[发明专利]用于纤维水泥屋顶应用的在碱性环境中具有增强的分散性的表面上具有亲水性聚合物的双组分微纤维

说明书

本发明提供用于增强混凝土的双组分核‑壳聚合物微纤维，所述聚合物微纤维包含作为第一组分(壳)的乙烯‑乙烯醇(EVOH)聚合物和至少一种增塑剂，优选聚乙二醇，以及作为第二组分(核)的聚合物，所述聚合物选自聚酰胺；聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二酯；以及聚烯烃和酸酐接枝的聚烯烃的聚合物共混物，并且具有300至1000的长度与直径或当量直径的长径比(L/D)。所述双组分聚合物微纤维包含5重量％至45重量％的所述第一组分，易于加工，并且在相对低的微纤维负载下提供具有改进的机械性能的纤维水泥。

本发明涉及用于制备纤维水泥的双组分聚合物微纤维，这些组分彼此具有高粘合性。更特定地，本发明涉及双组分聚合物微纤维的组合物，所述双组分聚合物微纤维包含乙烯-乙烯醇(EVOH)纤维和至少一种增塑剂的外部组分(优选壳)，以及包含用马来酸酐接枝的聚丙烯的烯烃内部组分或核。此外，本发明涉及含有双组分聚合物微纤维和水硬性水泥的湿纤维水泥组合物，并且涉及含有双组分聚合物微纤维的纤维水泥或水泥纤维板。

例如在拉丁美洲，用于住宅和商业建筑屋顶的波纹纤维水泥瓦和用于外墙的水泥纤维板的使用持续增长。板材由水泥和填料组成，并且在立法允许的情况下用纤维(例如纤维素纤维、合成纤维或石棉纤维)增强。然而，发达国家长期禁止使用石棉，因为石棉存在吸入危险。目前，根据国际禁止石棉组织秘书处(International Ban AsbestosSecretariat，IBAS)的数据，61个国家/地区禁止使用石棉纤维。巴西近来于2017年底禁止了对石棉的使用，这将极大地影响用于屋顶应用的纤维水泥瓦。因此，在纤维水泥瓦和水泥纤维板方面仍然需要石棉纤维的替代物。

可在空气固化的纤维水泥产品中用于替代石棉的合成纤维包括PP(聚丙烯)和PVOH(聚乙烯醇)，它们本质上是亲水性的。PP纤维的使用由于其疏水性质而带来一些困难；这影响瓦片分层，以及较大瓦片中的纤维分散性或可变形性。对于足够的分散性，PP纤维需要后处理，例如电晕放电或表面活性剂浴；与大纤维相比，对于较小的基质核或微纤维，有效的后处理仍然更具挑战性；并且在电晕放电的情况下，需要另外的设备和工艺复杂性。因此，希望消除此类后处理方法。

微纤维比大纤维具有更大的界面表面积，并且因此对纺丝和含PP核的纤维的纤维形成可具有比大纤维更大的影响。举例来说，已证明微纤维纺丝比大纤维纺丝困难得多，因为此类纤维更难通过较小的模具挤出。然而，仍然需要提供具有微纤维的水泥纤维板，这是因为，由于它们提供的界面表面积的增加，此类微纤维对水泥纤维板性能的影响也比当量比例的大纤维大。

授予Jog的US20150133018公开了用于混凝土增强的在表面上具有EVOH的双组分纤维。一种用于增强混凝土的双组分聚合物大纤维组合物，所述组合物包含作为外部组分的具有5摩尔％至82.5摩尔％的乙烯的乙烯-乙烯醇(EVOH)聚合物，和作为第二组分的用马来酸酐接枝的聚丙烯和聚丙烯或聚乙烯的聚合物共混物。然而，Jog未能公开或制备微纤维和在纤维水泥复合材料中的应用，并且未能解决提供包含不含石棉的增强微纤维的水泥复合材料的问题。因此，仍然需要提供具有可靠的微纤维增强的有用的水泥复合材料。

本发明人已经寻求解决提供用于水泥纤维板的无石棉增强纤维的问题，所述无石棉增强纤维具有良好的分散性，以实用的方式制造并使用，并且使得使用者能够进一步改善例如纤维水泥的抗裂性和拉伸强度。

发明内容

本发明提供具有核壳结构的双组分聚合物微纤维，所述核壳结构具有乙烯-乙烯醇(EVOH)聚合物壳和烯烃、聚酰胺或聚酯核，并且所述双组分聚合物微纤维在纤维水泥组合物以及用于制备水泥纤维板的湿水泥组合物中是高度可分散的。