一种含有粘胶纤维复配成核剂的混凝土增强用高强度聚丙烯粗纤维及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种含有粘胶纤维复配成核剂的混凝土增强用高强度聚丙烯粗纤维及其制备方法。本发明的聚丙烯粗纤维为90～99﹪聚丙烯、0.1～2.5﹪成核剂、0.5～5﹪增容剂、0.1～1.5﹪抗氧化剂、0.1～1﹪紫外吸收剂的共混物。制备方法是首先将成核剂干燥至恒重，然后与其他所含物质按比例混合成混合料，将混合料通过双螺杆挤出机挤出，并由喷丝板喷丝，再经水冷、热水牵伸、热辊牵伸、热定型，成粗纤维。本发明采用有机无机复配成核剂改性聚丙烯，获得高强度高模量的聚丙烯粗纤维。本发明方法改性与纺丝工艺一步完成，更有利于简化生产工艺，降低产品成本。
【专利说明】—种含有粘胶纤维复配成核剂的混凝土增强用高强度聚丙烯粗纤维及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高分子材料【技术领域】，涉及一种高强度聚丙烯粗纤维及其制备方法，特别是一种含有粘胶纤维复配成核剂的混凝土增强用高强度聚丙烯粗纤维及其制备方法。
【背景技术】
[0002]混凝土由于其具有抗压强度高的优点，被广泛应用于包括房屋、桥梁、大坝、机场、公路、铁路、港口等多种具有不同应力特点和性能要求的场合，是目前用量较大的建筑材料之一。但其也存在韧性差、抗拉强度低、脆性大、易开裂等缺点。因此，提高混凝土的抗拉强度和韧性，延长其工程使用寿命是提高混凝土性能的重要方向，具有重要的应用价值。
[0003]通过将混凝土与各种纤维混合以增加混凝土抗拉强度是目前被广泛使用的方法。其中聚丙烯纤维能有效提高混凝土的冲击韧性和抗裂、抗冻、抗渗能力、同时自身具有较好的化学稳定性，良好的自分散性，耐酸碱、耐腐蚀，等特点而被广泛用作混凝土增强的一种纤维材料。
[0004]申请号为01142105.3的中国专利公开了一种用于改善混凝土开裂缺陷的聚丙烯纤维及其制备方法，通过将改性高聚物树脂添加到聚丙烯树脂中进行熔融纺丝，纺丝温度为240?310°C，并用烷基磷酸乙醇胺进行表面处理，得到的纤维与混凝土粘结性增强，且与水泥基体相容性较好，从而提高混凝土的抗裂性，具有防止混凝土开裂的特点。申请号为98103243.5的中国专利提出了用微细聚丙烯纤维增强水泥基复合材料。主要用于防开裂和防渗漏要求较高的大型水利设施和储罐。其中水泥基体100份，微细聚丙烯纤维0.005?0.5，微细聚丙烯纤维的单丝长度为0.5?20.dtex,长度为3?50mm。申请号为96116519.7的中国专利，公布了一种水泥防裂用聚丙烯粗纤维，该纤维为表面多孔，截面为Y型，在水泥混凝土中掺入0.9kg/m3的该纤维能显著提高水泥制品的力学性能。申请号为200810021644.3的中国专利，公布了一种混凝土用聚丙烯粗纤维及其制备方法。该专利采用无定形二氧化硅、硅灰活粉煤灰的一种或多种作为界面改性剂，并加入一定量的聚丙烯白色母粒，抗氧化剂和紫外吸收剂，制得一种改性聚丙烯纤维。该种纤维表面的界面改性剂能参与水化反应，改善纤维与水泥基体的界面粘结性，增强纤维在水泥中的分散性，使得纤维对水泥混凝土的增强增韧效果得以充分发挥。
[0005]上述专利公开的一些聚丙烯纤维增强水泥混凝土方法，主要是采取增加纤维表面粗糙度，改善纤维与混凝土界面性能等方法来提高混凝土的强度及抗裂性。但是通过以上方法改性的聚丙烯纤维对混凝土的韧性和抗裂性改善十分有限。
[0006]在采用聚丙烯纤维制备高性能混凝土的方法中，聚丙烯纤维的模量和强度直接影响混凝土的韧性和抗裂性能。为了获得高强度高模量的纤维，本专利采用以黏胶纤维作为成核剂中有机成分与成核剂中无机成分复配加入聚丙烯后，在促进聚丙烯的异相成核提高聚丙烯结晶度的同时，能诱导聚丙烯结晶沿纤维单丝方向取向，使聚丙烯粗纤维各向异性，从而更有利于提升聚丙烯粗纤维在拉伸方向的强度模量。
