混凝土用改性聚氧亞甲基纖維及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種混凝±用改性聚氧亞甲基纖維及其制備方法，屬聚氧亞甲基纖維
技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚氧亞甲基（POM)是一種具有良好機(jī)械性能和優(yōu)異耐化學(xué)性的高性能線性聚合 物，由POM樹(shù)脂經(jīng)過(guò)高的牽伸比拉伸制備的纖維具有良好的拉伸強(qiáng)度和彈性模量，可充分 發(fā)揮POM結(jié)構(gòu)材料的潛力，滿足更廣闊的應(yīng)用要求。
[0003] 混凝±是最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。 混凝±存在抗拉強(qiáng)度低、初性差和易開(kāi)裂等缺點(diǎn)，導(dǎo)致混凝±結(jié)構(gòu)物在低于極限荷載作用 下發(fā)生開(kāi)裂，使結(jié)構(gòu)物服役壽命和耐久性能降低。在水泥基復(fù)合材料中滲入合成纖維能改 善其脆性，抑制其早期塑性開(kāi)裂，提高其抗裂、抗?jié)B、初性、抗疲勞和抗沖擊等性能。但是， POM纖維表面光滑，具有天然的自潤(rùn)滑作用，滲入與水泥混凝±基體材料中存在粘結(jié)能力差 的問(wèn)題。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中一般是對(duì)POM工程塑料進(jìn)行增初增強(qiáng)改性，采用共聚酷胺（COPA)、熱 塑性聚氨醋燈PU)、聚氧化乙締（陽(yáng)0)等，利用POM與運(yùn)些聚合物間的氨鍵作用，細(xì)化了POM 的結(jié)晶尺寸，降低了POM的結(jié)晶度，從而達(dá)到提高POM初性的目的，且其含量較大，一般不低 于10%。同時(shí)，為了不降低POM制品的強(qiáng)度，而添加無(wú)機(jī)剛性粒子。 陽(yáng)0化]中國(guó)專利文獻(xiàn)CN102603232A提供了一種用于混凝±中的聚甲醒纖維（即POM纖 維），其中，POM共聚物是S嗯燒與包含至少一個(gè)0(邸2)。基團(tuán)并且其中n大于1的環(huán)狀縮 醒、具有側(cè)丙締酸醋或取代的丙締酸醋基團(tuán)的環(huán)狀甲縮醒、環(huán)狀醋、甘油甲縮醒乙酸醋或甘 油甲縮醒甲酸醋中的一種或多種的共聚反應(yīng)產(chǎn)物，產(chǎn)物分子中含有極性端基或側(cè)基，可增 加POM極性和增加纖維與混凝±的混溶性。該方法從合成角度改變了POM分子鏈的極性， 但該技術(shù)要求高，被國(guó)外大公司所掌握，原料成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 發(fā)明目的
[0007] 本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種混凝±用改性聚氧亞甲基纖維的制備方法，所得混 凝±用改性聚氧亞甲基纖維不僅可W改善POM纖維與混凝±之間的粘結(jié)能力，提高混凝± 力學(xué)性能，同時(shí)制備工藝簡(jiǎn)單，易于工業(yè)化，生產(chǎn)成本低。
[0008] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述制備方法得到的混凝±用改性聚氧亞甲基纖維。
[0009] 發(fā)明概述
[0010] 在本發(fā)明的第一方面，提供了一種混凝上用改性POM纖維的制備方法，它是由POM 樹(shù)脂經(jīng)過(guò)極性改性劑改性得到改性POM樹(shù)脂，然后紡絲得到的，所述改性POM纖維與水的接 觸角《60°，其中所述極性改性劑中至少包括極性聚合物和相容劑。 1] 本發(fā)明所述POM樹(shù)脂經(jīng)過(guò)極性改性劑改性得到改性POM樹(shù)脂為物理共混改性方 法，其中極性聚合物和相容劑的種類和用量根據(jù)最后產(chǎn)品的極性進(jìn)行確定。
[0012] 其中，極性聚合物用于增加POM纖維的極性，本發(fā)明優(yōu)選為聚丙締酷胺、聚丙締酸 鋼、聚酸、聚醋、聚乙二醇中的任意一種，添加量為POM樹(shù)脂質(zhì)量的4% -10%。聚丙締酷胺 分子量?jī)?yōu)選為200萬(wàn)-1500萬(wàn)，更優(yōu)選為1000萬(wàn)-1300萬(wàn)；聚丙締酸鋼分子量?jī)?yōu)選為200 萬(wàn)-1000萬(wàn)，更優(yōu)選為600萬(wàn)-1000萬(wàn)；聚酸優(yōu)選為=徑甲基丙烷類聚酸，分子量?jī)?yōu)選為 3000-5000 ;聚醋優(yōu)選為PBT(聚對(duì)苯二甲酸下二醇醋）和/或PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醋）， 烙融指數(shù)（19(rC，2. 1化g)為40-80g/10min;聚乙二醇優(yōu)選分子量為5000-12000。 陽(yáng)01引優(yōu)選的，所述相容劑為馬來(lái)酸酢接枝相容劑，添加量為POM樹(shù)脂質(zhì)量的 0. 1% -1. 5%。馬來(lái)酸酢接枝相容劑通過(guò)引入強(qiáng)極性反應(yīng)性基團(tuán)，可W使POM樹(shù)脂具有更高 的極性和反應(yīng)性，更優(yōu)選為馬來(lái)酸酢接枝聚丙締或馬來(lái)酸酢接枝苯乙締-乙締/下締-苯 乙締。
