專利名稱：一種用于增韌水泥混凝土的聚乙烯醇纖維用紡絲油劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種聚乙烯醇紡絲過程中使用的油劑，特別是涉及一種用于增韌水泥混凝土的聚乙烯醇纖維用紡絲油劑。
背景技術：
聚乙烯醇纖維的價格低、密度小、粘結力高、分散性好、易于攪拌；與其他合成纖維相比，聚乙烯醇纖維親水性好、彈性模量高，并且具有高比表面積，與水泥混凝土相容性好，適用于各種等級的水泥，增強效果明顯。另外，其耐光性和耐堿性也好，具有優(yōu)良的化學穩(wěn)定性，添加用量小(用量僅為石棉的1/5)，且被公認為是最有發(fā)展前途的取代石棉的材料，因此目前對聚乙烯醇在混凝土的應用與研究越來與廣泛。聚乙烯醇纖維增強水泥機理由于聚乙烯醇纖維含有極性基團，其分子鏈上的-C-OH與水泥水化產(chǎn)物-OH基團形成氫鍵，在纖維表面會粘附著較多的水化產(chǎn)物，在纖維和水泥基體間存在化學結合層，從而增進了界面的致密性和加強了界面的粘結，擴大了聚乙烯醇纖維阻裂增強的界面效應范圍。由于一般用于水泥混凝土增強聚乙烯醇纖維需要較高的強度和模量，需要此類纖維有較高的醇解度才可達到增強纖維用的標準，因此纖維會含有大量羥基極性基團，但在實際使用中發(fā)現(xiàn)雖然大量的極性基團與水泥形成的強界面粘結有利于應力有效地從基體向纖維傳遞，更好地發(fā)揮纖維的增強作用，使增強混凝土的強度得以提高，但卻往往由于界面粘結力過強易引起纖維應力集中，增強混凝土的韌性下降。然而，目前市場上及研究者大多只是注重了賦予聚乙烯醇纖維高強高?；δ芑霸鰪娦Ч咝Щ?，而鮮有關注實際使用中對于水泥混凝土各方面性能增益的考慮；而且對于增強水泥混凝土聚乙烯醇纖維表面改性只注重紡絲原料、工藝及設備的改進，而忽略了聚乙烯醇紡絲油劑的重要性，導致了成品絲的一些性能滿足不了土建工程要求，也在一定程度上限制了聚乙烯醇在土建工程中的應用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于增韌水泥混凝土的聚乙烯醇纖維用紡絲油劑，以克服現(xiàn)有技術的不足。該紡絲油劑不僅能夠保持聚乙烯醇纖維本身的較高的強度和模量、高粘結力、良好分散性、高耐光性和耐堿性等優(yōu)點，關鍵是其中的非極性物質(zhì)能夠?qū)垡蚁┐祭w維表面的極性基團起到一定的“屏蔽效應”，避免與基體界面形成應力集中，提高水泥混凝土的韌性。油劑各組分相互協(xié)調(diào)、合理復配，綜合性能優(yōu)良，賦予纖維很好的平滑和集束等特性。
本發(fā)明所提供的一種用于增韌水泥混凝土的聚乙烯醇纖維用紡絲油劑的有效成分由組分A :脂肪烷基酰醇胺，組分B :不飽和脂肪酸，組分C :烷基聚氧乙烯醚，組分D :非極性燒基燒氧基娃燒或齒代燒基燒氧基娃燒，按照一定比例混合而成，未水未油值控制在5 10范圍。