【发明内容】
[0007]本发明的一个目的是针对现有技术的不足，提供一种含有粘胶纤维复配成核剂的混凝土增强用高强度聚丙烯粗纤维，该纤维具有较高的强度和模量，可用于制备高性能混凝土材料。
[0008]本发明的含有粘胶纤维复配成核剂的混凝土增强用高强度聚丙烯粗纤维为共混物，该共混物包括聚丙烯、成核剂、增容剂、抗氧化剂、紫外吸收剂；各原料在含有粘胶纤维复配成核剂的混凝土增强用高强度聚丙烯粗纤维中的重量百分含量为:聚丙烯90?99 %、成核剂0.1?2.5 %、增容剂0.5?5 %、抗氧化剂0.1?1.5 %、紫外吸收剂0.1?I % ;
所述的聚丙烯为等规度> 97 %的均聚物，熔融指数为3?40g/10min ；
所述的成核剂为有机无机复配成核剂；该有机无机复配成核剂由有机成分与无机成分按照质量比为1:20?20:1构成，其中有机成分为黏胶纤维，无机成分为凹凸棒土、碳酸钙、氧化硅、蒙脱土中的一种或多种。
[0009]所述的黏胶纤维的长度为2?IOmm ;黏胶纤维单丝纤度为1.1?6.6dtex。
[0010]所述的增容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、丙烯酸接枝聚丙烯、丙烯酰胺接枝聚丙烯、甲基丙烯酸接枝聚丙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯中的一种或多种；增容剂的作用是提高无机填料与聚丙烯之间的相容性，增强界面粘结性，提高材料的力学性能。
[0011]所述的抗氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂b215、抗氧化剂168、抗氧化剂1076、抗氧化剂b225中的一种；抗氧化剂的作用是减少聚丙烯粗纤维加工过程中氧化降解。
[0012]所述的紫外吸收剂为UV-12、UV-326、UV-327、UV-328、UV-329、UV-770 中的一种，紫外吸收剂的作用是减少聚丙烯粗纤维使用过程中的光老化。
[0013]本发明的另一个目的就是提供制备上述含有粘胶纤维复配成核剂的混凝土增强用高强度聚丙烯粗纤维的方法。
[0014]制备该含有粘胶纤维复配成核剂的混凝土增强用高强度聚丙烯粗纤维的方法具体是:
步骤(I).首先将成核剂干燥至恒重，然后将聚丙烯、成核剂、增容剂、抗氧化剂、紫外吸收剂，按照比例混合成混合料；
制备100重量份的含有粘胶纤维复配成核剂的混凝土增强用高强度聚丙烯粗纤维，所用的各物质的量为:90?99份的聚丙烯、0.1?2.5份的成核剂、0.5?5份的增容剂、0.1?1.5份的抗氧化剂、0.1?I份的紫外吸收剂。
[0015]步骤(2).将混合料通过双螺杆挤出机挤出，并由喷丝板喷丝，再经水冷、热水牵伸、热辊牵伸、热定型，得到高强度聚丙烯粗纤维。
[0016]双螺杆挤出机的加工温度为:加料段120?150°C、塑化段150?180°C、均化段180?205°C，机头温度180?195°C，螺杆转速为80?250rpm。
[0017]所述的喷丝板的温度为250?270°C ;喷丝板口模形状为圆形、椭圆形、三角形、正方形中的一种。
[0018]所述的水冷为将喷丝后的聚合物熔体经10?40°C的水浴骤冷，形成低结晶度聚丙烯纤维，便于在拉伸中获得更高的拉伸倍数和取向度；
所述的热水牵伸的水浴温度为60?95°C，牵伸倍率为2?6倍； 所述的热辊牵伸的牵伸温度为120?150°C，牵伸倍率为1.5?6倍；
所述的热定型温度为110?150°C，时间为15s?5min。
