專利名稱：：具有阻銹功能的鋼筋混凝土用合成纖維及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種混凝土用改性合成纖維的制備方法，具體涉及一種具有阻銹功能的合成纖維的制備方法。
背景技術(shù)：
：合成纖維在混凝土中已經(jīng)得到了廣泛的使用，它的主要功能是防止混凝土早期的塑性開裂，提高混凝土的密實性與抗?jié)B透能力。目前得到應(yīng)用的合成纖維主要有聚乙烯纖維(乙綸)、聚丙烯纖維(丙綸)、聚酯纖維(滌綸)以及聚酰胺纖維(尼龍)等。氣相緩蝕劑(vaporphaseInhibitor,簡稱VPI)，又叫作揮發(fā)性緩蝕劑(volatilecorrosioninhibitor,簡稱VCI)，是一種在常溫下能自動揮發(fā)出氣體吸附在金屬的表面，從而防止金屬腐蝕的防腐蝕化學(xué)品。氣相緩蝕劑一般用量較少，但阻滯金屬腐蝕的效率通常很高。它們主要通過緩蝕性分子或離子在金屬表面吸附或使金屬表面上形成某種表面膜，不僅能改變腐蝕過程局部反應(yīng)動力學(xué)，而且能夠改變金屬的表面狀態(tài)，特別是發(fā)生在活化表面的面積，阻滯腐蝕過程的進行。目前常用的氣相緩蝕劑有苯并三氮唑、亞硝酸二環(huán)己胺、醇胺羧酸鹽、咪唑啉、嗎啉多元胺等等。氣相緩蝕劑的應(yīng)用方式很多，可以將氣相緩蝕劑粉末裝入紗布、無紡布袋內(nèi)或直接散布于機械設(shè)備的不同部位，也可以將其壓制成不同形狀的片、丸、錠劑，還可以制成氣相防銹紙、氣相防銹水、氣相防銹油和氣相防銹薄膜等。但目前尚沒有關(guān)于把氣相緩蝕劑共混進聚合物中并表面涂覆制備出可用于混凝土具有阻銹功能的合成纖維的報道。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有阻銹功能的混凝土用合成纖維及其制備方法，獲得的產(chǎn)品使混凝土用合成纖維功能化，使之不僅具有抗裂防滲作用，而且對混凝土中的鋼筋或鋼纖維具有阻銹緩蝕功能，拓寬了其應(yīng)用范圍，具有良好的應(yīng)用前景。本發(fā)明所述具有阻銹功能的混凝土用合成纖維由下列組分按重量比制備而成氣相緩蝕劑l.0%-20.0%、聚合物80.0%99.0%。上述氣相緩蝕劑包括固體氣相緩蝕劑與液體氣相緩蝕劑。其中固體氣相緩蝕劑由具有不同蒸汽壓的至少兩種常用緩蝕劑以任意比例通過機械混合復(fù)合制成，這些緩蝕劑包括亞硝酸鈉、亞硝酸鈣、苯甲酸鈉、亞硝酸二環(huán)己胺、磷酸環(huán)己胺、碳酸環(huán)己胺、單氟磷酸鈉、亞硝酸二異丙胺等；液體氣相緩蝕劑為苯并三氮唑、2-巰基苯并噻唑、醇胺羧酸鹽、環(huán)己胺、苯甲酸單乙醇胺、咪唑啉、嗎啉多元胺等中至少兩種以任意比例的混合物。固體氣相緩蝕劑與液體氣相緩蝕劑的用量總和為l.0%-20.0%即可。上述聚合物為可以進行熔融紡絲的聚合物，選自聚乙烯，聚丙烯，聚酯或聚酰胺中的一種或一種以上任意比例的混合物。其中，聚乙烯選自低密度聚乙烯和/或高密度聚乙烯；聚丙烯選自等規(guī)度不小于96%的紡絲級聚丙烯；聚酯選自聚對苯二甲酸乙二醇酯和/或聚對苯二甲酸丙二醇酯；聚酰胺選自尼龍6和/或尼龍66。本發(fā)明所述具有阻銹功能的混凝土用合成纖維的制備方法包括如下步驟1)將固體氣相緩蝕劑混合物混合均勻后與聚合物一并按常規(guī)工藝進行共混造粒，制得紡絲用的聚合物母粒。具體工藝為將物料按比例加入高速混合機攪拌l-3分鐘、轉(zhuǎn)速1000-4000r/min，混合均勻后加入擠出機的料斗，設(shè)定螺桿各區(qū)的溫度，擠出后切粒制備出含固體氣相緩蝕劑的母粒。