聚丙烯混凝土增強纖維生產方法
2023-05-26 23:10:41
專利名稱：聚丙烯混凝土增強纖維生產方法
技術領域：
本發明涉及一種聚丙烯混凝土/砂漿增強纖維，特別是一種應用於建築混凝土/砂漿抗震、抗裂、抗滲、增強，起到卓越成效的混凝土增強纖維及其生產工藝。
背景技術：
目前國內聚丙烯纖維生產能力年幾十萬噸，已佔全國化纖總量的較大比例，產品主要是聚丙烯長絲、聚丙烯短纖，聚丙烯絲束三大類，分別應用於紡織行業及非織造無紡布、土工布、地毯、煙用過濾嘴等領域。這些產品製造一般都採用常規熔融紡絲及拉伸而成的，比如(1)聚丙烯長絲的生產，先經螺杆擠壓熔融紡絲，紡成卷繞預牽長絲，然後進行加溫牽伸成丙綸長絲，它的纖度較小，一般有75D×24F～200D×72F，用於紡織行業。(2)聚丙烯短纖維生產，先經螺杆擠壓熔融紡絲，紡成束型卷繞絲，然後將束型卷繞絲集合在一定的工藝範圍，進行油浴拉伸、蒸汽拉伸、捲曲、熱定型烘乾、切斷、打包而成，產品的一般規格有1.5D×38～15D×75mm為止，應用於紡紗及非織造無紡布、土工布、地毯等領域。(3)聚丙烯絲束生產，先經螺杆擠壓熔融紡絲，紡成束型卷繞絲，然後根據產品及工藝要求將束型卷繞絲進行油浴拉伸、蒸汽拉伸、捲曲、熱定型烘乾、束絲裝箱，以供香菸過濾嘴生產。
上述三類聚丙烯纖維產品的生產方法，一種是常規長絲生產方法，另二類產品是常規短纖維生產方法，這二種生產方法的纖維纖度受到一定控制，最大纖度不會超過15克/旦。在纖維的表面活化處理方面，採用平滑劑、柔軟劑、抱合劑之類，適用於紡織及非織造業，活化劑含量較小，一般在2‰左右，需要量大也無法塗布。
上述技術缺點，阻止了PP纖維在建築領域中的應用。
發明內容
本發明的目的，在於克服現有技術中的缺點，而提供一種纖維具有抗酸鹼性強，分散性好，比重輕，抗拉強度高，彈性模量低，抗老化等優點，與混凝土/砂漿攪拌時纖維不結團，分布均勻，與水泥粘結親和性好，保水率低等優異性能的PP混凝土增強纖維的生產方法。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的混凝土增強纖維，即聚丙烯束型單絲，其纖維的纖度較粗，一般單絲要在20克/旦～30克/旦，纖維表面塗層至少在7‰以上，需經表面活化處理，要求達到抗老化、抗酸鹼、與水泥粘結親和性好，在混凝土/砂漿摻拌時分散性好等特點，纖維無捲曲，產品規格特殊，抗拉強度高，彈性模量低。
根據上述要求，本發明選用聚丙烯為主要原料，添加改性劑，採用獨特的熔融紡絲生產工藝紡制聚丙烯束型單絲纖維，並經纖維表面特殊塗層活化處理。其生產流程包括聚丙烯原料、添加改性劑、經螺杆擠壓機、熔體過濾、熔體計量、噴絲、乳化冷卻、束絲成型、七輥牽伸、活化處理、七輥牽伸、活化處理、捲曲、熱定型烘乾、切斷、小包裝成品、成箱包裝成品。
在生產工藝中，採用了先進的熔融紡絲、牽伸聯合機(短程紡設備)進行技術改造和創新，主要有以下四個方面1、噴絲板的噴絲孔進行特殊設計，孔徑在0.6-0.8mm，長徑比1∶8-12，以達到噴絲均勻的高強低模量纖維。
2、紡絲的冷卻裝置進行創新，一般生產聚丙烯纖維均為風冷卻，長絲採用側吹風冷卻，短纖維、煙用絲束環吹風冷卻，本發明採用乳化液水冷卻，將噴絲板噴出的絲通過乳化液水冷卻，以提高聚丙烯分子的結晶度，同時滿足每根單絲冷卻的均勻性，使纖維強力增加，纖度均勻率提高。
3、切斷設備創新目前生產短纖維的切斷機一般切斷長度為32mm、38mm、51mm、65mm、75mm、108mm六個規格，本發明為達到混凝土/砂漿攪拌的均勻性和分布性，特別注意了纖維的長度，通過切斷機的特殊設計，將纖維切成長度為8mm、12mm、19mm，分別適用砂漿/混凝土。
4、纖維表面塗層及活化處理技術的創新一般聚丙烯纖維表面活化劑採用平滑劑、柔軟劑、抱合劑、平平加、抗靜電劑等活化處理，表面塗層較少，只有1.5‰-2‰左右，本發明對纖維的表面塗層活化劑採用有機矽、矽氧烷、烷基磷酸鹽、抗老化劑、分散劑等助劑，進行二次活化處理，表面塗層達到6‰-9‰，以滿足抗酸鹼、抗老化、易分散、與水泥粘結親和性的要求。
