專(zhuān)利名稱：：一種混凝土用聚丙烯粗纖維及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種聚丙烯纖維及其制備方法，特別是涉及一種混凝土用聚丙烯粗纖維及其制備方法。
背景技術(shù)：
：混凝土是應(yīng)用廣泛非常重要的建筑材料，目前正向高性能、功能化、高耐久性方向發(fā)展。但混凝土固有的抗拉強(qiáng)度低、脆性大、韌性差、抵抗形變能力差等缺點(diǎn)制約了其發(fā)展與應(yīng)用。近數(shù)十年來(lái)，使用合成纖維來(lái)增強(qiáng)混凝土，可達(dá)到改善其抗裂防滲性能，優(yōu)化力學(xué)性能，提高抗凍融能力等目的。合成纖維在混凝土中已經(jīng)得到了廣泛的使用，由于裂縫的減少或消除，保持了砂漿混凝土結(jié)構(gòu)的整體性，改善了其耐久性，從而減少了結(jié)構(gòu)修補(bǔ)與維護(hù)成本，達(dá)到了節(jié)材節(jié)能的目的。除此之外，合成纖維的使用無(wú)需改變混凝土的配合比與施工條件，應(yīng)用方便。目前得的到應(yīng)用的合成纖維主要有聚乙烯纖維(乙綸)、聚丙烯纖維(丙綸)、聚丙烯腈(腈綸)、聚乙烯醇(維尼綸)、聚酰胺纖維(尼龍)、聚酯纖維(滌綸)及上述聚合物復(fù)合纖維等。按纖維直徑大小來(lái)劃分混凝土用增強(qiáng)纖維，可分為直徑小于100微米的細(xì)纖維與直徑大于100微米的粗纖維。直徑細(xì)的合成纖維對(duì)阻止混凝土的早期塑性開(kāi)裂非常有效，但由于細(xì)纖維的摻量不能過(guò)高，對(duì)硬化混凝土的抗開(kāi)裂、韌性、彎拉強(qiáng)度、抗沖擊性等性能的改善有限。以往用鋼纖維阻止硬化混凝土的開(kāi)裂，提高混凝土韌性與抗沖擊性能，但鋼纖維存在銹蝕的問(wèn)題，且摻量高時(shí)施工中有結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，也會(huì)磨損或損害攪拌器/車(chē)的圓筒及輸送管道。粗合成纖維是一種新型的增強(qiáng)增韌材料，耐腐蝕、易分散、摻量低于鋼纖維，能提高混凝土的抗干縮開(kāi)裂與韌性，在惡劣環(huán)境工程中能替代鋼纖維或焊接纖維網(wǎng)，抵抗溫度應(yīng)力，在路面工程中使用也不會(huì)損壞交通工具的輪胎?？蓮V泛用于噴射混凝土、混凝土路面、橋面及工業(yè)地坪、機(jī)場(chǎng)跑道、裝卸碼頭和停車(chē)場(chǎng)等。合成纖維在混凝土中的使用拓寬了纖維的應(yīng)用領(lǐng)域。在紡織行業(yè)適用的纖維并不具備在混凝土中應(yīng)用的性能，為了發(fā)揮合成纖維在混凝土中的相應(yīng)作用，要求其除了具備合適的力學(xué)性能外，還必須在混凝土中具有良好的分散性，這樣才能使之發(fā)揮阻裂作用；纖維與混凝土的界面粘結(jié)強(qiáng)度也是影響纖維在混凝土中使用效果的主要因素之一。在纖維混凝土承受拉力時(shí)，荷載由混凝土通過(guò)纖維-混凝土界面?zhèn)鬟f給纖維，如果界面沒(méi)有粘結(jié)，纖維容易產(chǎn)生滑移無(wú)法產(chǎn)生增強(qiáng)作用；界面粘結(jié)不充分，則可能發(fā)生界面粘結(jié)破壞，纖維也無(wú)法充分發(fā)揮其增強(qiáng)作用。只有在界面粘結(jié)充分的情況下，纖維才能充分發(fā)揮增強(qiáng)作用。針對(duì)以上情況，提高合成纖維在砂漿混凝土中的分散性，改善纖維-混凝土基材之間的弱界面狀態(tài)，成為本
技術(shù)領(lǐng)域：