[0019]本发明采用有机无机复配成核剂改性聚丙烯，诱导聚丙烯沿碳纤维单丝的方向结晶，使材料各向异性，从而提升聚丙烯粗纤维在拉伸方向的强度，获得高强度高模量的聚丙烯粗纤维。本发明聚丙烯粗纤维可增强混凝土的强度，延长其使用寿命。本发明方法改性与纺丝工艺一步完成，更有利于简化生产工艺，降低产品成本。
【具体实施方式】
[0020]下面结合具体实施例对本发明做进一步的分析(所用的聚丙烯为等规度> 97 %的均聚物，熔融指数为3?40g/10min ;黏胶纤维的长度为2?IOmm ;黏胶纤维单丝纤度为1.1 ?6.6dtex)。
[0021]实施例1.步骤(I).将96g聚丙烯、3.5g马来酸酐接枝聚丙烯、0.3g抗氧化剂1010、0.2g紫外吸收剂UV-12混合成IOOg混合料；
步骤(2).将混合料加入到双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机的加工温度为加料段150°C、塑化段180°C、均化段190°C，机头温度185°C，螺杆转速为200rpm ;再由250°C喷丝板喷丝，喷丝板口模形状为圆形，再经10°C水浴水冷，在60°C水浴中进行热水牵伸，牵伸倍率为5倍，然后120°C下进行热辊牵伸，牵伸倍率为4倍，最后110°C下热定型5min，得到聚丙烯粗纤维。
[0022]实施例1制备得到的聚丙烯粗纤维当量直径为1mm，断裂强度为500Mpa，弹性模量为4026Mpa，断裂伸长率为15 %。
[0023]实施例2.步骤(I).将94.5g聚丙烯、1.5g黏胶纤维-凹凸棒土复配成核剂(黏胶纤维:凹凸棒土 =1:20),3.5g马来酸酐接枝聚丙烯、0.3g抗氧化剂1010、0.2g紫外吸收剂UV-12混合成IOOg混合料；
步骤(2).将混合料加入到双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机的加工温度为加料段150°C、塑化段180°C、均化段190°C，机头温度185°C，螺杆转速为200rpm ;再由250°C喷丝板喷丝，喷丝板口模形状为圆形，再经10°C水浴水冷，在60°C水浴中进行热水牵伸，牵伸倍率为5倍，然后120°C下进行热辊牵伸，牵伸倍率为4倍，最后110°C下热定型5min，得到聚丙烯粗纤维。
[0024]实施例2制备得到的聚丙烯粗纤维当量直径为1mm，断裂强度为650Mpa，弹性模量为12148Mpa，断裂伸长率为25 %。
[0025]实施例3.步骤(I).将95g聚丙烯、Ig黏胶纤维-凹凸棒土复配成核剂(黏胶纤维:凹凸棒土=1:20),3.5g马来酸酐接枝聚丙烯、0.3g抗氧化剂1010,0.2g紫外吸收剂UV-12混合成IOOg混合料；
步骤(2).将混合料加入到双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机的加工温度为加料段150°C、塑化段180°C、均化段190°C，机头温度185°C，螺杆转速为200rpm ;再由250°C喷丝板喷丝，喷丝板口模形状为圆形，再经10°C水浴水冷，在60°C水浴中进行热水牵伸，牵伸倍率为5倍，然后120°C下进行热辊牵伸，牵伸倍率为4倍，最后110°C下热定型5min，得到聚丙烯粗纤维。
[0026]实施例3制备得到的聚丙烯粗纤维当量直径为1mm，断裂强度为595Mpa，弹性模量为7929Mpa，断裂伸长率为20 %。
[0027]实施例4.步骤(I).将94.7g聚丙烯、1.3g黏胶纤维-凹凸棒土复配成核剂(黏胶纤维:凹凸棒土 =1:20),3.5g马来酸酐接枝聚丙烯、0.3g抗氧化剂1010、0.2g紫外吸收剂UV-12混合成IOOg混合料；