2)將步驟l)制得的聚合物母粒與未添加固體氣相緩蝕劑的聚合物新料分別在真空干燥器內(nèi)干燥后，進行混合，按常規(guī)的紡絲工藝紡出纖維原絲；具體工藝為物料加入料斗后，設(shè)定好擠出機各區(qū)溫度與螺桿速度后，紡絲熔體經(jīng)加料段、塑化段與均化段后進入紡絲組件，從噴絲板上出絲，環(huán)向吹風(fēng)冷卻，集束經(jīng)前紡油劑上油后落桶。3)將步驟2)制得的纖維原絲進行短纖維后紡處理將液體氣相緩蝕劑在常規(guī)的紡絲油劑進行攪拌混合乳化，在油浴槽中形成穩(wěn)定的后紡油劑，用它對纖維進行上油；4)將上油后的合成纖維經(jīng)牽伸、熱定型，切斷，打包后，制得具有阻銹功能的混凝土用合成短纖維產(chǎn)品。具體工藝如下通過分級多次拉伸，總牽伸倍數(shù)為5-10倍，牽伸溫度根據(jù)紡絲用的聚合物進行確定，牽伸完成后，進入鏈板式熱定型機進行熱定型，溫度因紡絲用的聚合物而異，時間為10-15分鐘。然后絲束經(jīng)張力架調(diào)整后在羅姆斯切斷機上切斷成需要長度，再打包并包裝完成。上述步驟2)中的聚合物新料與聚合物母粒中的聚合物相同。上述步驟3)中液體氣相緩蝕劑在與常規(guī)的紡絲油劑進行攪拌混合乳化形成后紡油劑中的最終重量濃度為0.5%-30%。以聚丙烯為例，常規(guī)的紡絲油劑有HMB-202(浙江皇馬化工集團股份有限公司生產(chǎn))、HAPP-66(江蘇省海安石油化工廠出品)、2038(常州靈達化學(xué)品有限公司制造)等。本發(fā)明的特點在于把能滿足聚合物共混及紡絲溫度要求的高熔點固體氣相緩蝕劑紡入合成纖維，并在纖維后紡上油階段涂覆含有液體氣相緩蝕劑的乳化油劑，固體氣相緩蝕劑與液體氣相緩蝕劑分別在母粒共混階段與后紡上油階段進入和涂覆纖維，制備出來的合成纖維中含有不同蒸汽壓的緩蝕劑，對混凝土的鋼筋或鋼纖維具有高效、持久阻銹功能，使得纖維在抑制混凝土開裂的同時獲得了阻銹的功能。因此，本發(fā)明制備的混凝土用合成纖維不僅具有防裂抗?jié)B功能，增加混凝土的密實性與整體性，同時能減緩或防止混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的銹蝕，可以節(jié)約材料成本與維護成本，延長混凝土結(jié)構(gòu)的服役壽命。具體實施例方式下面用實施例進一步描述本發(fā)明，但所述實施例僅用于說明本發(fā)明而不是限制本發(fā)明。實施例1將1.9kg聚丙烯S700(揚子石化產(chǎn))、亞硝酸鈉與苯甲酸鈉各50g在高速混合機中攪拌2.0min，轉(zhuǎn)速1000-4000r/min，混合均勻后加入擠出機的料斗，設(shè)定螺桿各區(qū)的溫度，<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>擠出后切粒制備出含固體氣相緩蝕劑的母粒。把含有緩蝕劑的聚丙烯母粒在干燥器中干燥1012小時，溫度為85士5'C。把干燥好的PP母粒與已干燥的新料以1:l的質(zhì)量比混合均勻后，裝入紡絲機的儲料筒內(nèi)，按常規(guī)PP短纖維紡絲流程制備出初生絲。紡絲的具體工藝為物料加入料斗后，設(shè)定好擠出機各區(qū)溫度與螺桿速度后，紡絲熔體經(jīng)加料段、塑化段與均化段后進入紡絲組件，從噴絲板上出絲，環(huán)向吹風(fēng)冷卻，集束經(jīng)前紡油劑上油后落桶。