研究開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)與熱點(diǎn)之一。由于聚丙烯為疏水性聚合物，與混凝土基材沒(méi)有可以相互作用的官能團(tuán)，因此在保證粗纖維分散良好的前提下，改善纖維-基材之間的界面性能是非常有必要的，這也是充分發(fā)揮聚丙烯粗纖維增強(qiáng)增韌效果的前提之一。在砂漿混凝土使用較多的聚丙烯纖維為直徑范圍為20-50微米的細(xì)纖維，其最主要作用就是減少或抑制早期塑性開(kāi)裂。針對(duì)提高分散性與改善纖維-基材界面的改性方法也非常多，而對(duì)混凝土用聚丙烯粗纖維的改進(jìn)技術(shù)就少有報(bào)道。中國(guó)專(zhuān)利ZL200410033670.X公開(kāi)了一種混凝土用增強(qiáng)型改性聚丙烯粗纖維及其制備方法，其纖度為64-9300旦尼爾，當(dāng)量直徑為0.1mm-1.2mm，抗拉強(qiáng)度為280-500MPa，彈性模量3800-5000MPa，極限拉伸率為15%-30%。并通過(guò)用含有親水基團(tuán)的高分子化合物與聚丙烯共混，固化前再經(jīng)過(guò)物理和化學(xué)的方法對(duì)粗纖維表面進(jìn)行凹凸螺紋處理，從而使粗纖維與混凝土之間有良好的握裹力，改善或提高混凝土的韌性、抗沖擊、抗裂、抗凍、防滲、彎拉以及耐久性等綜合性能。中國(guó)專(zhuān)利ZL200620024146.5公布了一種工程用碳塑加強(qiáng)筋，其特點(diǎn)是在直徑為0.5-0.8毫米的柱面上軸向分布有若干個(gè)相互平行的"V"或"U"形凹槽。中國(guó)專(zhuān)利ZL200510002624.8公開(kāi)了一種異型塑鋼纖維的生產(chǎn)方法，其直徑為0.5-1.5mm，長(zhǎng)度為20-60mm，通過(guò)先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和纖維結(jié)構(gòu)的特殊處理，以獲得表面粗糙、斷面為五葉、六葉及多棱形狀，橫截面為凹凸形、波浪形、鋸齒形狀的纖維。US6863969B2也公開(kāi)了一種混凝土用的粗纖維，纖維的截面形狀為橢圓形或其他多邊形，截面的平均寬度為1.0-5.0毫米，截面的平均厚度為0.1-0.3毫米，以此來(lái)減少纖維的成團(tuán)并使纖維-基體的粘接力提高。US20030082376A1也公開(kāi)了類(lèi)似的粗纖維產(chǎn)品。從以上對(duì)聚丙烯粗纖維的改性方法可以看出，現(xiàn)有技術(shù)的研究均集中在通過(guò)使用物理方法形成粗糙的表面與制備異型截面的粗纖維來(lái)提高其在混凝土中握裹力，從而發(fā)揮出粗纖維的增強(qiáng)效果。但僅僅通過(guò)物理方法或添加親水性聚合物的方法來(lái)提高分散性、改善纖維-基材之間的界面還是存在一定的局限性纖維與基材之間的界面無(wú)法充分被水化產(chǎn)物填充，親水性聚合物的存在會(huì)使界面存在水膜聚集，使水灰比過(guò)大，相應(yīng)增大了孔隙率，從而影響纖維的增強(qiáng)增韌效果。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種新型混凝土用聚丙烯粗纖維，該纖維表面上的界面改性劑能參與水化反應(yīng)，改善纖維-混凝土基材的界面，具有良好的分散性，不影響混凝土的工作性，在一定程度上減少或抑制硬化混凝土的裂縫，提高抗沖擊等力學(xué)性能，改善抗?jié)B、抗凍融等耐久性能。本發(fā)明所述混凝土用聚丙烯粗纖維單纖維直徑或等效直徑為0.08-1.5mm，對(duì)應(yīng)的纖度為40-14200旦尼爾，斷裂強(qiáng)度大于450MPa，彈性模量大于5000MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為5%-30%。所謂等效直徑是當(dāng)纖維截面為三角形等異形截面時(shí)換算成圓形所得到的直徑。本發(fā)明的纖維長(zhǎng)度為10-60mm。本發(fā)明單纖維直徑或等效直徑優(yōu)選為0.6mm-1.2mm，對(duì)應(yīng)的纖度為2275-9100旦尼爾，斷裂強(qiáng)度為450-500MPa，彈性模量為5000-5400MPa，優(yōu)選的斷裂伸長(zhǎng)率為15%-20%，優(yōu)選的纖維長(zhǎng)度為20-50mm。本發(fā)明所述混凝土用聚丙烯粗纖維包括聚丙烯、重量為聚丙烯加入量0.1%-25%的界面改性劑、重量為聚丙烯加入量0.0%-5.0%的聚丙烯白色色母粒、重量為聚丙烯加入量0.1-0.5%的抗氧化劑和重量為聚丙烯加入量0.1-0.3%的紫外吸收劑。聚丙烯白色色母粒為常規(guī)的市售產(chǎn)品，主要由白色顏料與聚丙烯共混而成。