專利名稱：：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之一，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)，人們通過(guò)使用粗合成纖維來(lái)增強(qiáng)混凝土，可達(dá)到抗裂增韌、優(yōu)化力學(xué)性能、提高抗沖擊性能等目的。按纖維直徑大小來(lái)劃分混凝土用合成纖維，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。細(xì)直徑的合成纖維對(duì)阻止混凝土的早期塑性開裂非常有效，但由于細(xì)纖維的摻量不能過(guò)高，因此對(duì)硬化混凝土的抗裂、韌性、彎拉強(qiáng)度、抗沖擊性等性能的改善幅度有限。傳統(tǒng)的鋼纖維能減少或阻止硬化混凝土的開裂，提高混凝土韌性與抗沖擊性能，卻存在鋼纖維銹蝕的問(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/車的容器及輸送管道。粗合成纖維是一種新型的增強(qiáng)增韌材料，具有耐腐蝕、易分散等特點(diǎn)且摻量低于鋼纖維，能提高混凝土的抗干縮開裂與韌性，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、裝卸碼頭和停車場(chǎng)等。纖維混凝土的韌性指的是基體開裂后繼續(xù)維持一定抗力的變形能力，通常用與應(yīng)力一應(yīng)變曲線下的面積有關(guān)的參數(shù)來(lái)衡量。纖維混凝土的韌性主要?dú)w功于纖維，并在很大程度上取決于纖維的長(zhǎng)度、直徑、體積率與取向以及纖維與水泥基材的界面黏結(jié)強(qiáng)度等因素。當(dāng)混凝土基體開裂后，如纖維與基體界面間有良好的黏結(jié)作用，纖維繼續(xù)承受截面拉力并使基體裂縫逐漸擴(kuò)展，因纖維具有比基體更大的變形能力，直到纖維與基體界面間的黏結(jié)作用失效，黏結(jié)力小于纖維承受的拉力，則纖維從基體中被拔出。如果界面間的黏結(jié)強(qiáng)度良好，黏結(jié)力大于纖維所能承受的拉力，則纖維被拉斷。通常纖維從基體中被拔出為多。纖維在被拔出或拉斷的緩慢滑移變形過(guò)程中吸收大量的能量，因而提高了混凝土的韌性。從上述分析可以看出，纖維與基材界面的黏結(jié)強(qiáng)度、纖維本身的力學(xué)性能是影響鄉(xiāng)千維增韌效果的重要因素。已有的研究表明，抗拉強(qiáng)度大與彈性模量高使鋼纖維具有良好的增韌效果，而普通的微細(xì)合成纖維則幾乎無(wú)增韌效果。粗合成纖維作為一種新型的、混凝土增強(qiáng)材料，能在一定程度上提高混凝土的韌性，但仍然存在抗拉強(qiáng)度與彈性模量偏低的缺點(diǎn)，影響了其增韌效果。
發(fā)明內(nèi)容采用粗合成纖維作為混凝土增強(qiáng)材料雖然能在一定程度上提高混凝土的韌性，但仍然存在抗拉強(qiáng)度與彈性模量偏低的缺點(diǎn)，影響其增韌效果。本發(fā)明旨在解決此技術(shù)問(wèn)題。申請(qǐng)人經(jīng)過(guò)研究，發(fā)現(xiàn)熱致性液晶聚合物可用來(lái)改善聚丙烯粗纖維的力學(xué)性能，從而使聚丙烯粗纖維對(duì)混凝土具有更好的增韌效果。熱致性液晶聚合物(ThermotropicLiquidCrystalPolymer,TLCP)是一種新型的高性能高分子材料，其特點(diǎn)是強(qiáng)度高、模量高，在液晶態(tài)下呈現(xiàn)出特有的易流動(dòng)性、優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性、耐化學(xué)藥品性和耐候性，出色的耐溶劑性，較低的線膨脹系數(shù)和密度等優(yōu)良的綜合性能。TLCP增強(qiáng)機(jī)理主要是利用主鏈型熱致液晶高聚物在加工應(yīng)力下有自發(fā)取向形成微纖結(jié)構(gòu)的特性，用熱致性液晶聚合物與聚丙烯共混，在擠出、注塑與紡絲等加工過(guò)程中，TLCP流動(dòng)作用取向而原位形成微纖(如圖l所示)，從而增強(qiáng)基體聚合物。與傳統(tǒng)的增強(qiáng)方式相比，用TLCP改性可降低聚丙烯的熔體粘度，改善熔體的流動(dòng)性能，減少能耗，降低成本。而目前熱致性液晶高聚物(TLCP)增強(qiáng)聚丙烯還僅限于在塑料制品中?；谏鲜鲅芯浚暾?qǐng)人提出了使用熱致性液晶高聚物(TLCP)來(lái)改性聚丙烯粗纖維，以提高其抗拉強(qiáng)度與彈性模量，使之具有良好的分散性，同時(shí)又不影響混凝土的工作性，能在一定程度上減少或抑制硬化混凝土的裂縫，改善混凝土的韌性等力學(xué)性能。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%的熱致性液晶聚合物、0.1%-5.0%的相容齊1」、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。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%的熱致性液晶聚合物、重量為聚丙烯加入量0.5%-3.0%的相容劑、重量為聚丙烯加入量0.1%-0.3%的5抗氧化劑和重量為聚丙烯加入量0.15%-0.25%的紫外吸收劑。上述各組分最優(yōu)選的比例是包括聚丙烯、重量為聚丙烯加入量0.5%-5%的熱致性液晶聚合物、重量為聚丙烯加入量1.0%-2.0%的相容劑、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。本發(fā)明所述混凝土用聚丙烯粗纖維直徑或等效直徑為0.08-1.5mm，優(yōu)選為0.6mm-1.2mm;對(duì)應(yīng)的纖度為40-14200旦尼爾，優(yōu)選為2275-9100旦尼爾；斷裂強(qiáng)度大于600MPa，優(yōu)選為650-700MPa;彈性模量大于8000MPa，優(yōu)選為8800-9400MPa;斷裂伸長(zhǎng)率為6%-18%，優(yōu)選為12%-15%。上述等效直徑是當(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，優(yōu)選為20-50mm。