紡絲時擠出機各區(qū)溫度與轉(zhuǎn)速<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>將苯并三氮唑、2-巰基苯并噻唑各lkg加入8kgPP纖維用后紡油劑2038(常州靈達化學(xué)品有限公司)中進行乳化混合，并使用它為聚丙烯纖維上油。通過分級多次拉伸，總牽伸倍數(shù)為8.5倍，牽伸溫度為90-12(TC，牽伸完成后，進入鏈板式熱定型機進行熱定型，熱定型溫度為125"C，時間為15分鐘。然后絲束經(jīng)張力架調(diào)整后在羅姆斯切斷機上切斷成需要長度，再打包并包裝完成。制備出具有阻銹功能的混凝土用聚丙烯纖維，經(jīng)檢測，氣相緩蝕劑在聚合物纖維中的總含量為3.2%。實施例2將1.9kg聚酰胺66(尼龍66)FYR26H(中國神馬集團有限責(zé)任公司產(chǎn))、亞硝酸鈉與亞硝酸鈣各50g在高速混合機中攪拌3.0min，混合均勻后，在螺桿擠出機上擠出造粒。設(shè)定螺桿各區(qū)的溫度<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>把含有緩蝕劑的尼龍66母粒在干燥器中干燥1012小時，溫度為105土5'C。把干燥好的尼龍66母粒與已干燥的新料以2:l的質(zhì)量比混合均勻后，裝入紡絲機的儲料筒內(nèi)，按常規(guī)尼龍66短纖維紡絲流程制備出初生絲。紡絲時擠出機各區(qū)溫度與轉(zhuǎn)速:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>將苯并三氮唑、二乙醇胺乙酸鹽各lkg加入8kg尼龍66纖維用后紡油劑THL-PA-4018(常州靈達化學(xué)品有限公司)中進行乳化混合，并使用它為尼龍66纖維上油，通過分級多次拉伸，總牽伸倍數(shù)為6.0倍，第一、二對牽伸輥溫度分別為50-7(TC、160-18(TC，牽伸完成后，進入鏈板式熱定型機進行熱定型，熱定型溫度為170-18(TC，時間為12分鐘。然后絲束經(jīng)張力架調(diào)整后在羅姆斯切斷機上切斷成需要長度，再打包并包裝完成。制備出具有阻銹功能的混凝土用尼龍66纖維，經(jīng)檢測，氣相緩蝕劑在聚合物纖維中的總含量為3.7%。實施例3將1.96kg聚丙烯S700(揚子石化產(chǎn))、亞硝酸鈣與苯甲酸鈉各20g在高速混合機中攪拌2.0min，混合均勻后，在螺桿擠出機上擠出造粒。設(shè)定螺桿各區(qū)的溫度<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>把含有緩蝕劑的聚丙烯母粒在干燥器中干燥1012小時，溫度為85土5'C。把干燥好的PP母粒與已干燥的新料以1:l的質(zhì)量比混合均勻后，裝入紡絲機的儲料筒內(nèi)，按常規(guī)PP短纖維紡絲流程制備出初生絲。紡絲時擠出機各區(qū)溫度與轉(zhuǎn)速<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>將二乙醇胺乙酸鹽、2-巰基苯并噻唑各lkg加入8kgPP纖維用后紡油劑2038(常州靈達化學(xué)品有限公司)中進行乳化混合，并使用它為聚丙烯纖維上油，通過分級多次拉伸，總牽伸倍數(shù)為7.0倍，牽伸溫度為90-120°C，牽伸完成后，進入鏈板式熱定型機進行熱定型，熱定型溫度為125'C，時間為10分鐘。然后絲束經(jīng)張力架調(diào)整后在羅姆斯切斷機上切斷成需要長度，再打包并包裝完成。制備出具有阻銹功能的混凝土用聚丙烯纖維，經(jīng)檢測，氣相緩蝕劑在聚合物纖維中的總含量為1.4%。