[0014] 進(jìn)一步地，所述改性劑中還包括流動(dòng)改性劑和抗氧劑中的一種或兩種。流動(dòng)改性 劑可W降低體系的粘度，抗氧劑可W改善體系的穩(wěn)定性，本領(lǐng)域技術(shù)人員可W根據(jù)常規(guī)技 術(shù)對(duì)流動(dòng)改性劑和抗氧劑的種類及添加量進(jìn)行選擇和調(diào)整。本發(fā)明優(yōu)選的流動(dòng)改性劑為 超支化聚合物，更優(yōu)選為超支化聚醋或超支化聚酸，超支化聚醋或超支化聚酸可W進(jìn)一步 提高極性，添加量為POM樹(shù)脂的0. 05-0. 1 %。本發(fā)明優(yōu)選的抗氧劑為抗氧劑1010,抗氧劑 245、抗氧劑168中的任意一種，添加量為POM樹(shù)脂的0. 01-0. 5%。
[0015] 優(yōu)選的，所述POM樹(shù)脂的烙融指數(shù)（19(rC，2. 1化g)為3-20g/10min。
[0016] 具體的制備步驟為：（1)將POM樹(shù)脂與極性改性劑混合后進(jìn)行擠出造粒，得到改性 POM樹(shù)脂；
[0017] (2)將步驟（1)得到的改性POM樹(shù)脂經(jīng)過(guò)烙融紡絲后得到所述混凝±用改性POM 纖維。
[001引在步驟（1)中，POM樹(shù)脂與極性改性劑混合并擠出造粒的條件可W由本領(lǐng)域技術(shù) 人員根據(jù)常規(guī)的POM纖維制備方法得到，優(yōu)選的混合的攬拌時(shí)間為5-20min，攬拌速度為 20-300r/min，攬拌溫度為 110-130°C。
[0019] 所述步驟（2)中烙融紡絲制備得到初生絲后，經(jīng)過(guò)二級(jí)熱牽伸、熱定型后制備得 到混凝±用改性POM纖維，最后根據(jù)需要短切成短纖維。其中，本發(fā)明優(yōu)選的紡絲溫度為 200-220°C，采用二級(jí)熱牽伸，二級(jí)熱牽伸溫度分別為120-140°C、140-160°C，總牽伸倍數(shù)為 5-10倍。運(yùn)樣可W得到更加適用于混凝±的POM纖維。
[0020] 在本發(fā)明的另一方面，還提供了通過(guò)上述方法制備得到的混凝±用改性POM纖 維。
[0021] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有W下優(yōu)點(diǎn)： 陽(yáng)02引 （1)本發(fā)明在相容劑的作用下，通過(guò)在POM樹(shù)脂中加入極性聚合物，對(duì)POM樹(shù)脂進(jìn) 行改性，然后制備成POM纖維，提高了POM纖維的表面極性，改善了POM纖維與水泥混凝± 界面粘結(jié)作用。
[0023] (2)本發(fā)明的POM纖維用于混凝±中，可W充分發(fā)揮POM纖維的抗裂、增初作用，減 少混凝±的裂縫，增加混凝±的抗折強(qiáng)度。
[0024] (3)本發(fā)明的制備工藝簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件容易控制，易于工業(yè)化，而且生產(chǎn)成本低，具 有很強(qiáng)的實(shí)用性。
【具體實(shí)施方式】
[00巧]接下來(lái)結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但本發(fā)明絕不局 限與此，凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
[0026] 本發(fā)明采用的POM樹(shù)脂的烙融指數(shù)（19(rC，2. 1化g)為3-20g/10min。
[0027] 本發(fā)明實(shí)施例中使用的其余原料均為市售原料，且所有的百分比含量均為重量百 分比。 陽(yáng)02引其中，POM樹(shù)脂：云天化股份有限公司，牌號(hào)M90,烙融指數(shù)（190。2. 16kg)為： 9g/10min；
[0029] 聚丙締酷胺：蘇州扇宇貿(mào)易有限公司，牌號(hào)F1260,分子量為：1100萬(wàn)；
[0030] 聚丙締酸鋼：新鄉(xiāng)市京華凈水材料有限公司，分子量為800萬(wàn)，目數(shù)：20-80 ;
[0031] 聚酸：南京博特新材料有限公司，=徑甲基丙烷類聚酸，分子量為4000-5000 ;
[0032] 聚醋為：PBT，江蘇和時(shí)利新材料股份有限公司，牌號(hào)為L(zhǎng)08XM，烙融指數(shù)（19(rC， 21化g)為：50-60g/10min;
[0033] 聚乙二醇：PEG6000,上海倍科化工有限公司，分子量：5500-7000 ;
[0034] 超支化聚醋：武漢超支化樹(shù)脂科技有限公司，牌號(hào)為H評(píng)erlOl分子量為500，徑值 為 670 ;
[0035] 超支化聚酸：南京博特新材料有限公司給，超支化聚縮水甘油酸，HPG，分子量為： 8000-15000 ；
[0036] 馬來(lái)酸酢接枝聚丙締：上海日之升新材料發(fā)展有限公司，PP-g-MAH牌號(hào)5001，馬 來(lái)酸酢接枝率：1%-1.5%;
[0037] 馬來(lái)酸酢接枝苯乙締-乙締/下締-苯乙締：美國(guó)科騰高性能聚合物公司， SEBS-g-MAH，牌號(hào)：FG1901，馬來(lái)酸酢接枝率：1. 4% -2%。 陽(yáng)0測(cè)實(shí)施例1
[0039] (1)稱取1000 gPOM樹(shù)脂、40g聚丙締酷胺、2g的抗氧劑IOlOUg馬來(lái)酸酢接枝聚 丙締、0. 5g的超支化聚醋加入到高速混合機(jī)中，在110°C下慢速攬拌（2化/min)5min后，再 快速攬拌（300r/min) 5min，將得到的改性POM料在螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，得到改性 POM