上述各組分的優(yōu)選比例是包括聚丙烯、重量為聚丙烯加入量0.2%-15%的界面改性劑、重量為聚丙烯加入量0.0%-3.0%的聚丙烯白色色母粒、重量為聚丙烯加入量0.1-0.3%的抗氧化劑和重量為聚丙烯加入量0.15-0.25%的紫外吸收劑。上述各級(jí)分最優(yōu)選的比例是包括聚丙烯、重量為聚丙烯加入量0.5%-5%的界面改性劑、重量為聚丙烯加入量0.0%-2.0%的聚丙烯白色色母粒、重量為聚丙烯加入量0.15-0.20%的抗氧化劑和重量為聚丙烯加入量0.15-0.20%的紫外吸收劑。上述聚丙烯為等規(guī)度不小于96%的均聚物，熔融指數(shù)為l-50g/10min,優(yōu)選的為等規(guī)度不小于98%的均聚物，熔融指數(shù)為2-25g/10min。上述界面改性劑為經(jīng)過(guò)表面處理的界面改性劑，選自微納米級(jí)的無(wú)定形二氧化硅、硅灰與粉煤灰其中的一種或一種以上任意比例的混合物。界面改性劑具體的表面處理即改性的方法為采用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)改性劑進(jìn)行表面處理，以二氧化硅為例，其具體改性方法是用去離子水將二氧化硅配置成重量濃度為5%的懸浮液，在乳化機(jī)中以5000r/min的轉(zhuǎn)速，分散30min，轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，攪拌并升溫，當(dāng)溫度達(dá)到70'C時(shí)，一次加入配制好的充分水解的重量濃度為15%硅烷偶聯(lián)劑水溶液，且保證硅垸偶聯(lián)劑的用量為納米二氧化硅的1%，恒溫反應(yīng)1.0-3.5小時(shí)；將懸浮液過(guò)濾、低溫烘干備用。當(dāng)采用硅灰或粉煤灰或硅灰與粉煤灰的混合物或二氧化硅與硅灰和/或粉煤灰的混合物作為界面改性劑時(shí)，改性方法和上述單用二氧化硅時(shí)的改性方法相同。上述方法為常規(guī)的公知方法。作為界面改性劑所用的無(wú)定形二氧化硅、硅灰與粉煤灰的粒徑要求小于20微米，它們不僅具有一定的親水性，分布在粗纖維表面的界面改性劑可以賦予纖維一定的親水性，提高纖維的分散性，而且更為重要的是，在粗纖維摻入混凝土使用時(shí)，它們能參與水化反應(yīng)，形成的水化產(chǎn)物成為改善纖維-基體界面性能的"橋梁"。由于硅灰及粉煤灰為灰色或褐色等深色物質(zhì)，當(dāng)用到硅灰或粉煤灰作界面改性劑時(shí)，需要加入聚丙烯白色色母粒，其添加量為聚丙烯的1.0%-5.0%，使聚丙烯粗纖維產(chǎn)品外觀為白色或淺色。由于聚丙烯在加工過(guò)程中容易熱氧老化，在應(yīng)用過(guò)程中易受紫外照射而老化，故本發(fā)明中加入了抗氧化劑和紫外吸收劑。本發(fā)明在使用界面改性劑改善纖維-基材界面性能的基礎(chǔ)上，在纖維牽伸熱定型后，對(duì)其進(jìn)行表面壓痕處理，其壓痕的間距為5mm，壓痕為"V"形，"V"形壓痕的上口寬度為0.4mm，深度為纖維直徑或當(dāng)量直徑的5%，壓痕垂直粗纖維的軸向。這樣可以增大纖維與基材的接觸面積，形成一定的物理鉚合作用，增強(qiáng)界面物理粘結(jié)，有效防止纖維混凝土在載荷條件下被拔出，從而使粗纖維增強(qiáng)增韌的作用得到更充分的發(fā)揮。本發(fā)明的截面形狀可以為圓形、三角形、矩形、五邊形、字形、中空形。異型截面的纖維可更進(jìn)一步增加纖維的握裹力。本發(fā)明的制備方法是將聚丙烯及其各組分干燥至恒重后按比例混合均勻，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)的噴絲板擠出后，進(jìn)行水浴冷卻，然后在高于聚丙烯玻璃化溫度的條件下進(jìn)行分級(jí)多次拉伸；在完成拉伸后，對(duì)粗纖維束噴灑重量濃度為5.0。/。常規(guī)聚丙烯紡絲用油劑后進(jìn)行熱定型，再對(duì)纖維進(jìn)行表面壓痕處理，最后按長(zhǎng)度要求切斷、打包即得混凝土用聚丙烯粗纖維產(chǎn)品。上述各組分的混合在高速混合機(jī)中進(jìn)行，以使界面改性劑、抗氧化劑等組分的均勻分散。