上述四項創新，是在常規生產聚丙烯生產工藝的一大突破。其效果，使纖維具有抗酸鹼性強，分散性好，比重輕，抗拉強度高，彈性模量低，能抗老化等優點。本品與混凝土/砂漿攪拌時纖維不結團，分布均勻，與水泥粘結親和性好，保水率低等優異性能。本品廣泛應用於水利工程、地下防水工程、地下隧道工程，地鐵工程，橋梁工程，高速公路收費段路面、機場跑道及停機坪工程建設，工業民用建築工程的屋面、牆體、水池、衛生間、市政工程水道等，均可極為有效地控制混凝土/砂漿的塑性收縮、幹縮，溫度變化因素引起的微裂紋，防止及抑制裂縫的形成和發展，大大改善混凝土/砂漿的抗滲性能，抗裂、抗衝擊及抗震能力，起到增強、牢固、、耐久的卓越成效，是當今高科技的建築新材料。
附圖是本發明的工藝流程示意圖。
具體實施例方式本發明在生產中的具體工藝參數如下1、螺杆擠壓機50-70轉/分，壓力50-90公斤，螺杆加溫區域，一區230℃-260℃，二區250℃-290℃，三區270℃-300℃，四區285℃-320℃，五區290℃-320℃，六區295℃-340℃，七區290℃-315℃，八區280℃-300℃。
2、熔體過濾器過濾網密度250目-300目，加熱溫度270℃-290℃。
3、熔體計量泵50CC-70CC，供量泵轉18-26轉/分。
4、噴絲板φ500mm×5000孔，孔徑0.6-0.8mm，長徑比1∶8-12。
5、冷凍乳化液水控制溫度5℃-10℃，經過時間每分鐘5-30米。
6、熱輥牽伸熱輥溫度80℃-100℃，活化劑油浴溫度90℃-100℃，活化劑油浴濃度6％-10％，牽伸倍數5-8倍。
7、捲曲基本要求無捲曲，捲曲機背壓為2-3公斤。
8、束型單絲熱定型，定型溫度為一區80-90℃，二區90-110℃，三區100-115℃，四區90-105℃，五區自然風冷卻。
9、切斷根據不同用途，切斷成分別為8mm、12mm、19mm。
10、成品包裝每小包1公斤，每箱20公斤。
使用比例PP混凝土增強纖維在混凝土/砂漿中發揮作用，在很大程度上取決於纖維單絲在混凝土中的數量及均布性，一般情況下，每立方米混凝土/砂漿中摻加0.8-1.2Kg即可達到要求，不易太多。
摻加方法按照常規攪拌製成混凝土，在不停機的情況下，按比例摻加單絲纖維，繼續攪拌4-5分鐘，使纖維一根根的單絲均勻分布於混凝土中，效果更好。
本纖維製品不腐爛，易保存，降解紙袋1公斤包裝，每箱20袋，便於運輸，易於施工。
權利要求
1.一種PP混凝土增強纖維的生產方法，其特徵在於纖維表面塗層活化劑採用有機矽、矽氧烷、烷基磷酸鹽、抗老化劑、分散劑，進行二次活化處理。
2.根據權利要求1所述的PP混凝土增強纖維的生產方法，其特徵在於紡絲的冷卻裝置是採用乳化液水冷卻，即將噴絲板噴出的絲通過乳化液水冷卻。
3.一種PP混凝土增強纖維的生產方法，其特徵在於其生產工藝中噴絲板的噴絲孔採用特殊設計，孔徑在0.6-0.8mm，長徑比1∶8-12。
4.根據權利要求1所述的PP混凝土增強纖維的生產方法，其特徵在於是將纖維切斷成長度為8mm、12mm、19mm的規格。
5.根據權利要求1所述的PP混凝土增強纖維的生產方法，其特徵在於纖維的纖度——單絲為20克/旦～30克/旦。
全文摘要
本發明涉及PP混凝土增強纖維的生產方法，其中，噴絲板的噴絲孔進行特殊設計，孔徑在0.6－0.8mm，長徑比1∶8－12，以達到噴絲均勻的高強低模量纖維。紡絲的冷卻裝置是採用乳化液水冷卻；將纖維切斷成長度為8mm、12mm、19mm的規格。纖維的表面塗層活化劑採用有機矽、矽氧烷、烷基磷酸鹽、抗老化劑、分散劑，進行二次活化處理；纖維的纖度——單絲為20克/旦～30克/旦。本發明使纖維具有抗酸鹼性強，分散性好，比重輕，抗拉強度高，彈性模量低，能抗老化等優點。與混凝土/砂漿攪拌時纖維不結團，分布均勻，與水泥粘結親和性好，保水率低。其優異性能廣泛應用於水利工程、地下防水工程、地下隧道工程，地鐵工程，橋梁工程等。
文檔編號C04B16/00GK1405369SQ0213121
公開日2003年3月26日 申請日期2002年9月13日 優先權日2002年9月13日
發明者陳成泗, 馬永梅 申請人:陳成泗