覆于硅酸钙纤维表面,赋予纤维热塑性,同时聚酰胺与纤维内部的聚乙烯醇形成强烈的氢键作用,使包覆层致密牢固,即可制得聚酰胺包覆的热塑性硅酸钙纤维;聚酰胺为PA66;聚乙烯醇改性的硅酸钙纤维与聚酰胺树脂混合的质量比为10:1;双转子混炼机转子直径为140mm,转子转速为280r/min;混炼过程的温度为266℃。
将热塑性硅酸钙纤维与树脂基体在混合机中预混均匀后,进行挤出并造粒,即可实现对塑料的增强改性;树脂基体为聚乙烯;热塑性硅酸钙纤维在塑料中的添加质量分数为35%;
实施例6制得的用于塑料的热塑性无机纤维,其热塑加工性、添加量及增强效果如表1所示。
对比例1
(1)硅酸钙纤维的制备:未使用聚乙烯醇对硅酸钙进行改性,其他与实施例6一致;
(2)聚酰胺包覆的热塑性硅酸钙纤维的制备:与实施例6一致;
(3)热塑性硅酸钙纤维用于塑料的改性:与实施例6一致;
对比例1制得的用于塑料的热塑性无机纤维,其热塑加工性、添加量及增强效果如表1所示。
表1:
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Claims (7)

1.一种用于塑料的热塑性无机纤维的制备方法,其特征在于:制备的具体过程为:将聚乙烯醇颗粒加入水中,加热至60~70℃,并恒温机械搅拌,30~45min后可充分溶胀;溶胀的聚乙烯醇加入98℃的热水中,煮沸并搅拌,直至完全溶解分散;将硅酸钠粉末加入聚乙烯醇水溶液中,充分搅拌均匀,再缓慢滴加硝酸钙溶液,硅酸钠与硝酸钙发生复分解反应,生成硅酸钙纤维并从溶液中析出,同时聚乙烯醇分子嵌入硅酸钙纤维中,实现对硅酸钙纤维的改性;对产物进行离心分离,取沉淀物进行水洗、真空干燥,即可制得聚乙烯醇改性的硅酸钙纤维;将聚乙烯醇改性的硅酸钙纤维与聚酰胺树脂混合均匀,加入双转子混炼机中,通过高温混炼使聚酰胺包覆于硅酸钙纤维表面,赋予纤维热塑性,同时聚酰胺与纤维内部的聚乙烯醇形成强烈的氢键作用,使包覆层致密牢固,即可制得聚酰胺包覆的热塑性硅酸钙纤维;所述聚乙烯醇改性的硅酸钙纤维与聚酰胺树脂混合的质量比为8:1~12:1;所述双转子混炼机为连续型混炼机,转子直径为100~150mm,转子转速为200~400r/min;所述混炼过程的温度为高于所采用聚酰胺的熔点5~15℃。
2.根据权利要求1所述一种用于塑料的热塑性无机纤维的制备方法,其特征在于:所述聚乙烯醇的醇解度为85~90%,聚合度为1700~1800。
3.根据权利要求1所述一种用于塑料的热塑性无机纤维的制备方法,其特征在于:所述聚乙烯醇溶胀过程中,聚乙烯醇与水的质量比为1:10~1:8;所述溶胀聚乙烯醇的溶解分散过程中,溶胀聚乙烯醇与水的质量比为1:3~1:2。
4.根据权利要求1所述一种用于塑料的热塑性无机纤维的制备方法,其特征在于:所述硅酸钠模数为1.5~3.5;所述硝酸钙溶液的质量浓度为70~90%。
5.根据权利要求1所述一种用于塑料的热塑性无机纤维的制备方法,其特征在于:所述机械搅拌采用旋桨式搅拌器、涡轮式搅拌器、桨式搅拌器、锚式搅拌器或螺带式搅拌器中的一种,搅拌转速为200~300r/min;所述离心分离采用过滤式离心分离机或沉降式离心分离机中的一种,转鼓转速为2000~3000r/min,混合液处理量为10~20m3/h;所述真空干燥的温度为60~80℃,干燥时间为12~15h。
6.根据权利要求1所述一种用于塑料的热塑性无机纤维的制备方法,其特征在于:所述聚酰胺为PA6、PA66、PA610、PA12或PA612中的一种。
7.权利要求1-6任一项所述方法制备得到的用于塑料的热塑性无机纤维。
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CN101736443B (zh) * 2009-12-04 2011-11-23 北京化工大学 一种生物活性玻璃复合碳纳米纤维及其制备方法
CN102747439A (zh) * 2011-04-21 2012-10-24 中国科学院合肥物质科学研究院 分散性纳米复合材料及其制备方法
US9701814B2 (en) * 2013-01-08 2017-07-11 Reliance Industries Limited Polymeric composition and a method for preparation thereof
CN107129678A (zh) * 2017-05-11 2017-09-05 阜阳三环水泥制品有限公司 一种聚乙烯醇改性的耐水型石膏‑聚酰胺6复合材料及其制备方法

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