步骤(2).将混合料加入到双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机的加工温度为加料段150°C、塑化段180°C、均化段190°C，机头温度185°C，螺杆转速为200rpm ;再由250°C喷丝板喷丝，喷丝板口模形状为圆形，再经10°C水浴水冷，在60°C水浴中进行热水牵伸，牵伸倍率为5倍，然后120°C下进行热辊牵伸，牵伸倍率为4倍，最后110°C下热定型5min，得到聚丙烯粗纤维。
[0028]实施例4制备得到的聚丙烯粗纤维当量直径为1mm，断裂强度为620Mpa，弹性模量为10720Mpa，断裂伸长率为23 %。
[0029]实施例5.步骤(I).将94.Sg聚丙烯、1.2g黏胶纤维-凹凸棒土复配成核剂(黏胶纤维:凹凸棒土 =1:20),3.5g马来酸酐接枝聚丙烯、0.3g抗氧化剂1010、0.2g紫外吸收剂UV-12混合成IOOg混合料；
步骤(2).将混合料加入到双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机的加工温度为加料段150°C、塑化段180°C、均化段190°C，机头温度185°C，螺杆转速为200rpm ;再由250°C喷丝板喷丝，喷丝板口模形状为圆形，再经10°C水浴水冷，在60°C水浴中进行热水牵伸，牵伸倍率为5倍，然后120°C下进行热辊牵伸，牵伸倍率为4倍，最后110°C下热定型5min，得到聚丙烯粗纤维。
[0030]实施例5制备得到的聚丙烯粗纤维当量直径为1mm，断裂强度为612Mpa，弹性模量为9510Mpa，断裂伸长率为22 %。
[0031]表I实施例1?5制备得到的聚丙烯粗纤维性能参数表_实施例__12 3 4 5
_聚丙烯/g__96 94.5 95 94.7 94.8
_成核剂/g__- 1.5 I 1.3 1.2
_抗氧剂/g__0.3 0.S 0.3 0.3 0.3
紫外吸收剂/g__0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
_增容剂/g_ 3.5 3.5 3.5 5.5 3.5
当量直径/mm11111
断裂强度 Zjea__500 650 595 62Q 612
弹性模量/Mpa4026 12148 7929 10720 9510
___________ ___________ ____________ ___________ ___________
断裂伸长率/% I 15 I 25 I 20 I 23 I 22
如表1所示，根据实施例1~5对比可知在加入有机无机复配成核剂后，聚丙烯粗纤维的强度与模量均有显著的提高，制备得到的聚丙烯粗 纤维性能更佳。
[0032]实施例6.步骤(1).将90g聚丙烯、2.5g黏胶纤维-凹凸棒土复配成核剂(黏胶纤维:凹凸棒土=20:1),5g丙烯酸接枝聚丙烯、1.5g抗氧化剂b215、lg紫外吸收剂UV-326，混合成100g混合料；
步骤(2).将混合料加入到双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机的加工温度为加料段120°C、塑化段150°C、均化段180°C，机头温度180°C，螺杆转速为80rpm ;接着由250°C喷丝板喷丝，喷丝板口模形状为圆形，再经10°C水浴水冷，在60°C水浴中进行热水牵伸，牵伸倍率为2倍，然后120°C下进行热辊牵伸，牵伸倍率为1.5倍，最后110°C下热定型5min，得到高强度聚丙烯粗纤维。
[0033]实施例7.步骤(1).将99g聚丙烯、0.1g黏胶纤维-碳酸钙复配成核剂(黏胶纤维:碳酸钙=1:5)、0.5g丙烯酰胺接枝聚丙烯、0.1g抗氧化剂168、0.3g紫外吸收剂UV-327，混合成100g混合料；