本發(fā)明所采用的聚丙烯為等規(guī)度不小于96%的均聚物，熔融指數(shù)為l-50g/10min，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。本發(fā)明所采用的熱致性液晶高聚物(TLCP)，選自VectraA950、VectraB950、RodrunLC5000、RodrunLC3000其中的一種或一種以上任意比例的混合物，以上熱致性液晶高聚物均為商業(yè)化產(chǎn)品，具體介紹如下VectraA950,HoechstCelanese公司產(chǎn)品，為含73mol%對(duì)羥基苯甲酸和27mol°/02，6-羥基-萘甲酸的全芳香無(wú)規(guī)共聚酯。VectraB950，HoechstCelanese公司產(chǎn)品，為含60mol%2，6-羥基-萘甲酸，20mol%對(duì)苯二甲酸和20mol%對(duì)氨基苯酚的全芳香無(wú)規(guī)聚酯酰胺。RodrunLC5000，Unitika公司產(chǎn)品，為含80mol%對(duì)羥基苯甲酸和20mol%聚對(duì)苯二甲酸乙二酯的無(wú)規(guī)共聚酯。RodrunLC3000，Unitika公司產(chǎn)品，為含60mol%對(duì)羥基苯甲酸和40mol%聚對(duì)苯二甲酸乙二酯的無(wú)規(guī)共聚酯。本發(fā)明所采用的相容劑為馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)、丙烯酸接枝聚丙烯PP-g-AA中的一種，其作用是用于改善TLCP與基體聚丙烯的相容性。本發(fā)明所采用的抗氧化劑和紫外吸收劑是聚丙烯常用的助劑，其主要作用分別是防止熱氧老化及提高抗紫外老化能力，現(xiàn)有常規(guī)抗氧化劑和紫外吸收劑均可在本發(fā)明中4吏用。本發(fā)明所采用的聚丙烯粗纖維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，改善纖維一混凝土基豐才界面性能。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TLCP、相容劑、抗氧化劑等各組分的均勻分散。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220-24(TC，均化段為250-290°C，噴絲板溫度為270-280°C。熔體在經(jīng)噴絲板流出后在10-2(TC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)程中纏繞牽伸輥。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3-12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，同時(shí)也能使TLCP微纖維更好地發(fā)揮增強(qiáng)作用。上述熱定型在11(TC-135'C條件下進(jìn)行。熱定型目的是消除粗纖維在被強(qiáng)制牽伸時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。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>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>承: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、熱致性液晶聚合物在熔融剪切及高倍拉伸條件下，沿粗纖維軸向形成微纖并取向，具有顯著的增強(qiáng)作用，能較大幅度提高聚丙烯粗纖維的斷裂強(qiáng)度與彈性模量。2、相容劑的使用可以改善熱致性液晶聚合物與聚丙烯的界面性能，使其增強(qiáng)作用更充分地發(fā)揮。3、抗氧化劑的加入減少或避免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紫外老化能力。4、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)，可以增加纖維的握裹力，改善纖維一混凝土基材界面性能。5、熱致性液晶聚合物分子結(jié)構(gòu)的剛直性，在加工過(guò)程中可自發(fā)地沿流動(dòng)方向取向，使熔體產(chǎn)生明顯的剪切變稀行為，因此可降低聚丙烯的熔體粘度，使加工流動(dòng)性能得到改善，降低加工成型能耗，提高加工的經(jīng)濟(jì)性。6、制備新型混凝土用聚丙烯粗纖維所用的熱致性液晶聚合物熱穩(wěn)定性好，在加工溫度范圍內(nèi)不會(huì)發(fā)生熱分解；且能耐酸堿腐蝕，從而保證纖維在混凝土強(qiáng)堿性條件下力學(xué)性能不惡化。7、本專利中所用的熱致性液晶聚合物、相容劑、抗氧化劑及紫外吸收劑均為已經(jīng)商業(yè)化的產(chǎn)品，來(lái)源廣泛穩(wěn)定。本發(fā)明由于含有熱致性液晶聚合物、相容劑、抗氧化劑與紫外吸收劑，并形成異形截面，使聚丙烯粗纖維具有一定的優(yōu)異的力學(xué)性能、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)期抗紫外老化性能。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)明產(chǎn)品在實(shí)際應(yīng)用中，儲(chǔ)運(yùn)容易、使用方便，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。8圖1是本發(fā)明所采用的熱致性液晶增強(qiáng)聚合物的原理示意圖。圖1中，A:熔融狀態(tài)下的TLCP與聚合物(其中黑色短線為液晶聚合物)；B:液晶聚合物在剪切流動(dòng)方向取向；C:液晶聚合物微纖在基材中軸向有序排列，發(fā)揮增強(qiáng)作用。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)明而不是限帝lj本發(fā)明。實(shí)施例l將VectraA950在140'C下真空干燥10小時(shí)至恒重備用。并將其他組分干燥至恒重備用。