一种增强混凝土用改性聚丙烯粗纤维及制备方法_2

文档序号:9560970阅读:来源:国知局
行加大处理的纤维。表面压痕,会使纤维的力学性能受损,尤其是深压痕。本发明所述的表面压痕纤维,优选是浅压痕。
【具体实施方式】
[0024]下面实施例进一步描述本发明,但所述实施例仅用于说明本发明而不是限制本发明。
[0025]实施例1
[0026]恪融指数为3.5dg/min的98%等规聚丙稀和占聚丙稀加入量5%的马来酸酐接枝聚丙烯,通过自传盘式计量装置喂入单螺杆挤出机,喂入的混合料经单螺杆挤出机挤出、静态混合器混合、预过滤器过滤,挤出熔体温度控制为230°C,计量栗计量后,从多孔喷丝板挤出,进入水浴冷却固化成型。纤维经拉伸牵引和热稳定后,纤维表面压痕,对纤维端头进行加大处理。
[0027]纤维长度为50mm,横截面积为0.6mm2,拉伸强度600MPa,弹性模量lOGPa。润湿角5度,具有很好的亲水性能。8kg/m3纤维增强的圆饼,根据ASTM C1550,测试得到在40mm曲挠时的能量吸收为550J。
[0028]实施例2
[0029]恪融指数为2dg/min的99 %等规聚丙稀和占聚丙稀加入量5 %的娃烧偶联剂S1-69,通过自传盘式计量装置喂入单螺杆挤出机,喂入的混合料经单螺杆挤出机挤出、静态混合器混合、预过滤器过滤,挤出熔体温度控制为230°C,计量栗计量后,从多孔喷丝板挤出,进入水浴冷却固化成型。纤维经拉伸牵引和热稳定后,纤维表面压痕,无端头处理。
[0030]纤维长度为60mm,横截面积为0.7mm2,拉伸强度550MPa,弹性模量9GPa,由于化学交联,与混凝土有很强的结合。6kg/m3纤维增强的圆饼,根据ASTM C1550,测试得到在40mm曲挠时的能量吸收为400J。
[0031]实施例3
[0032]熔融指数为3.5dg/min的97%等规聚丙烯,占聚丙烯加入量20%的滑石粉,占聚丙烯加入量5%的抗氧剂和占滑石粉加入量15%分散剂,通过自传盘式计量装置喂入双螺杆挤出机,喂入的混合料经单螺杆挤出机挤出、静态混合器混合、预过滤器过滤,挤出熔体温度控制为230°C,计量栗计量后,从多孔喷丝板挤出,进入水浴冷却固化成型。纤维经拉伸牵引和热稳定后,纤维表面光滑,无端头处理。
[0033]纤维长度为55mm,横截面积为1.0mm2,拉伸强度400MPa,弹性模量llGPa,由于化学交联,与混凝土有很强的结合。6kg/m3纤维增强的圆饼,根据ASTM C1550,测试得到在40mm曲挠时的能量吸收为450J。
[0034]实施例4
[0035]恪融指数为1.2dg/min的99%等规聚丙稀,占聚丙稀加入量5%的马来酸酐接枝聚乙烯和占聚丙烯加入量10%的正硅酸乙酯,通过自传盘式计量装置喂入单螺杆挤出机,喂入的混合料经单螺杆挤出机挤出、静态混合器混合、预过滤器过滤,挤出熔体温度控制为230°C,计量栗计量后,从多孔喷丝板挤出,进入水浴冷却固化成型。纤维经拉伸牵引和热稳定后,纤维表面压痕,对纤维端头进行加大处理。
[0036]纤维长度为65mm,横截面积为0.6mm2,拉伸强度600MPa,弹性模量9.5GPa。润湿角6度,具有很好的亲水性能。由于正硅酸乙酯的硅氧基团可与混凝土发生化学交联,纤维与混凝土的界面结合有了很大的提高。8kg/m3纤维增强的圆饼,根据ASTM C1550,测试得到在40mm曲挠时的能量吸收为700J。
[0037]实施例5
[0038]熔融指数为3.5dg/min的98%等规聚丙烯,占聚丙烯加入量5%的聚乙二醇,占聚丙烯加入量25%的硅土,占聚丙烯加入量5%的抗氧剂和占硅土加入量10%分散剂,通过自传盘式计量装置喂入双螺杆挤出机,喂入的混合料经双螺杆挤出机挤出、静态混合器混合、预过滤器过滤,挤出熔体温度控制为230°C,计量栗计量后,从多孔喷丝板挤出,进入水浴冷却固化成型。纤维经拉伸牵引和热稳定后,纤维表面光滑,无端头处理。