擠出過(guò)程中螺桿擠出成型溫度為機(jī)筒加料段為170-200°C,塑化段為210-24(TC，均化段為250-270°C，模具噴絲板溫度為270-300°C。熔體在經(jīng)噴絲板流出后在10-20。C的水浴中冷卻，高溫熔體的驟冷可以使聚丙烯保持較低的結(jié)晶度，非晶區(qū)較多的纖維可在后牽伸階段達(dá)到較大的牽伸倍數(shù)，從而獲得良好的力學(xué)性能。水浴中含有重量濃度為3.0%常規(guī)聚丙烯紡絲用油劑，如HMB-202(浙江皇馬化工集團(tuán)股份有限公司)、HAPP-66(江蘇省海安石油化工廠)、2038(常州靈達(dá)化學(xué)品有限公司)，其作用是使纖維束有較好的平滑性與集束性、抗靜電性，并防止?fàn)可爝^(guò)程中纏繞羅拉。上述分級(jí)多次拉伸拉伸級(jí)數(shù)為2-5級(jí)，總拉伸倍數(shù)為3-10倍。由于是在高于聚丙烯玻璃化溫度的條件下進(jìn)行，這樣就保證了聚合物分子鏈的蠕動(dòng)、伸展與排列，從而充分取向。上述熱定型在80。C-135。C條件下進(jìn)行。熱定型目的是消除粗纖維在被強(qiáng)制拉伸時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，而沒(méi)有進(jìn)行熱定型單絲在應(yīng)用時(shí)遇高溫會(huì)發(fā)生收縮。本發(fā)明所述聚丙烯粗纖維的主要性能指標(biāo)(參考GB/T14335-93、GB/T14337-93、GB/T21120-2007相關(guān)測(cè)試方法進(jìn)行)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>*:耐堿性能是按照GB/T21120-2007附錄B水泥混凝土和砂漿用合成纖維耐堿性能試驗(yàn)方法進(jìn)行檢測(cè)，是指纖維的斷裂強(qiáng)度保持率》95%。本發(fā)明所述混凝土用聚丙烯粗纖維具有以下特點(diǎn)1、為了改善纖維-基材的界面性能，所用的界面改性劑本身具有親水性，分布在粗纖維表面能賦予纖維持久的親水性，從而改變了聚丙烯的疏水本質(zhì)，提高了纖維的分散性與握裹力。2、界面改性劑如無(wú)定形二氧化硅、硅灰及粉煤灰均能參與水化反應(yīng)，形成的水化產(chǎn)物能夠填充纖維-基材之間弱界面中的空隙，使界面更為致密，從而極大地改善了它們之間的弱界面狀態(tài)。3、抗氧化劑的加入減少或消除了聚丙烯高溫加工過(guò)程中的熱氧老化，而紫外吸收劑的加入則提高了聚丙烯粗纖維抗老化能力。4、在纖維牽伸熱定型后，對(duì)其進(jìn)行表面壓痕處理，這些表面的"V"形刻痕可以增加纖維與基材之間有接觸面積，形成纖維與基材的物理鉚合，當(dāng)纖維混凝土承受載荷時(shí)，纖維不會(huì)輕易被拔出。5、當(dāng)粗纖維的橫截面為三角形、矩形、五邊形、字形、中空形時(shí)，可以增加界面改性劑與混凝土基材的接觸面積，有更多的界面改性劑參與水化反應(yīng)。6、制備新型混凝土用聚丙烯粗纖維所用的界面改性劑熱穩(wěn)定性好，在紡絲溫度范圍內(nèi)不會(huì)發(fā)生熱分解；均能耐酸堿腐蝕，從而保證纖維在強(qiáng)堿性條件下力學(xué)性能不惡化，同時(shí)界面改性劑成本低、來(lái)源廣泛穩(wěn)定。本發(fā)明由于含有界面改性劑、抗氧化劑與紫外吸收劑，并通過(guò)表面壓痕對(duì)粗纖維表面進(jìn)行處理，使纖維具有一定的親水性、良好的分散性、與基材的界面性能得到改善，耐熱氧老化并具有長(zhǎng)期抗老化性能。能夠提高或改善粗纖維增強(qiáng)混凝土的防裂、抗?jié)B、抗折、韌性、抗沖擊性以及抗凍融、耐火防爆裂性能，能延長(zhǎng)混凝土構(gòu)件的服役壽命，減少維護(hù)與修補(bǔ)費(fèi)用，節(jié)能節(jié)材，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用中，儲(chǔ)運(yùn)容易、摻入方便，與鋼纖維相比，在較低摻量下就能達(dá)到等同的增強(qiáng)增韌效果，且基本上不影響混凝土的容重。它不需要改變混凝土原來(lái)的配合比，對(duì)混凝土的工作性幾乎無(wú)影響，在海洋惡劣環(huán)境或高腐蝕性環(huán)境中比鋼纖維更有優(yōu)勢(shì)，在巖土護(hù)坡加固中可部分或全部取代焊接纖維網(wǎng)，能增加混凝土路面及工業(yè)地坪的耐磨性。