將熔融指數(shù)為5g/10min的聚丙烯切片5kg加入高速混合機(jī)，再分別加入5gVectraA950、O.lkg馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯、25g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>tableseeoriginaldocumentpage9</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l(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HAPP-66(江蘇省海安石油化工廠)，出水浴后的纖維在90'C的熱輥上牽伸7.0倍，再經(jīng)加熱槽加熱，繼續(xù)在130°<: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，熱定型溫度為110'C，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將RodrunLC5000在130'C下真空干燥4小時(shí)至恒重備用。并將其他組分干燥至恒重備用。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0.25kg已干燥的RodrunLC5000、O.lkg馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯、7.5g抗氧化劑DLTP、8g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>tableseeoriginaldocumentpage9</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2038(常州靈達(dá)化學(xué)品有限公司)，出水浴后的纖維在9(TC的熱輥上牽伸6.0倍，再經(jīng)加熱槽加熱，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，熱定型溫度為12(TC，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將VectraB950在140'C下真空干燥24小時(shí)至恒重備用。并將其他組分干燥至恒重備用。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0.75kgVeetraB950、0.15kg丙烯酸接枝聚丙烯、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>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10(TC的熱輥上牽伸9.0倍，再經(jīng)加熱槽加熱，繼續(xù)在130°。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，熱定型溫度為120'C，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將RodrunLC3000在130'C下真空干燥8小時(shí)至恒重備用。并將其他組分干燥至恒重備用。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1.25kg已干燥的RodrunLC3000、0.25kg馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯、15.0g抗氧化劑DLTP、12.5g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5.8倍，再經(jīng)加熱槽加熱，繼續(xù)在120'C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，熱定型溫度為135'C，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將VectraA950在140。C下真空干燥10小時(shí)至恒重備用，將RodrunLC5000在130°C下真空干燥4小時(shí)至恒重備用。并將其他組分干燥至恒重備用。將熔融指數(shù)為20g/10min的聚丙烯切片5kg加入高速混合機(jī)，再分別加入已干燥的VectraA950與RodrunLC5000各0.10kg、75g馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯、10.0g抗氧化劑DLTP、10.0g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801:的熱輥上牽伸6.2倍，再經(jīng)加熱槽加熱，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，熱定型溫度為13(TC，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。實(shí)施例7本實(shí)施例制備不含TLCP的聚丙烯粗纖維，作為對(duì)比。具體方法如下將熔融指數(shù)為20g/10min的聚丙烯切片5kg加入高速混合機(jī)，再加入10.0g抗氧化劑DLTP、10.0g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)定溫度如下一區(qū)二區(qū)三區(qū)四區(qū)五區(qū)六區(qū)機(jī)頭180°C215°C240°C270°C280°C275°C270。C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HAPP-66(江蘇省海安石油化工廠)，出水浴后的纖維在80'C的熱輥上牽伸7.0倍，再經(jīng)加熱槽加熱，繼續(xù)在120t: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，熱定型溫度為115'C，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G。各產(chǎn)品的性能匯總?cè)缦卤?