[0039]纤维长度为60mm,横截面积为1.0mm2,拉伸强度500MPa,弹性模量12GPa。润湿角4度,具有很好的亲水性能。由于硅土的Si02可与混凝土发生化学交联,纤维与混凝土的界面结合有了很大的提高。6kg/m3纤维增强的圆饼,根据ASTM C1550,测试得到在40mm曲挠时的能量吸收为500J。
【主权项】
1.一种增强混凝土用改性聚丙烯粗纤维,其特征在于:该纤维为聚丙烯和重量为聚丙烯质量0.1% -40%的改性填料熔融共混、拉伸后制备而成。2.按照权利要求1的一种增强混凝土用改性聚丙烯粗纤维,其特征在于,所述的聚丙烯为等规度大于97%的均聚聚丙烯,熔融指数(MFI)在载重2.6kg、温度230°C条件下小于4dg/min。3.按照权利要求1的一种增强混凝土用改性聚丙烯粗纤维,其特征在于,所述的改性填料为有机改性剂、偶联剂、无机改性填料中的一种或一种以上的混合物。4.按照权利要求3的一种增强混凝土用改性聚丙烯粗纤维,其特征在于,有机改性剂为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、聚乙二醇中的一种或一种以上的混合物; 偶联剂为硅烷偶联剂S1-69、KH570、KH550、KH151、硅胶抗粘连剂、正硅酸乙酯(TEOS)中的一种或一种以上的混合物; 无机改性填料为滑石粉、高岭土、硅土、硅藻土、蒙脱土、水滑石中的一种或一种以上的混合物。5.按照权利要求3的一种增强混凝土用改性聚丙烯粗纤维,其特征在于,无机改性填料时,还需要进一步添加重量为聚丙烯0.1% -5%的抗氧剂和重量为无机改性填料0.1% -15%分散剂。6.按照权利要求1的一种增强混凝土用改性聚丙烯粗纤维,其特征在于,改性聚丙烯粗纤维,通过差示扫描量热法(DSC)的第一次熔融吸收峰,纤维的结晶度为45% -70%。7.按照权利要求1的一种增强混凝土用改性聚丙烯粗纤维,其特征在于,改性聚丙烯粗纤维,400 - 700MPa的拉伸强度和8 - 13GPa的弹性模量。8.制备权利要求1的一种增强混凝土用改性聚丙烯粗纤维的方法,其特征在于,工艺路线如下:聚丙稀及其改性填料一挤出机挤出一模头喷丝一冷却水固化一牵引拉伸一热定型一纤维后处理一卷绕成型一切断一打包。9.按照权利要求8的方法,其特征在于,具体包括如下步骤:将聚丙烯和改性填料按比例从不同填料口添加进挤出机中进行熔融挤出,经挤出机的喷丝模头挤出后,在5 - 20°C水浴中冷却,聚丙烯纤维在110 - 160°C下牵引拉伸5 - 30倍后,对纤维进行热稳定牵引,其温度为110 - 140°C,牵引倍数为1.0 - 1.5倍,之后再对纤维进行后处理、切断和打包。10.按照权利要求8的方法,其特征在于,应用的挤出机,具有压力控制装置,压力控制为0 - 20MPa ;喷丝模头前端,具有排气装置;纤维后处理包括,无后处理、纤维表面压痕处理和纤维端头截面加大处理中的一种或两种混合形式。
【专利摘要】一种增强混凝土用改性聚丙烯粗纤维,属于纤维技术领域。本发明的改性聚丙烯粗纤维为等规聚丙烯和重量为聚丙烯0.1%–40%的改性填料熔融共混、拉伸后制备而成。改性填料的种类分别为有机改性剂、偶联剂和无机改性填料。针对无机改性填料,抗氧剂和分散剂被使用,来防止聚丙烯的降解和提高填料的分散。其制备方法是将聚丙烯和改性填料按比例从不同填料口添加进挤出机中进行熔融挤出,经挤出机的喷丝板挤出后,在水浴中冷却,聚丙烯纤维经过牵引拉伸后,对纤维进行热稳定,再对纤维进行表面后处理、切断和打包。本发明制备的聚丙烯粗纤维,由于改性填料中含有氧化硅基团或亲水基团,可与混凝土发生化学交联,大大提高了纤维与混凝土之间界面结合,从而提高了纤维的增强效果。
【IPC分类】D01F1/10, D01D5/098, D01D13/00, D01F6/46
【公开号】CN105316788
【申请号】CN201510813019
【发明人】石峰, 殷石
【申请人】殷石
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年11月22日
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