在噴射混凝土中使用時(shí)，能減少揚(yáng)塵與噴射混凝土的回彈，增加混凝土的粘聚性并減少離析，減少對(duì)混凝土泵及噴射管的磨損，即使纖維的使用長(zhǎng)度達(dá)到噴射管直徑的0.7倍，也不會(huì)發(fā)生噴射管堵塞。具體實(shí)施例方式下面用實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明，但所述實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不是限制本發(fā)明。實(shí)施例1對(duì)二氧化硅進(jìn)行表面處理，方法如下稱取一定質(zhì)量的納米二氧化硅，用去離子水配置重量濃度為5%的懸浮液，在乳化機(jī)中以5000r/min的轉(zhuǎn)速，分散30min，轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，攪拌并升溫，當(dāng)溫度達(dá)到70'C時(shí)，一次加入配制好的充分水解的重量濃度為150/o的Y-甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷(KH570)水溶液，且保證KH570的用量為納米二氧化硅的1%，恒溫反應(yīng)1.0小時(shí)；將懸浮液過(guò)濾、低溫烘干備用。所用原材料均干燥至恒重后備用。將熔融指數(shù)為8g/10min的聚丙烯切片5kg加入高速混合機(jī)，再分別加入0.25kg已表面處理的二氧化硅、5g抗氧化劑1076、5g紫外吸收劑UV327，混合均勻后，把物料轉(zhuǎn)移到雙螺桿擠出機(jī)料斗中，螺桿各區(qū)的設(shè)定溫度如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>熔體經(jīng)過(guò)熔融、靜態(tài)混合器混合、過(guò)濾器過(guò)濾后，從噴絲板的圓形噴絲孔擠出，進(jìn)入1(TC的水浴中冷卻，水浴中含有3.0%常規(guī)聚丙烯紡絲用油劑2038(常州靈達(dá)化學(xué)品有限公司)，出水浴后的纖維在8(TC的熱輥上牽伸4.5倍，再經(jīng)烘箱加熱，繼續(xù)在135'C的熱輥上二次拉伸，倍數(shù)為2.0倍，拉伸完成后通過(guò)油嘴向纖維束噴射油劑2038的5.0%水溶液，接著纖維進(jìn)行熱定型，定型后對(duì)纖維進(jìn)行表面壓痕處理，切斷成預(yù)定長(zhǎng)度的聚丙烯粗纖維，打包成品。產(chǎn)品記號(hào)為A。實(shí)施例2對(duì)二氧化硅進(jìn)行表面處理，方法如實(shí)施例l。所用原材料均干燥至恒重后備用。將熔融指數(shù)為12g/10min的聚丙烯切片5kg加入高速混合機(jī)，再分別加入0.50kg已表面處理的二氧化硅、7.5g抗氧化劑DLTP、5g紫外吸收劑UV327，混合均勻后，把物料轉(zhuǎn)移到雙螺桿擠出機(jī)料斗中，螺桿各區(qū)的設(shè)定溫度如下<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>熔體經(jīng)過(guò)熔融、靜態(tài)混合器混合、過(guò)濾器過(guò)濾后，從噴絲板的正五邊形噴絲孔擠出，進(jìn)入15。C的水浴中冷卻，水浴中含有3.0%常規(guī)聚丙烯紡絲用油劑2038(常州靈達(dá)化學(xué)品有限公司)，出水浴后的纖維在8(TC的熱輥上牽伸5.0倍，再經(jīng)烘箱加熱，繼續(xù)在135°C的熱輥上二次拉伸，倍數(shù)為2.0倍，拉伸完成后通過(guò)油嘴向纖維束噴射油劑2038的5.0%水溶液，接著纖維進(jìn)行熱定型，定型后對(duì)纖維進(jìn)行表面壓痕處理，切斷成預(yù)定長(zhǎng)度的聚丙烯粗纖維，打包成品。產(chǎn)品記號(hào)為B。