如上所述的組分A脂肪烷基酰醇胺為抗靜電劑脂肪烷基酰醇胺由于具有一定的吸濕作用增加纖維表面水分，從而增加其電導率，以迅速泄露電荷，如電解質(zhì)(導電物質(zhì))能夠很快泄露電荷的機制。如上所述的組分B不飽和脂肪酸為平滑劑，所述的不飽和脂肪酸為《-3脂肪酸、 _6脂肪酸或共軛脂肪酸。所述的《_3脂肪酸為二十二碳六烯酸、二十碳五烯酸或a-亞麻酸；所述的《_6脂肪酸為Y-亞麻酸；所述的共軛脂肪酸為共扼亞麻酸。這些不飽和脂肪酸不僅能夠賦予纖維良好的平滑和抱合作用，還由于自身分子的非極性性質(zhì)以及鏈端帶有的羧酸基團與聚乙烯醇的羥基進行反應，交聯(lián)點之間的碳鏈較長，因此賦予了纖維增強水泥混凝土一定的韌性。如上所述的組分C烷基聚氧乙烯醚為穩(wěn)定劑油劑的均勻性和乳化性對于聚乙烯醇纖維的紡絲、卷繞、后切斷以及水泥混凝土增強都非常重要。因此要求乳液必須是均勻穩(wěn)定不分層的，其中烷基聚氧乙烯醚具有優(yōu)異的乳化、潤濕和擴散等性能。
如上所述的組分D非極性烷基烷氧基硅烷或鹵代烷基烷氧基硅烷類為添加劑其中燒基燒氧基娃燒選自異丁基二乙氧基娃燒、異丁基二甲氧基娃燒、正羊基二乙氧基娃燒和正羊基二甲氧基娃燒中的一種；適用的齒代燒基燒氧基娃燒為3, 3, 3-二氟丙基二甲氧基硅烷或6，6，6_三氟己基三甲氧基硅烷，少量的非極性組分能夠屏蔽聚乙烯醇纖維表面的羥基，避免與水泥水化后的產(chǎn)物之間界面形成較強的氫鍵，防止粘結力過強的作用。如上所述的一種增韌水泥混凝土的聚乙烯醇纖維用紡絲油劑的主要實現(xiàn)過程按重量份計，取16 30份的脂肪烷基酰醇胺，12 28份不飽和脂肪酸，32 55份烷基聚氧乙烯醚，3 10份非極性烷基烷氧基硅烷或鹵代烷基烷氧基硅烷。首先按上述各組分的重量百分比準確稱量，先將不飽和脂肪酸加熱到50 65°C，然后分別將其他幾種組份倒入不銹鋼的配置釜中攪拌混合均勻，最后將不飽和脂肪酸倒入與其混合，攪拌I 2小時即可得到性能優(yōu)良的紡絲油劑。有益效果I、本發(fā)明油劑部分含有非極性物質(zhì)組成，能夠?qū)垡蚁┐祭w維表面的大量極性羥基起到“屏蔽作用”，保證纖維與基體之間有合適的粘結力，避免形成應力集中，對水泥混凝土同時起到增強增韌的作用；2、本發(fā)明油劑屬環(huán)保型油劑，無礦物油成分，在紡絲、纖維后加工過程以及土建增強工程中不對環(huán)境造成危害；3、本發(fā)明在使用中具有優(yōu)良的集束性、平滑性、抗靜電性，使紡絲的纖維達到強度和伸展要求。本發(fā)明原料易得、組分少、制造工藝簡單可廣泛用于增強增韌水泥混凝土用纖維的領域。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
實施例1一種用于增韌水泥混凝土的聚乙烯醇纖維用紡絲油劑，其配方和制備方法如下一、配方組分A抗靜電劑脂肪烷基酰醇胺，含量為16份；組分B平滑劑二十二碳六烯酸，含量為12份；組分C穩(wěn)定劑烷基聚氧乙烯醚，含量為32份；組分D添加劑異丁基三乙氧基硅烷，含量為3份。所述的親水親油值為5。二、制備方法取16份脂肪烷基酰醇胺，12份二十二碳六烯酸，32份烷基聚氧乙烯醚，3份異丁基三乙氧基硅烷。先將二十二碳六烯酸加熱到50°C，然后分別將其他幾種組份倒入不銹鋼的配置釜中攪拌混合均勻，最后將二十二碳六烯酸倒入與其混合，攪拌2小時即可得到性能優(yōu)良的紡絲油劑。