產(chǎn)品編號(hào)ABCDEFG纖度(旦尼爾)4044910063192275511963196319當(dāng)量直徑(mm)0.81.21.00.60.91.01.0纖維長(zhǎng)度(mm)40304050504040截面形狀圓形正五邊形圓形"CO"字形圓形圓形圓形斷裂強(qiáng)度(MPa)650740672735697633508彈性模量(MPa)8300936090309250851088406570斷裂伸長(zhǎng)率(％)8.913.57.316.213.914.421.3產(chǎn)品應(yīng)用混凝土配合比:<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>注上述物料的單位為kg/m:新型聚丙烯粗纖維的使用效果(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)<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>權(quán)利要求1、一種混凝土用聚丙烯粗纖維，其特征在于包括聚丙烯、重量為聚丙烯0.1％-25％的熱致性液晶聚合物、重量為聚丙烯0.1％-5.0％的相容劑、重量為聚丙烯0.1％-0.5％的抗氧化劑和重量為聚丙烯0.1％-0.3％的紫外吸收劑。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述混凝土用聚丙烯粗纖維，其特征在于包括聚丙烯、重量為聚丙烯0.2%-15%的熱致性液晶聚合物、重量為聚丙烯加入量0.5%-3.0%的相容劑、重量為聚丙烯0.1-0.3%的抗氧化劑和重量為聚丙烯0.15-0.25%的紫外吸收劑。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述混凝土用聚丙烯粗纖維，其特征在于包括聚丙烯、重量為聚丙烯0.5%-5%的熱致性液晶聚合物、重量為聚丙烯1.0%-2.0%的相容劑、重量為聚丙烯0.15%-0.20%的抗氧化劑和重量為聚丙0.15%-0.20%的紫外吸收劑。4、如權(quán)利要求1或2或3所述混凝土用聚丙烯粗纖維，其特征在于聚丙烯粗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600MPa，彈性模量大于8000MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為6%-18%。5、如權(quán)利要求4所述混凝土用聚丙烯粗纖維，其特征在于聚丙烯粗纖維的直徑或等效直徑為0.6mm-1.2mm，對(duì)應(yīng)的纖度為2275-9100旦尼爾；斷裂強(qiáng)度為650-700MPa;彈性模量為8800-9400MPa;斷裂伸長(zhǎng)率為12%-15%。6、根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述混凝土用聚丙烯粗纖維，其特征在于聚丙烯粗纖鄉(xiāng)隹的長(zhǎng)度為10-60mm。7、根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述混凝土用聚丙烯粗纖維，其特征在于聚丙烯為等夫見(jiàn)度不小于96%的均聚物，熔融指數(shù)為l-50g/10min。8、根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述混凝土用聚丙烯粗纖維，其特征在于所述熱致性液晶聚合物選自VectraA950、VectraB950、RodrunLC5000、RodrunLC3000中的一種或一種以上任意比例的混合物。9、根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述混凝土用聚丙烯粗纖維，其特征在于聚丙烯纖維的截面形狀為圓形、三角形、矩形、五邊形、"oo"字形或中空形。10、權(quán)利要求1至9任意一項(xiàng)所述混凝土用聚丙烯粗纖維的制備方法，其特征在于將聚丙烯、液晶聚合物及其他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IO所述的制備方法，其特征在于擠出過(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220-240°C，均化段為250-290°C，噴絲板溫度為270-280°C。12、根據(jù)權(quán)利要求10所述的制備方法，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。13、根據(jù)權(quán)利要求10所述的制備方法，其特征在于拉伸級(jí)數(shù)為2-5級(jí)，總拉伸倍數(shù)為3-12倍。14、根據(jù)權(quán)利要求10所述的制備方法，其特征在于熱定型在110-135'C條件下進(jìn)《亍。15、根據(jù)權(quán)利要求10所述的制備方法，其特征在于對(duì)粗纖維束噴灑的常規(guī)聚丙烯鄉(xiāng)方絲用油劑的重量濃度為5.0%。全文摘要本發(fā)明涉及一種混凝土用聚丙烯粗纖維，包括聚丙烯、重量為聚丙烯0.1％-25％的熱致性液晶聚合物、重量為聚丙烯0.1％-5.0％的相容劑、重量為聚丙烯0.1％-0.5％的抗氧化劑和重量為聚丙烯0.1％-0.3％的紫外吸收劑。其制備方法是將聚丙烯、熱致性液晶聚合物及其他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；接著對(duì)粗纖維束噴灑常規(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。本發(fā)明中熱致性液晶聚合物以微纖形態(tài)增強(qiáng)聚丙烯粗纖維，較大幅度提高聚丙烯粗纖維的力學(xué)性能，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、耐火防爆裂等性能。文檔編號(hào)D01F6/46GK101629332SQ20091018439公開日2010年1月20日申請(qǐng)日期2009年8月19日優(yōu)先權(quán)日2009年8月19日發(fā)明者劉加平,劉建忠,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;江蘇省建筑科學(xué)研究院有限公司