實(shí)施例3對(duì)硅灰進(jìn)行表面處理，方法如下稱取一定質(zhì)量的硅灰，用去離子水配置重量濃度為5%的懸浮液，在乳化機(jī)中以6000r/min的轉(zhuǎn)速，分散30min，轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，攪拌并升溫，當(dāng)溫度達(dá)到70'C時(shí)，一次加入配制好的充分水解的重量濃度為15%的￥-甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷(KH570)水溶液，且保證KH570的用量為硅灰的2。/。，恒溫反應(yīng)1.0小時(shí)；將懸浮液過(guò)濾、低溫烘干備用。所用原材料均干燥至恒重后備用。將熔融指數(shù)為15g/10min的聚丙烯切片5kg加入高速混合機(jī)，再分別加入0.15kg聚丙烯白色色母粒、0.20kg己表面處理的硅灰、10.0g抗氧化劑DLTP、7.5g紫外吸收劑UV327,混合均勻后，把物料轉(zhuǎn)移到雙螺桿擠出機(jī)料斗中，螺桿各區(qū)的設(shè)定溫度如下<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>熔體經(jīng)過(guò)熔融、靜態(tài)混合器混合、過(guò)濾器過(guò)濾后，從噴絲板的圓形噴絲孔擠出，進(jìn)入1(TC的水浴中冷卻，水浴中含有3.0%常規(guī)聚丙烯紡絲用油劑2038(常州靈達(dá)化學(xué)品有限公司)，出水浴后的纖維在8(TC的熱輥上牽伸4.0倍，再經(jīng)烘箱加熱，繼續(xù)在13(TC的熱輥上二次拉伸，倍數(shù)為1.5倍，拉伸完成后通過(guò)油嘴向纖維束噴射油劑2038的5.0%水溶液，接著纖維進(jìn)行熱定型，定型后對(duì)纖維進(jìn)行表面壓痕處理，切斷成預(yù)定長(zhǎng)度的聚丙烯粗纖維，打包成品。產(chǎn)品記號(hào)為C。實(shí)施例4對(duì)粉煤灰進(jìn)行表面處理，方法如下稱取一定質(zhì)量的粉煤灰，用去離子水配置重量濃度為5%的懸浮液，在乳化機(jī)中以4000r/min的轉(zhuǎn)速，分散25min，轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，攪拌并升溫，當(dāng)溫度達(dá)到7(TC時(shí)，一次加入配制好的充分水解的重量濃度為15%的Y-甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷(KH570)水溶液，且保證KH570的用量為硅灰的1.5%,恒溫反應(yīng)1.0小時(shí)；將懸浮液過(guò)濾、低溫烘干備用。所用原材料均干燥至恒重后備用。將熔融指數(shù)為28g/10min的聚丙烯切片5kg加入高速混合機(jī)，再分別加入0.25kg聚丙烯白色色母粒、O.lOkg已表面處理的粉煤灰、10.0g抗氧化劑DLTP、7.5g紫外吸收劑UV327，混合均勻后，把物料轉(zhuǎn)移到雙螺桿擠出機(jī)料斗中，螺桿各區(qū)的設(shè)定溫度如下<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>熔體經(jīng)過(guò)熔融、靜態(tài)混合器混合、過(guò)濾器過(guò)濾后，從噴絲板的字形噴絲孔擠出，進(jìn)入18。C的水浴中冷卻，水浴中含有3.0%常規(guī)聚丙烯紡絲用油劑2038(常州靈達(dá)化學(xué)品有限公司)，出水浴后的纖維在75'C的熱輥上牽伸4.8倍，再經(jīng)烘箱加熱，繼續(xù)在12(TC的熱輥上二次拉伸，倍數(shù)為1,2倍，拉伸完成后通過(guò)油嘴向纖維束噴射油劑2038的5.0%水溶液，接著纖維進(jìn)行熱定型，定型后對(duì)纖維進(jìn)行表面壓痕處理，切斷成預(yù)定長(zhǎng)度的聚丙烯粗纖維，打包成品。產(chǎn)品記號(hào)為D。實(shí)施例5對(duì)二氧化硅進(jìn)行表面處理，方法如實(shí)施例l。對(duì)硅灰進(jìn)行表面處理，方法如實(shí)施例3。所用原材料均干燥至恒重后備用。