實施例2一種用于增韌水泥混凝土的聚乙烯醇纖維用紡絲油劑，其配方和制備方法如下一、配方組分A抗靜電劑脂肪烷基酰醇胺，含量為30份；組分B平滑劑二十碳五烯酸，含量為28份；組分C穩(wěn)定劑烷基聚氧乙烯醚，含量為55份；組分D添加劑異丁基三甲氧基硅烷，含量為10份。所述的親水親油值為10。二、制備方法取30份脂肪烷基酰醇胺，28份二十碳五烯酸，55份烷基聚氧乙烯醚，10份異丁基三甲氧基硅烷。先將二十碳五烯酸加熱到65°C，然后分別將其他幾種組份倒入不銹鋼的配置釜中攪拌混合均勻，最后將二十碳五烯酸倒入與其混合，攪拌I小時即可得到性能優(yōu)良的紡絲油劑。實施例3一種用于增韌水泥混凝土的聚乙烯醇纖維用紡絲油劑，其配方和制備方法如下一、配方組分A抗靜電劑脂肪烷基酰醇胺，含量為28份；組分B平滑劑a -亞麻酸，含量為26份；組分C穩(wěn)定劑烷基聚氧乙烯醚，含量為32份；組分D添加劑正辛基三乙氧基硅烷，含量為9份。所述的親水親油值為9。二、制備方法取28份脂肪烷基酰醇胺，26份a -亞麻酸，32份烷基聚氧乙烯醚，9份正辛基三乙氧基硅烷。先將a-亞麻酸加熱到60°C，然后分別將其他幾種組份倒入不銹鋼的配置釜中攪拌混合均勻，最后將a -亞麻酸倒入與其混合，攪拌I. 8小時即可得到性能優(yōu)良的紡絲油劑。
實施例4
一種用于增韌水泥混凝土的聚乙烯醇纖維用紡絲油劑，其配方和制備方法如下一、配方組分A抗靜電劑脂肪烷基酰醇胺，含量為26份；組分B平滑劑Y -亞麻酸，含量為24份；組分C穩(wěn)定劑烷基聚氧乙烯醚，含量為50份；組分D添加劑正辛基三甲氧基硅烷，含量為9份。所述的親水親油值為9。二、制備方法取26份脂肪烷基酰醇胺，24份Y -亞麻酸，50份烷基聚氧乙烯醚，9份正辛基三甲氧基硅烷。先將Y-亞麻酸加熱到62°C，然后分別將其他幾種組份倒入不銹鋼的配置釜中攪拌混合均勻，最后將Y-亞麻酸倒入與其混合，攪拌I. 4小時即可得到性能優(yōu)良的紡絲油劑。實施例5一種用于增韌水泥混凝土的聚乙烯醇纖維用紡絲油劑，其配方和制備方法如下一、配方組分A抗靜電劑脂肪烷基酰醇胺，含量為24份；組分B平滑劑共扼亞麻酸，含量為20份；組分C穩(wěn)定劑烷基聚氧乙烯醚，含量為48份；組分D添加劑3，3，3-三氟丙基三甲氧基硅烷，含量為8份。所述的親水親油值為8。二、制備方法取24份脂肪烷基酰醇胺，20份共扼亞麻酸，50份烷基聚氧乙烯醚，9份3，3，3_三氟丙基三甲氧基硅烷。先將共扼亞麻酸到62°C，然后分別將其他幾種組份倒入不銹鋼的配置釜中攪拌混合均勻，最后將共扼亞麻酸倒入與其混合，攪拌I. 2小時即可得到性能優(yōu)良的紡絲油劑。實施例6一種用于增韌水泥混凝土的聚乙烯醇纖維用紡絲油劑，其配方和制備方法如下一、配方組分A抗靜電劑脂肪烷基酰醇胺，含量為20份；組分B平滑劑共扼亞麻酸，含量為18份；組分C穩(wěn)定劑烷基聚氧乙烯醚，含量為40份；組分D添加劑6，6，6-三氟己基三甲氧基硅烷，含量為5份。所述的親水親油值為7。二、制備方法取24份脂肪烷基酰醇胺，20份共扼亞麻酸，50份烷基聚氧乙烯醚，9份6，6，6_三氟己基三甲氧基硅烷。先將共扼亞麻酸到62°C，然后分別將其他幾種組份倒入不銹鋼的配置釜中攪拌混合均勻，最后將共扼亞麻酸倒入與其混合，攪拌I. 3小時即可得到性能優(yōu)良的紡絲油劑。