實施例4將2kg聚丙烯S700(揚子石化產(chǎn))、2.0kg聚酰胺66(尼龍66)FYR26H(中國神馬集團有限責(zé)任公司產(chǎn))、400g亞硝酸鈉、300g苯甲酸鈉、300g亞硝酸二環(huán)己胺在高速混合機中攪拌3.0min，混合均勻后，在螺桿擠出機上擠出造粒。設(shè)定螺桿各區(qū)的溫度<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>把含有緩蝕劑的PP/PA66復(fù)合母粒在干燥器中干燥1012小時，溫度為105士rC。把干燥好的PP/PA66復(fù)合母粒與新料(聚丙烯S700與聚酰胺66以母粒相同比例混合而成)以2:3的質(zhì)量比混合均勻后，裝入紡絲機的儲料筒內(nèi)，按常規(guī)PP/PA66短纖維紡絲流程制備出初生絲。紡絲時擠出機各區(qū)溫度與轉(zhuǎn)速:<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>將苯并三氮唑、2-巰基苯并噻唑、醇胺羧酸鹽各2kg加入18kgPP纖維用后紡油劑2038(常州靈達化學(xué)品有限公司)中進行乳化混合，并使用它為PP/PA66復(fù)合纖維上油，通過分級多次拉伸，總牽伸倍數(shù)為7.5倍，第一、二對牽伸輥溫度分別為70-75°C、140-150°C，牽伸完成后，進入鏈板式熱定型機進行熱定型，熱定型溫度為140-150°C，時間為10分鐘。然后絲束經(jīng)張力架調(diào)整后在羅姆斯切斷機上切斷成需要長度，再打包并包裝完成。制備出具有阻銹功能的混凝土用PP/PA66復(fù)合纖維，經(jīng)檢測，氣相緩蝕劑在聚合物纖維中的總含量為9.1%。實施例5將2kg聚丙烯(PP)S700(揚子石化產(chǎn))、2.0kg聚酯(PET)IG701(中國石化儀征化纖股份有限公司)、1600g亞硝酸鈣、300g苯甲酸鈉、100g亞硝酸二環(huán)己胺在高速混合機中攪拌3.0min，混合均勻后，在螺桿擠出機上擠出造粒。設(shè)定螺桿各區(qū)的溫度<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>把含有緩蝕劑的PP/PET復(fù)合母粒在干燥器中干燥2024小時，溫度為120土1'C，含水率低于50ppm。把干燥好的PP/PA66復(fù)合母粒與新料(聚丙烯S700與聚酯以母粒相同比例混合而成)以l:l的質(zhì)量比混合均勻后，裝入紡絲機的儲料筒內(nèi)，按常規(guī)PP/PET短纖維紡絲流程制備出初生絲。紡絲時擠出機各區(qū)溫度與轉(zhuǎn)速:<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>將苯并三氮唑、2-巰基苯并噻唑各2kg加入18kgPP纖維用后紡油劑HAPP-66(江蘇省海安石油化工廠)中進行乳化混合，并使用它為PP/PET復(fù)合纖維上油，通過分級多次拉伸，總牽伸倍數(shù)為6.0倍，第一、二對牽伸輥溫度分別為110-125°C、140-15(TC，牽伸完成后，進入鏈板式熱定型機進行熱定型，熱定型溫度為130-135'C，時間為12分鐘。然后絲束經(jīng)張力架調(diào)整后在羅姆斯切斷機上切斷成需要長度，再打包并包裝完成。制備出具有阻銹功能的混凝土用PP/PET復(fù)合纖維，經(jīng)檢測，氣相緩蝕劑在聚合物纖維中的總含量為18.8%。