將熔融指數(shù)為20g/10min的聚丙烯切片5kg加入高速混合機(jī)，再分別加入0.20kg聚丙烯白色色母粒、己表面處理的二氧化硅與硅灰各0.20kg、10.0g抗氧化劑DLTP、7.5g紫外吸收劑UV327，混合均勻后，把物料轉(zhuǎn)移到雙螺桿擠出機(jī)料斗中，螺桿各區(qū)的設(shè)定溫度如下<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>熔體經(jīng)過(guò)熔融、靜態(tài)混合器混合、過(guò)濾器過(guò)濾后，從噴絲板的圓形噴絲孔擠出，進(jìn)入IO'C的水浴中冷卻，水浴中含有3.0%常規(guī)聚丙烯紡絲用油劑HAPP-66(江蘇省海安石油化工廠)，出水浴后的纖維在8(TC的熱輥上牽伸4.0倍，再經(jīng)烘箱加熱，繼續(xù)在13(TC的熱輥上二次拉伸，倍數(shù)為1.5倍，拉伸完成后通過(guò)油嘴向纖維束噴射油劑HAPP-66的5.0%水溶液，接著纖維進(jìn)行熱定型，定型后對(duì)纖維進(jìn)行表面壓痕處理，切斷成預(yù)定長(zhǎng)度的聚丙烯粗纖維，打包成品。產(chǎn)品記號(hào)為E。實(shí)施例6對(duì)二氧化硅進(jìn)行表面處理，方法如實(shí)施例l。對(duì)硅灰進(jìn)行表面處理，方法如實(shí)施例3。對(duì)粉煤灰進(jìn)行表面處理，方法如實(shí)施例4。所用原材料均干燥至恒重后備用。將熔融指數(shù)為22g/10min的聚丙烯切片5kg加入高速混合機(jī)，再分別加入0.25kg聚丙烯白色色母粒、0.20kg已表面處理的二氧化硅、硅灰與粉煤粉各0.10kg、12.0g抗氧化劑DLTP、10.0g紫外吸收劑UV327，混合均勻后，200810021644.3說(shuō)明書(shū)第10/11頁(yè)把物料轉(zhuǎn)移到雙螺桿擠出機(jī)料斗中，螺桿各區(qū)的設(shè)定溫度如下-<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>熔體經(jīng)過(guò)熔融、靜態(tài)混合器混合、過(guò)濾器過(guò)濾后，從噴絲板的圓形噴絲孔擠出，進(jìn)入12'C的水浴中冷卻，水浴中含有3.0%常規(guī)聚丙烯紡絲用油劑HAPP-66(江蘇省海安石油化工廠)，出水浴后的纖維在8(TC的熱輥上牽伸4.2倍，再經(jīng)烘箱加熱，繼續(xù)在130。C的熱輥上二次拉伸，倍數(shù)為1.8倍，拉伸完成后通過(guò)油嘴向纖維束噴射油劑HAPP-66的5.0%水溶液，接著纖維進(jìn)行熱定型，定型后對(duì)纖維進(jìn)行表面壓痕處理，切斷成預(yù)定長(zhǎng)度的聚丙烯粗纖維，打包成品。產(chǎn)品記號(hào)為F。各產(chǎn)品的性能匯總?cè)缦卤?<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>注上述物料的單位為kg/m:本發(fā)明的使用效果(測(cè)試依據(jù)GB/T50081-2002普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，CECS13-89鋼纖維混凝土試驗(yàn)方法)如下<table>complextableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>權(quán)利要求1、一種混凝土用聚丙烯粗纖維，其特征在于單纖維的直徑或等效直徑為0.08-1.5mm，對(duì)應(yīng)的纖度為40-14200旦尼爾，斷裂強(qiáng)度大于450MPa，彈性模量大于5000MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為10％-30％。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述混凝土用聚丙烯粗纖維，其特征在于纖維的長(zhǎng)度為10-60mm。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述混凝土用聚丙烯粗纖維，其特征在于所述的聚丙烯粗纖維包括聚丙烯、重量為聚丙烯加入量0.1%-25%的界面改性劑、重量為聚丙烯加入量0.0%-5.0%的聚丙烯白色色母粒、重量為聚丙烯加入量0.1-0.5%的抗氧化劑和重量為聚丙烯加入量0.1-0.3%的紫外吸收劑。