權利要求
1.一種用于增韌水泥混凝土的聚乙烯醇纖維用紡絲油劑，其特征是所述的紡絲油劑的有效成分有以下組份和含量組成，所述的含量按重量份數(shù)計算 組分A :脂肪烷基酰醇胺，16 30份； 組分B :不飽和脂肪酸，12 28份； 組分C :烷基聚氧乙烯醚，32 55份； 組分D :非極性燒基燒氧基娃燒或齒代燒基燒氧基娃燒，3 10份。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種用于增韌水泥混凝土的聚乙烯醇纖維用紡絲油劑，其特征在于， 所述的不飽和脂肪酸為《_3脂肪酸、《_6脂肪酸或共軛脂肪酸。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種用于增韌水泥混凝土的聚乙烯醇纖維用紡絲油劑，其特征在于， 所述的《_3脂肪酸為二十二碳六烯酸、二十碳五烯酸或a-亞麻酸。
4.根據(jù)權利要求2所述的一種用于增韌水泥混凝土的聚乙烯醇纖維用紡絲油劑，其特征在于， 所述的《_6脂肪酸為Y-亞麻酸。
5.根據(jù)權利要求2所述的一種用于增韌水泥混凝土的聚乙烯醇纖維用紡絲油劑，其特征在于， 所述的共軛脂肪酸為共扼亞麻酸。
6.根據(jù)權利要求I所述的一種用于增韌水泥混凝土的聚乙烯醇纖維用紡絲油劑，其特征在于，所述的非極性烷基烷氧基硅烷，為異丁基三乙氧基硅烷、異丁基三甲氧基硅烷、正羊基二乙氧基娃燒或正羊基二甲氧基娃燒；所述的齒代燒基燒氧基娃燒為3,3,3- 二氟丙基三甲氧基硅烷或6，6，6-三氟己基三甲氧基硅烷。
7.根據(jù)權利要求I所述的一種用于增韌水泥混凝土的聚乙烯醇纖維用紡絲油劑，其特征在于，所述的紡絲油劑的親水親油值控制在5 10范圍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于增韌水泥混凝土的聚乙烯醇纖維用紡絲油劑，其有效成份有以下組份和含量組成抗靜電劑——脂肪烷基酰醇胺，16～30份；平滑劑——不飽和脂肪酸，12～28份；穩(wěn)定劑——烷基聚氧乙烯醚，32～55份；添加劑——非極性烷基烷氧基硅烷或鹵代烷基烷氧基硅烷，3～10份。該紡絲油劑不僅能夠保持聚乙烯醇纖維本身的較高的強度和模量、高粘結力、良好分散性、高耐光性和耐堿性等優(yōu)點，關鍵是其中的非極性物質(zhì)能夠?qū)垡蚁┐祭w維表面的極性基團起到一定的“屏蔽效應”，避免與基體界面形成應力集中，提高水泥混凝土的韌性。油劑各組分相互協(xié)調(diào)、合理復配，綜合性能優(yōu)良，賦予纖維很好的平滑和集束等特性。
文檔編號C04B16/06GK102619091SQ20121007877
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月22日 優(yōu)先權日2012年3月22日
發(fā)明者于兆強, 余仁旭, 劉國平, 彭小潔, 朱寅, 李哲, 李文剛, 來金鳳, 梁超, 王有富, 羅琳琳, 袁瑩, 袁雯, 趙炯心, 路海冰, 黃標 申請人:上海羅洋新材料科技有限公司