步骤(2).将混合料加入到双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机的加工温度为加料段125°C、塑化段155°C、均化段185°C，机头温度185°C，螺杆转速为IOOrpm ;接着由255°C喷丝板喷丝，喷丝板口模形状为圆形，再经15°C水浴水冷，在65°C水浴中进行热水牵伸，牵伸倍率为2倍，然后125°C下进行热辊牵伸，牵伸倍率为2倍，最后120°C下热定型4min，得到高强度聚丙烯粗纤维。
[0034]实施例8.步骤(1).将98g聚丙烯、0.5g黏胶纤维-氧化硅复配成核剂(黏胶纤维:氧化硅=1:1)、Ig甲基丙烯酸接枝聚丙烯、0.4g抗氧化剂1076、0.1g紫外吸收剂UV-328，混合成100g混合料；
步骤(2).将混合料加入到双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机的加工温度为加料段130°C、塑化段160°C、均化段190°C，机头温度185°C，螺杆转速为150rpm ;然后由260°C喷丝板喷丝，喷丝板口模形状为圆形，再经20°C水浴水冷，70°C水浴中进行热水牵伸,牵伸倍率为4倍，接着在130°C下进行热辊牵伸，牵伸倍率为3倍，最后125°C下热定型3min，得到高强度聚丙烯粗纤维。
[0035]实施例9.步骤(I).将95g聚丙烯、Ig黏胶纤维-蒙脱土复配成核剂(黏胶纤维:蒙脱土 =1:10)、2g甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯、Ig抗氧化剂b225、Ig紫外吸收剂UV-329，混合成IOOg混合料；
步骤(2).将混合料加入到双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机的加工温度为加料段135°C、塑化段165°C、均化段195°C，机头温度190°C，螺杆转速为200rpm ;然后由265°C喷丝板喷丝，喷丝板口模形状为正方形，再经25°C水浴水冷，75°C水浴中进行热水牵伸，牵伸倍率为5倍，接着在140°C下进行热辊牵伸，牵伸倍率为4倍，最后在130°C下热定型2min，得到高强度聚丙烯粗纤维。
[0036]实施例10.步骤(I).将94g聚丙烯、2g黏胶纤维-凹凸棒土-蒙脱土复配成核剂(黏胶纤维:凹凸棒土:蒙脱土 =1:10:10)U.5g马来酸酐接枝聚丙烯、Ig甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯、Ig抗氧化剂b225、0.5g紫外吸收剂UV-770，混合成IOOg混合料；
步骤(2).将混合料加入到双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机的加工温度为加料段140°C、塑化段170°C、均化段200°C，机头温度195°C，螺杆转速为250rpm ;然后由270°C喷丝板喷丝，喷丝板口模形状为三角形，再经30°C水浴水冷，80°C水浴中进行热水牵伸,牵伸倍率为6倍，接着在145°C下进行热辊牵伸，牵伸倍率为5倍，最后在140°C下热定型lmin，得到高强度聚丙烯粗纤维。
[0037]实施例11.步骤(I).将94g聚丙烯、2g黏胶纤维-碳酸钙-氧化硅复配成核剂(黏胶纤维:碳酸隹丐:氧化娃=1:5:10)、2g马来酸酐接枝聚丙烯、0.5g丙烯酸接枝聚丙烯、Ig抗氧化剂168、0.5g紫外吸收剂UV-770，混合成IOOg混合料；
步骤(2).将混合料加入到双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机的加工温度为加料段145°C、塑化段175°C、均化段205°C，机头温度195°C，螺杆转速为250rpm;然后由270°C喷丝板喷丝，喷丝板口模形状为椭圆形，再经35°C水浴水冷，90°C水浴中进行热水牵伸,牵伸倍率为6倍，接着在150°C下进行热辊牵伸，牵伸倍率为6倍，最后在145°C下热定型30s，得到高强度聚丙烯粗纤维。