權(quán)利要求1、一種具有阻銹功能的混凝土用合成纖維，其特征在于由下列組分按重量比制備而成1.0％-20％的氣相緩蝕劑和80.0％～99.0％的聚合物。2、如權(quán)利要求l所述具有阻銹功能的混凝土用合成纖維，其特征在于所述氣相緩蝕劑包括固體氣相緩蝕劑與液體氣相緩蝕劑，兩種氣相緩蝕劑的用量總和為l.0-20.0%。3、如權(quán)利要求2所述具有阻銹功能的混凝土用合成纖維，其特征在于所述固體氣相緩蝕劑由以下具有不同蒸汽壓的至少兩種緩蝕劑以任意比例復(fù)合制成，這些緩蝕劑包括亞硝酸鈉、亞硝酸鈣、單氟磷酸鈉、亞硝酸二異丙胺、苯甲酸鈉、亞硝酸二環(huán)己胺、磷酸環(huán)己胺或碳酸環(huán)己胺。4、如權(quán)利要求2所述具有阻銹功能的混凝土用合成纖維，其特征在于所述液體氣相緩蝕劑為苯并三氮唑、2-巰基苯并噻唑、環(huán)己胺、苯甲酸單乙醇胺、醇胺羧酸鹽、咪唑啉、嗎啉多元胺中至少兩種以任意比例的混合物。5、如權(quán)利要求l所述具有阻銹功能的混凝土用合成纖維，其特征在于所述聚合物為可以進行熔融紡絲的聚合物，選自聚乙烯，聚丙烯，聚酯或聚酰胺中的一種或一種以上任意比例的混合物。6、如權(quán)利要求5所述具有阻銹功能的混凝土用合成纖維，其特征在于所述聚乙烯選自低密度聚乙烯和/或高密度聚乙烯；聚丙烯選自等規(guī)度不小于96%的紡絲級聚丙烯；聚酯選自聚對苯二甲酸乙二醇酯和/或聚對苯二甲酸丙二醇酯；聚酰胺選自尼龍6和/或尼龍66。7、權(quán)利要求1至6任意一項所述具有阻銹功能的混凝土用合成纖維的制備方法，其特征在于包括如下步驟1)將固體氣相緩蝕劑混合物混合均勻后與聚合物一并進行共混造粒，制得紡絲用的聚合物母粒；2)將步驟1)制得的聚合物母粒與未添加固體氣相緩蝕劑的聚和物新料進行混合，按常規(guī)的紡絲工藝紡出纖維原絲；3)將步驟2)制得的纖維原絲進行短纖維后紡處理將液體氣相緩蝕劑在常規(guī)的紡絲油劑進行攪拌混合乳化，在油浴槽中形成穩(wěn)定的后紡油劑，用它對纖維進行上油。4)按常規(guī)工藝將上油后的合成纖維經(jīng)牽伸、熱定型，切斷后打包。8、如權(quán)利要求7所述具有阻銹功能的混凝土用合成纖維的制備方法，其特征在于步驟2)中的聚合物新料與聚合物母粒所用的聚合物為同一聚合物。9、如權(quán)利要求7所述具有阻銹功能的混凝土用合成纖維的制備方法，其特征在于步驟3)中液體氣相緩蝕劑在與常規(guī)的紡絲油劑進行攪拌混合乳化形成后紡油劑中的最終重量濃度為0.5%-30%。全文摘要一種具有阻銹功能的混凝土用合成纖維，由下列組分制備而成1.0％-20％的氣相緩蝕劑和80.0％～99.0％的聚合物。其制備方法包括如下步驟1)將固體氣相緩蝕劑混合物混合均勻后與聚合物一并進行共混造粒，制得聚合物母粒；2)將聚合物母粒與未添加固體氣相緩蝕劑的聚和物新料進行混合，紡出纖維原絲；3)將液體氣相緩蝕劑在紡絲油劑攪拌混合乳化形成穩(wěn)定的后紡油劑，用它對纖維進行上油；4)將上油后的纖維經(jīng)牽伸、熱定型，切斷后打包。本發(fā)明含有的緩蝕劑可在混凝土的使用過程中緩慢釋放，并通過混凝土中的毛細孔到達鋼筋表面使鋼筋得到保護；當(dāng)纖維受到應(yīng)力拉伸或斷裂時，緩蝕劑可以較快的速度釋放從而使纖維在抑制混凝土開裂的同時獲得了阻銹的功能。文檔編號C04B16/00GK101337782SQ20081002164公開日2009年1月7日申請日期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,劉志勇,繆昌文,陽知乾申請人:江蘇博特新材料有限公司