[發明專利]一種用于增韌水泥混凝土的聚乙烯醇纖維用紡絲油劑

無效

• 申請號: 201210078776.6
• 申請日: 2012-03-22
• 公開（公告）號: CN102619091A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 王有富;朱寅;彭小潔;余仁旭;來金鳳;袁瑩;羅琳琳;袁雯;路海冰;黃標;于兆強;李哲;梁超;李文剛;趙炯心;劉國平
• 申請（專利權）人: 上海羅洋新材料科技有限公司
• 主分類號: D06M15/53
• 分類號: D06M15/53;D06M13/203;D06M13/513;D06M13/419;C04B16/06
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技術領域

本發明涉及一種聚乙烯醇紡絲過程中使用的油劑，特別是涉及一種用于增韌水泥混凝土的聚乙烯醇纖維用紡絲油劑。

背景技術

聚乙烯醇纖維的價格低、密度小、粘結力高、分散性好、易于攪拌；與其他合成纖維相比，聚乙烯醇纖維親水性好、彈性模量高，并且具有高比表面積，與水泥混凝土相容性好，適用于各種等級的水泥，增強效果明顯。另外，其耐光性和耐堿性也好，具有優良的化學穩定性，添加用量小(用量僅為石棉的1/5)，且被公認為是最有發展前途的取代石棉的材料，因此目前對聚乙烯醇在混凝土的應用與研究越來與廣泛。

聚乙烯醇纖維增強水泥機理：由于聚乙烯醇纖維含有極性基團，其分子鏈上的-C-OH與水泥水化產物-OH基團形成氫鍵，在纖維表面會粘附著較多的水化產物，在纖維和水泥基體間存在化學結合層，從而增進了界面的致密性和加強了界面的粘結，擴大了聚乙烯醇纖維阻裂增強的界面效應范圍。

由于一般用于水泥混凝土增強聚乙烯醇纖維需要較高的強度和模量，需要此類纖維有較高的醇解度才可達到增強纖維用的標準，因此纖維會含有大量羥基極性基團，但在實際使用中發現：雖然大量的極性基團與水泥形成的強界面粘結有利于應力有效地從基體向纖維傳遞，更好地發揮纖維的增強作用，使增強混凝土的強度得以提高，但卻往往由于界面粘結力過強易引起纖維應力集中，增強混凝土的韌性下降。

然而，目前市場上及研究者大多只是注重了賦予聚乙烯醇纖維高強高模化，功能化及增強效果高效化等，而鮮有關注實際使用中對于水泥混凝土各方面性能增益的考慮；而且對于增強水泥混凝土聚乙烯醇纖維表面改性只注重紡絲原料、工藝及設備的改進，而忽略了聚乙烯醇紡絲油劑的重要性，導致了成品絲的一些性能滿足不了土建工程要求，也在一定程度上限制了聚乙烯醇在土建工程中的應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于增韌水泥混凝土的聚乙烯醇纖維用紡絲油劑，以克服現有技術的不足。該紡絲油劑不僅能夠保持聚乙烯醇纖維本身的較高的強度和模量、高粘結力、良好分散性、高耐光性和耐堿性等優點，關鍵是其中的非極性物質能夠對聚乙烯醇纖維表面的極性基團起到一定的“屏蔽效應”，避免與基體界面形成應力集中，提高水泥混凝土的韌性。油劑各組分相互協調、合理復配，綜合性能優良，賦予纖維很好的平滑和集束等特性。

本發明所提供的一種用于增韌水泥混凝土的聚乙烯醇纖維用紡絲油劑的有效成分由組分A：脂肪烷基酰醇胺，組分B：不飽和脂肪酸，組分C：烷基聚氧乙烯醚，組分D：非極性烷基烷氧基硅烷或鹵代烷基烷氧基硅烷，按照一定比例混合而成，親水親油值控制在5～10范圍。

如上所述的組分A脂肪烷基酰醇胺為抗靜電劑：脂肪烷基酰醇胺由于具有一定的吸濕作用增加纖維表面水分，從而增加其電導率，以迅速泄露電荷，如電解質(導電物質)能夠很快泄露電荷的機制。

如上所述的組分B不飽和脂肪酸為平滑劑，所述的不飽和脂肪酸為ω-3脂肪酸、ω-6脂肪酸或共軛脂肪酸。所述的ω-3脂肪酸為二十二碳六烯酸、二十碳五烯酸或α-亞麻酸；所述的ω-6脂肪酸為γ-亞麻酸；所述的共軛脂肪酸為共扼亞麻酸。這些不飽和脂肪酸不僅能夠賦予纖維良好的平滑和抱合作用，還由于自身分子的非極性性質以及鏈端帶有的羧酸基團與聚乙烯醇的羥基進行反應，交聯點之間的碳鏈較長，因此賦予了纖維增強水泥混凝土一定的韌性。

如上所述的組分C烷基聚氧乙烯醚為穩定劑：油劑的均勻性和乳化性對于聚乙烯醇纖維的紡絲、卷繞、后切斷以及水泥混凝土增強都非常重要。因此要求乳液必須是均勻穩定不分層的，其中烷基聚氧乙烯醚具有優異的乳化、潤濕和擴散等性能。

如上所述的組分D非極性烷基烷氧基硅烷或鹵代烷基烷氧基硅烷類為添加劑：其中烷基烷氧基硅烷選自異丁基三乙氧基硅烷、異丁基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷和正辛基三甲氧基硅烷中的一種；適用的鹵代烷基烷氧基硅烷為3，3，3-三氟丙基三甲氧基硅烷或6，6，6-三氟己基三甲氧基硅烷，少量的非極性組分能夠屏蔽聚乙烯醇纖維表面的羥基，避免與水泥水化后的產物之間界面形成較強的氫鍵，防止粘結力過強的作用。

如上所述的一種增韌水泥混凝土的聚乙烯醇纖維用紡絲油劑的主要實現過程：按重量份計，取16～30份的脂肪烷基酰醇胺，12～28份不飽和脂肪酸，32～55份烷基聚氧乙烯醚，3～10份非極性烷基烷氧基硅烷或鹵代烷基烷氧基硅烷。首先按上述各組分的重量百分比準確稱量，先將不飽和脂肪酸加熱到50～65℃，然后分別將其他幾種組份倒入不銹鋼的配置釜中攪拌混合均勻，最后將不飽和脂肪酸倒入與其混合，攪拌1～2小時即可得到性能優良的紡絲油劑。

有益效果：