[0038]实施例12.步骤(I).将94g聚丙烯、2g黏胶纤维-凹凸棒土 -蒙脱土-碳酸钙复配成核剂(黏胶纤维:凹凸棒土:蒙脱土:碳酸钙=1:5:5:5)、lg马来酸酐接枝聚丙烯、Ig甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯、0.5g丙烯酸接枝聚丙烯、Ig抗氧化剂168、0.5g紫外吸收剂UV-770，混合成IOOg混合料；
步骤(2).将混合料加入到双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机的加工温度为加料段150°C、塑化段180°C、均化段205°C，机头温度195°C，螺杆转速为250rpm ;然后由270°C喷丝板喷丝，喷丝板口模形状为圆形，再经40°C水浴水冷，95°C水浴中进行热水牵伸,牵伸倍率为6倍，接着在150°C下进行热辊牵伸，牵伸倍率为6倍，最后在150°C下热定型15s，得到高强度聚丙烯粗纤维。
[0039] 上述实施例并非是对于本发明的限制，本发明并非仅限于上述实施例，只要符合本发明要求，均属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种含有粘胶纤维复配成核剂的混凝土增强用高强度聚丙烯粗纤维及其制备方法，为共混物，其特征在于该共混物包括聚丙烯、成核剂、增容剂、抗氧化剂、紫外吸收剂；各原料在含有粘胶纤维复配成核剂的混凝土增强用高强度聚丙烯粗纤维中的重量百分含量为:聚丙烯90~99 %、成核剂0.1~2.5 %、增容剂0.5~5 %、抗氧化剂0.1~1.5 %、紫外吸收剂0.1~I %。
2.如权利要求1所述的一种含有粘胶纤维复配成核剂的混凝土增强用高强度聚丙烯粗纤维及其制备方法，其特征在于所述的聚丙烯为等规度> 97 %的均聚物，熔融指数为3~40g/10min。
3.如权利要求1所述的一种含有粘胶纤维复配成核剂的混凝土增强用高强度聚丙烯粗纤维及其制备方法，其特征在于所述的成核剂为有机无机复配成核剂；该有机无机复配成核剂由有机成分与无机成分按照质量比为1:20~20:1构成，其中有机成分为黏胶纤维，无机成分为凹凸棒土、碳酸钙、氧化硅、蒙脱土中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的一种含有粘胶纤维复配成核剂的混凝土增强用高强度聚丙烯粗纤维及其制备方法，其特征在于所述的粘胶纤维的长度为2~10mm，粘胶纤维单丝纤度为 1.1 ~6.6dtex。
5.如权利要求1所述的一种含有粘胶纤维复配成核剂的混凝土增强用高强度聚丙烯粗纤维及其制备方法，其特征在于所述的增容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、丙烯酸接枝聚丙烯、丙烯酰胺接枝聚丙烯、甲基丙烯酸接枝聚丙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯中的一种或多种；增容剂的作用是提高无机填料与聚丙烯之间的相容性，增强界面粘结性，提高材料的力学性能。
6.如权利要求1所述的一种含有粘胶纤维复配成核剂的混凝土增强用高强度聚丙烯粗纤维及其制备方法，其特征在于所述的抗氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂b215、抗氧化剂168、抗氧化剂1076、抗氧化剂b225中的一种；抗氧化剂的作用是减少聚丙烯粗纤维加工过程中氧化降解。
