[發明專利]一種SFC聚陶纖維單絲材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202210154568.3
• 申請日: 2022-02-21
• 公開（公告）號: CN114232134A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 彭書成;陳美蘭
• 申請（專利權）人: 杜強華微（北京）高新材料科技有限公司
• 主分類號: D01F8/14
• 分類號: D01F8/14;D01F8/18;D01F1/10
• 代理公司: 北京華專卓海知識產權代理事務所(普通合伙) 11664
• 代理人: 徐冰冰

本發明涉及SFC聚陶纖維單絲材料的技術領域，特別是涉及一種SFC聚陶纖維單絲材料及其制備方法，包括如下步驟：步驟一、通過超高強改性聚酯材料聚合超細晶納米陶瓷技術制備SFC聚陶纖維，所述SFC聚陶纖維合成SFC材料，所述SFC材料和抗堿改性助劑混合熔融后進行噴絲處理，制得混合SFC聚陶纖維母絲，其中所述抗堿改性助劑包括陶瓷粉體材料；步驟二、將混合改性聚陶粉復合成SFC聚陶單絲進行緊張熱定型處理，即得SFC材料；步驟三、對混合SFC聚陶纖維原單絲進行第一次拉伸處理，制得第一次拉伸混合SFC聚陶絲；步驟四、對熱定型SFC聚陶纖維單絲進行第二次拉伸處理，制得抗堿改性SFC聚陶纖維單絲。

技術領域

本發明涉及SFC聚陶纖維單絲材料的技術領域，特別是涉及一種SFC聚陶纖維單絲材料及其制備方法。

背景技術

超高強改性聚酯材料聚合超細晶納米陶瓷技術（簡稱：SFC聚陶纖維）的制備方法及由該方法制備的SFC聚陶纖維、指由多種聚合材料催化劑、增強劑、穩定劑、粘結劑、分散劑、高分子量的聚合劑、超細晶納米陶粉為原料所制得出SFC聚陶纖維。

超高強改性聚酯材料聚合超細晶納米陶瓷技術（簡稱：SFC聚陶纖維）復合出來的SFC聚陶纖維生產過程包括縮聚和熔體聚合反應紡絲兩部分。其中，縮聚和超細晶納米陶瓷進行縮聚獲得合成單絲；熔體紡絲包括切片、粉紡絲法和直接紡絲法兩種。切片紡絲是將縮聚后的高聚物熔體經鑄帶、切粒而得到切片和粉體，再經過干燥、熔融而紡絲。熔融過程中，切片和粉所含的水分能使復合材料發生水解而影響紡絲性能和單絲質量，因此在紡絲前必須經過干燥，使切片和粉體含水率降低到0.01%以下。直接紡絲則是將高聚物熔體干燥后的聚酯材料和陶瓷粉體在螺桿中加熱熔融，擠壓送入紡絲箱體的各個紡絲部位，由計量泵精確計量和過濾后，從噴絲板的小孔中噴出。噴絲孔的直徑一般為0.25~0.30毫米。噴出的熔體細流，被冷卻氣流冷卻凝固成絲條。

超高強改性聚酯與超細晶納米陶瓷粉材料為主要原料，添加一定的功能母料及催發劑制備而成SFC聚陶纖維，產品密度為1.31g/c㎡，吸濕性極小，能耐酸，耐堿、化學穩定性高，具有良好的耐久性能。

SFC聚陶材料250℃的溫度內不脆化、不變形，每根SFC都是獨立的性能，與同時在介質中有良好的吸附性和分散性。當每立方水泥混凝土和每立方瀝青混合料摻入1.4-4公斤SFC材料，將有多達18億根SFC材料以五維立體方式對混合料進行加強，在工程中行成五維接橋結構，提供巨大的內聚力，提高機場跑道、公路路面、碼頭道面、隧道橋梁、大壩、機庫洞庫、港口碼頭的質量和延長工程使用壽命。

超高強改性聚酯材料聚合超細晶納米陶瓷技術復合成SFC聚陶纖維除具有普通聚合物纖維細度大、強度高、易分散的特點，還具有突出的耐高溫性能，可廣泛應用于熱拌合瀝青混凝土工程，也可應用于高強混凝土的增強防裂，是理想的多功能增強材料。20世紀70年代以來，歐美國家通過研究發現，用杜邦纖維可有效防止瀝青混凝上的溫縮裂縫，從而有效提高瀝青路面的抗拉、抗剪、抗壓、抗沖擊強度和耐疲勞性能，此后杜邦纖維開始大量用于瀝青混凝土中。杜邦纖維主要用于保護橋面配筋或鋼板不受侵蝕；瀝青路面的薄層瀝青混凝土罩面：鋼結構橋鋪設瀝青土面層路面的修復和補強；新建瀝青路面面層：舊瀝青面罩層：涂補、灌縫。

但是，由于聚酯纖維耐堿度差，其耐堿強度保留率低，通常只有30%左右，因此不能用在堿性較強的普通水泥混凝土中，在普通水泥混凝土中僅能使用耐堿強度保留率高的材料、但在一定程度上對水泥混凝土起阻裂作用，但由于其強度和彈性模量較低，阻裂效果不理想，通常只能達到85%、耐久性能差。

如果為了提高工程質量而在施工中采用普通聚酯纖維加強無堿水泥混凝土，則由于無堿水泥價格為普通水泥價格的幾倍而大大提高混凝土工程成本，使施工受到很大的限制。因此，在現有技術的文獻中僅有關于聚酯纖維用于瀝青混凝土中的報道，而沒有關于聚酯纖維用于普通水泥混凝土工程的報道。