[发明专利]混凝土用结构增强合成纤维及其制备方法

说明书

【背景技术】

纤维混凝土是以混凝土为基体，以金属纤维、无机非金属纤维、合成纤维或天然有机纤维为增强 材料组成的复合材料。在纤维混凝土中，三维乱向分布的纤维形成网状承托作用，可抑制混凝土的开 裂进程，提高混凝土的断裂韧性，使混凝土性能得到改善。

聚丙烯纤维和钢纤维是工程中应用比较普遍的纤维品种。在实际推广过程中，它们不同程度地存 在一些问题。聚丙烯纤维一般作为非结构性补强材料，用于混凝土的防裂抗渗工程，其增强、增韧效 果不明显，不能用于需要结构增强的场合；钢纤维虽然可显著提高混凝土结构的抗裂性、弯拉强度、 弯曲韧性及抗冲击性能，但由于掺量大、成本高，同时存在难以分散、易锈蚀、与水泥基体握裹力差 等固有缺点，在很大程度上限制了它的发展。

随着纤维混凝土在工程领域的推广，建筑材料理论也取得较大进展，根据复合材料的叠加效应以 及不同材料的“复合优势”，在钢筋混凝土中用非金属材料作为加强筋或增强材料将是混凝土技术的 重要发展方向。人们希望开发出一种新型的合成纤维，它不仅具有钢纤维和聚丙烯纤维的共同优点， 同时又能克服它们的不足，以满足不同工程的实际要求。

【发明内容】

本发明针对现有纤维在使用过程中存在的上述问题，提出一种新的混凝土用结构增强合成纤维， 它既具有钢纤维和聚丙烯纤维的共同优点，同时又能克服它们的不足，可满足不同工程的实际要求， 并可克服普通混凝土性脆抗拉性能弱等缺点。

本发明由下列组分按重量比例制备而成：

聚丙烯20-70％，聚乙烯25-75％，聚酰胺0-25％，成核剂0.05-0.5％，抗氧化剂0.1-0.5％，

所述聚丙烯为纤维级聚丙烯粒子，由等规度97-98％聚丙烯树脂造粒而成；聚乙烯为纤维级聚乙 烯单体共聚切片；聚酰胺为聚酰胺树脂切片；成核剂为有机磷酸酯盐类，为NP-508或NP-509中的 种；所述抗氧化剂选自抗氧化剂1010或氧化剂168或两者以任意比例配置的混合物；所述分散剂选 自为可溶于水及有机溶剂的阴离子表面活性剂。

本发明的制备方法如下步骤：

1)将各原料按下述重量比在150～320℃下进行熔融混合：

聚丙烯20-70％，聚乙烯25-75％，聚酰胺0-25％、成核剂0.05-0.5％、抗氧化剂0.1-0.5％

2)将熔融混合物送入双螺杆挤出机中挤出成型；

机头一区150℃，二区180℃，三区240℃，四区320℃；

3)直接注入喷丝板挤压喷丝；

4)水冷却；

5)一次牵引拉伸

6)过分散剂油浴；

7)135～140℃热风烘干；

8)二次牵引拉伸至60-70CN/TEX；

9)分线机弯曲缠绕；

10)按客户要求外形尺寸切割。

步骤4)水冷却至20～40℃；步骤6)浸润分散剂的重量浓度为0.1-1.0％；步骤7)烘干时间通 常为2分钟。

本发明产品的掺量范围为：结构增强纤维的掺量范围为3-9kg/m³混凝土，使用时不需要改变搅拌 方式，只要将其直接加入混凝土拌合物中搅拌即可。

本发明产品主要技术参数如下：