7.如权利要求1所述的一种含有粘胶纤维复配成核剂的混凝土增强用高强度聚丙烯粗纤维及其制备方法，其特征在于所述的紫外吸收剂为UV-12、UV-326、UV-327、UV-328、UV-329、UV-770中的一种，紫外吸收剂的作用是减少聚丙烯粗纤维使用过程中的光老化。
8.制备如权利要求1所述的一种含有粘胶纤维复配成核剂的混凝土增强用高强度聚丙烯粗纤维及其制备方法的方法，其特征在于该方法包括以下步骤: 步骤(1).首先将成核剂干燥至恒重，然后将聚丙烯、成核剂、增容剂、抗氧化剂、紫外吸收剂，按照比例混合成混合料； 制备100重量份的含有粘胶纤维复配成核剂的混凝土增强用高强度聚丙烯粗纤维，所用的各物质的量为:90~99份的聚丙烯、0.1~2.5份的成核剂、0.5~5份的增容剂、0.1~1.5份的抗氧化剂、0.1~1份的紫外吸收剂； 步骤(2).将混合料通过双螺杆挤出机挤出，并由喷丝板喷丝，再经水冷、热水牵伸、热辊牵伸、热定型，得到高强度聚丙烯粗纤维； 所述的聚丙烯为等规度> 97 %的均聚物，熔融指数为3~40g/10min ； 所述的成核剂为有机无机复配成核剂；该有机无机复配成核剂由有机成分与无机成分按照质量比为1:20~20:1构成，其中有机成分为黏胶纤维，无机成分为凹凸棒土、碳酸钙、氧化硅、蒙脱土中的一种或多种； 所述的粘胶纤维的长度为2~IOmm,粘胶纤维单丝纤度为0.7~1.5dtex ； 所述的增容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、丙烯酸接枝聚丙烯、丙烯酰胺接枝聚丙烯、甲基丙烯酸接枝聚丙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯中的一种或多种；增容剂的作用是提高无机填料与聚丙烯之间的相容性，增强界面粘结性，提高材料的力学性能； 所述的抗氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂b215、抗氧化剂168、抗氧化剂1076、抗氧化剂b225中的一种；抗氧化剂的作用是减少聚丙烯粗纤维加工过程中氧化降解； 所述的紫外吸收剂为UV-12、UV-326、UV-327、UV-328、UV-329、UV-770中的一种，紫外吸收剂的作用是减少聚丙烯粗纤维使用过程中的光老化。
9.如权利要求8所述的一种含有粘胶纤维复配成核剂的混凝土增强用高强度聚丙烯粗纤维及其制备方法的制备方法，其特征在于所述的双螺杆挤出机的加工温度为:加料段.120~150°C、塑化段150~180°C、均化段180~205°C，机头温度180~195°C，螺杆转速为 80 ~250rpm ； 所述的喷丝板的温度为250~270°C ;喷丝板口模形状为圆形、椭圆形、三角形、正方形中的一种。
10.如权利要求8所述的一种含有粘胶纤维复配成核剂的混凝土增强用高强度聚丙烯粗纤维及其制备方法的制备方法，其特征在于所述的水冷为将喷丝后的聚合物熔体经.10~40°C的水浴骤冷，形成低结晶度聚丙烯纤维，便于在拉伸中获得更高的拉伸倍数和取向度； 所述的热水牵伸的水浴温度为60~95°C，牵伸倍率为2~6倍； 所述的热辊牵伸的牵伸温度为120~150°C，牵伸倍率为1.5~6倍； 所述的热定型温度为110~150°C，时间为15s~5min。
【文档编号】D01F6/46GK103510181SQ201310411491
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年9月11日 优先权日:2013年9月11日
【发明者】程亚军, 沈杰, 付俊 申请人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所