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述混凝土用聚丙烯粗纖維，其特征在于所述的聚丙烯為等規(guī)度不小于96%的均聚物，熔融指數(shù)為l-50g/10min。5、根據(jù)權(quán)利要求3所述混凝土用聚丙烯粗纖維，其特征在于所述界面改性劑選自微納米級(jí)的無(wú)定形二氧化硅、硅灰或粉煤灰中的一種或一種以上任意比例的混合物。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述混凝土用聚丙烯粗纖維，其特征在于采用硅灰或粉煤灰作界面改性劑時(shí)，需要加入聚丙烯白色色母粒，其添加量為聚丙烯的1.0%-5.0%，使聚丙烯粗纖維產(chǎn)品為白色或淺色。7、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述混凝土用聚丙烯粗纖維，其特征在于在纖維經(jīng)牽伸熱定型后，對(duì)其進(jìn)行表面壓痕處理，其壓痕的間距為5mm，壓痕為"V"形。8、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述混凝土用聚丙烯粗纖維，其特征在于"V"形壓痕的上口寬度為0.4mm，深度為纖維直徑或當(dāng)量直徑的5%，壓痕垂直纖維的軸向。9、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述混凝土用聚丙烯粗纖維，其特征在于纖維的截面形狀可以為圓形、三角形、矩形、五邊形、"oo"字形、中空形。10、權(quán)利要求1至10任意一項(xiàng)所述混凝土用聚丙烯粗纖維的方法的制備方法，其特征在于將聚丙烯及其各組分干燥至恒重后按比例混合均勻，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)的噴絲板擠出后，進(jìn)行水浴冷卻，然后在高于聚丙烯玻璃化溫度的條件下進(jìn)行分級(jí)多次拉伸；在完成拉伸后，對(duì)粗纖維束噴灑重量濃度為5.0%的常規(guī)聚丙烯紡絲用油劑后進(jìn)行熱定型，再對(duì)纖維進(jìn)行表面壓痕處理，最后按長(zhǎng)度要求切斷、打包。11、根據(jù)權(quán)利要求10所述混凝土用聚丙烯粗纖維的方法的制備方法，其特征在于水浴溫度為10-20°C，水浴中含有重量濃度為3.0%的常規(guī)聚丙烯紡絲用油劑。12、根據(jù)權(quán)利要求10所述混凝土用聚丙烯粗纖維的方法的制備方法，其特征在于拉伸級(jí)數(shù)為2-5級(jí)，總拉伸倍數(shù)為3-10倍。13、根據(jù)權(quán)利要求10所述混凝土用聚丙烯粗纖維的方法的制備方法，其特征在于熱定型在80-135"C條件下進(jìn)行。全文摘要本發(fā)明涉及一種混凝土用聚丙烯粗纖維及其制備方法，其單纖維直徑或等效直徑為0.08-1.5mm，對(duì)應(yīng)的纖度為40-14200旦尼爾，斷裂強(qiáng)度大于450MPa，彈性模量大于5000MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為10％-30％。其制備方法是將聚丙烯及其各組分干燥至恒重后混合均勻，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)的噴絲板擠出后，進(jìn)行水浴冷卻，然后在高于聚丙烯玻璃化溫度的條件下進(jìn)行分級(jí)多次拉伸；在完成拉伸后，對(duì)粗纖維束噴灑重量濃度為5.0％的常規(guī)聚丙烯紡絲用油劑后進(jìn)行熱定型，再對(duì)纖維進(jìn)行表面壓痕處理，最后按長(zhǎng)度要求切斷打包。本發(fā)明可以使粗纖維與基體之間具有良好的界面作用力，從而提高或改善粗纖維增強(qiáng)混凝土的防裂、抗?jié)B、抗折、韌性、抗沖擊性以及抗凍融、耐火防爆裂性能。文檔編號(hào)C04B16/06GK101337781SQ20081002164公開(kāi)日2009年1月7日申請(qǐng)日期2008年8月12日優(yōu)先權(quán)日2008年8月12日發(fā)明者劉加平,進(jìn)呂,繆昌文,陽(yáng)知乾申請(qǐng)人:江蘇博特新材料有限公司