[發明專利]一種增強混凝土用粗旦EVOH纖維的制備方法

有效

• 申請號: 200910057638.8
• 申請日: 2009-07-23
• 公開（公告）號: CN101962814A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發明（設計）人: 倪建華;張杰;鄭偉;莊園園;何唯平
• 申請（專利權）人: 上海啟鵬化工有限公司;深圳市海川實業股份有限公司;深圳海川工程科技有限公司;河源海川科技有限公司
• 主分類號: D01D5/08
• 分類號: D01D5/08;D01D5/098;D01D5/088;D01D5/24;D01D5/253;D01D1/04;D01D10/00;D01D10/02;D01D11/00;D01D13/02;D02J1/22;D01F6/50;D01F1/10;C
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技術領域

本發明涉及增強混凝土用粗旦塑鋼纖維材料的制備方法，尤其涉及一種具有極好親水性能的增強混凝土用粗旦EVOH纖維的制備方法。

背景技術

混凝土是世界上用量最大且使用最廣泛的建筑材料之一，預計我國到2010年水泥產量將增至8～8.5億噸，即比1996年的4.9億噸差不多翻了一倍，并超過世界水泥總產量的三分之一。2006年至2020年，混凝土將仍然是我國現代工程建設的主要建筑材料。

混凝土具有適用范圍廣，價格便宜，易澆注成型，耐久性好，還可制作節能型生態環保型建筑材料等優點，但是混凝土在工程應用中也存在著抗拉強度低，極限拉應變小，抗沖擊耐磨損性能差，在凝固前由于失水收縮易造成塑性開裂，以及是脆性材料等諸多缺點。為解決混凝土存在的問題，國內外開發的各種混凝土改性技術中，纖維混凝土的開發應用可認為是近年來混凝土技術的最大進展之一。

現有增強混凝土纖維如聚丙烯纖維、聚乙烯醇纖維都具有自身的優勢和缺陷：聚丙烯塑鋼纖維具有制備工藝簡單、原料豐富、生產成本低、強度大、干濕強度相同等優點；但是其表面親水性能差，摻加在混凝土中與水泥、骨料的粘結性能差，導致握裹力弱、纖維在混凝土中的拔出功小、對混凝土的增強效果差。聚乙烯醇纖維具有良好的親水性能，對混凝土增強效果顯著，強度高、模量大、斷裂伸長率小和；但是其制備工藝復雜，不能采用傳統的熔融紡絲方法，產品的制成率低，研究開發成本高，生產成本高，所以在推廣和應用上存在著諸多缺陷。

新型親水性樹脂EVOH即乙烯-乙烯醇類共聚物，具有良好的力學性能，強度與拉伸模量高，容易加工，可用傳統聚烯烴加工設備擠出、共混擠出，具有耐油性及耐化學藥品性，吸濕性能好，大分子含有羥基親水基團，透明性和光澤好，具有良好的耐紫外線及其他輻射性，能長期暴露于嚴酷條件下，具有良好的阻隔性，能夠通過很低的生產技術和成本生產出高性能的工程纖維，其與混凝土骨料粘結性能好，握裹力極強，耐堿性能好，單絲纖維在混凝土中的拔出功高，對混凝土的增強效果顯著，大大改善了現有混凝土增強塑鋼纖維的不足。

現有的關于EVOH纖維的技術文件中，申請號為97111657.1和200680042475.0的專利分別公開了一種服裝用和電池隔膜用EVOH細旦纖維。而混凝土中應用的EVOH纖維需要特有的加工過程和工藝來滿足其較高的性能要求，傳統的服裝用和電池隔膜用細旦纖維的加工工藝并不能適應工程用纖維的要求，所以需要對其加工方法進行研究和改進，以開發出專門針對混凝土用的EVOH塑鋼纖維的制備加工方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種增強混凝土用粗旦EVOH纖維的制備方法，采用該方法制備的增強混凝土粗旦EVOH纖維具有較好的增強效果，能夠顯著改善現有混凝土抗拉強度低，極限拉應變小的缺陷，從而提高混凝土構筑物的使用壽命和安全性能。

為解決上述問題，本發明增強混凝土用粗旦EVOH纖維的制備方法采用如下技術方案：

將EVOH樹脂干燥后和添加料共混，加入到螺桿熔融擠壓紡絲機中熔融，紡絲，經過噴絲頭牽伸，水浴冷卻，然后經過油浴牽伸，蒸汽牽伸，再經過壓痕，蒸汽熱定型，冷卻后得到粗旦EVOH纖維，其中：

所述EVOH樹脂中乙烯的摩爾含量為10～40％；

所述EVOH樹脂采用充填攪拌式干燥，干燥溫度為110℃～130℃，干燥時間為2h～6h；

所述添加料為色母粒、增塑母粒、耐高溫母粒、防腐母粒、消泡母粒、無機物超細顆粒中的一種或幾種；

所述螺桿熔融擠壓紡絲機的各區溫度為：預熱區180～220℃、熔融區190～230℃、壓縮區200～235℃、計量區190～220℃，紡絲溫度為180～210℃；

所述噴絲頭牽伸和水浴冷卻步驟中，噴絲頭孔徑為1.5～5mm，長徑比為6～15，水浴冷卻溫度為35～80℃，噴絲頭處的牽伸倍率為2～8倍；

所述油浴牽伸，其油浴溫度為70～120℃，油浴槽長度為5～10m，牽伸倍率為2～4倍；

所述蒸汽牽伸，其蒸汽溫度為130℃～150℃，蒸汽機槽長度為8～10m，牽伸倍率為1.5～3倍；

所述壓痕為垂直纖維軸向方向壓痕，壓痕深度為0.1～0.3mm；

所述蒸汽熱定型步驟中，蒸汽溫度為140～180℃，定型時間為15s～60s。

將制成的粗旦EVOH纖維用切斷機切斷成長度為20～40mm。

制成的粗旦EVOH纖維直徑為250～1250μm。