專利名稱：一種用于土建工程的聚乙烯醇纖維用紡絲油劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚こ烯醇紡絲過(guò)程中使用的油劑，具體涉及ー種用于土建工程的聚こ烯醇纖維用紡絲油剤。
背景技術(shù)：
聚こ烯醇纖維的價(jià)格低、密度小、粘結(jié)カ高、分散性好、易于攪拌；與其他合成纖維相比，聚こ烯醇纖維親水性好、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(jí)的水泥，增強(qiáng)效果明顯。另外，其耐光性和耐堿性也好，具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，添加用量小(用量?jī)H為石棉的1/5)，且被公認(rèn)為是最有發(fā)展前途的取代石棉的材料，因此目前對(duì)聚こ烯醇在混凝土的應(yīng)用與研究越來(lái)與廣泛。纖維與混凝土基體之間的相互作用是通過(guò)纖維與混凝土基體界面粘結(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)的， 因此，纖維與混凝土基體界面的結(jié)合力是影響纖維發(fā)揮作用的關(guān)鍵因素。聚こ烯醇纖維增強(qiáng)水泥機(jī)理由于聚こ烯醇纖維含有極性基團(tuán)，其分子鏈上的-C-OH與水泥水化產(chǎn)物-OH基團(tuán)形成氫鍵，在纖維表面會(huì)粘附著較多的水化產(chǎn)物，在纖維和水泥基體間存在化學(xué)結(jié)合層，從而增進(jìn)了界面的致密性和加強(qiáng)了界面的粘結(jié)，擴(kuò)大了聚こ烯醇纖維阻裂增強(qiáng)的界面效應(yīng)范圍。因此如機(jī)場(chǎng)跑道、碼頭、水庫(kù)大壩及鉄道公路等對(duì)于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要求較高的土建工程中都應(yīng)用到聚こ烯醇纖維增強(qiáng)。用于增強(qiáng)混凝土的短纖維應(yīng)該具備兩個(gè)條件(I)纖維的強(qiáng)度和模量要盡可能與基體相互匹配；(2)纖維與基體之間的粘結(jié)カ要保證所受的カ通過(guò)界面?zhèn)鬟f給纖維。然而，目前市場(chǎng)上及研究者大多只是注重了賦予聚こ烯醇纖維高強(qiáng)高?；母倪M(jìn)，而忽視了聚こ烯醇纖維與水泥混凝土的界面結(jié)合性能的提高；而且聚こ烯醇纖維的研究只注重紡絲原料、エ藝及設(shè)備的改進(jìn)，而鮮有研究者注意到聚こ烯醇紡絲油劑的重要性，這在一定程度上限制了聚こ烯醇在土建工程中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種用于土建工程的聚こ烯醇纖維用紡絲油齊U，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。本發(fā)明的紡絲油劑各組分相互協(xié)調(diào)、合理復(fù)配，綜合性能優(yōu)良，賦予纖維很好的平滑和集束等特性。該紡絲油劑不僅能夠保持聚こ烯醇纖維本身的較高的強(qiáng)度和模量、良好分散性、高耐光性和耐堿性等優(yōu)點(diǎn)，關(guān)鍵是其中的含極性基團(tuán)易形成氫鍵組分能夠一方面與水泥水化后產(chǎn)物之間復(fù)合形成氫鍵，保持良好的粘結(jié)力，另ー方面也能與聚こ烯醇纖維表面大量羥基形成氫鍵，也形成較強(qiáng)的附著力，這樣保證了聚こ烯醇與水泥混凝土基體之間的粘結(jié)カ得到很大幅度的提聞，同時(shí)也使得增強(qiáng)基體的聞性能化。本發(fā)明所提供的用于土建工程的聚こ烯醇纖維用紡絲油劑的有效成分由組分A :聚纖維素季銨鹽，組分B :單甘油脂肪酸酷，組分C :氨基改性硅油，組分D :納米級(jí)無(wú)機(jī)ニ氧化硅，按照一定比例混合而成，親水親油值控制在10-16范圍。如上所述的組分A聚纖維素季銨鹽為抗靜電劑聚纖維素季銨鹽由于含有纖維素大分子鏈組分，含有大量得羥基，具有良好的吸濕性從而加纖維表面水分，并且鏈端季銨鹽組分的存在，在吸濕后電導(dǎo)率増加，纖維紡絲過(guò)程中所帶電荷會(huì)被迅速排除，因而是ー種優(yōu)良的抗靜電劑，同時(shí)其本身所攜帯的大量羥基能夠同時(shí)與增強(qiáng)組分和基體組分形成優(yōu)異的粘合力。如上所述的組分B單甘油脂肪酸酯為乳化劑甘油單酸酯通常以未反應(yīng)的甘油、甘油單酸酯、甘油ニ酸酯和甘油三酸酯的混合物形式獲得，優(yōu)選的甘油單酸酯例子包括甘油單月硅酸酷、甘油単癸酸酯和甘油単辛酸酷，起乳化、抗靜電、平滑、集束、潤(rùn)濕等作用。如上所述的組分C氨基改性硅油為平滑劑氨基改性硅油由于其異常柔順的硅氧烷主鏈結(jié)構(gòu)使得其具有良好的平滑性，能保證纖維在紡絲過(guò)程中不會(huì)因摩擦大而產(chǎn)生短頭，而缺少氨基改性硅油組份將無(wú)法順利生產(chǎn)；同吋，通過(guò)氨基對(duì)硅氧烷的接枝改性，氨基可以與纖維表面的羥基形成氫鍵，附著力強(qiáng)，在纖維表面可形成ー層平滑膜層。如上所述的組分D納米級(jí)無(wú)機(jī)ニ氧化硅為改性劑納米級(jí)無(wú)機(jī)ニ氧化硅優(yōu)選為粒徑l-200nm的水分散凝集膠體ニ氧化硅，即為納米級(jí)ニ氧化硅分散在水中的膠體溶液(硅溶膠)，由于其表面富羥基(硅醇基)，一方面可以與聚こ烯醇纖維表面羥基形成氫鍵結(jié)構(gòu)，另ー方面其本身具有優(yōu)良的粘結(jié)性能，為纖維與水泥增強(qiáng)過(guò)程中提供了良好的界面結(jié)合力。如上所述的ー種用于土建工程的聚こ烯醇纖維用紡絲油劑的主要實(shí)現(xiàn)過(guò)程取16-30份的聚纖維素季銨鹽，12-28份單甘油脂肪酸酷，32-55份氨基改性硅油，1-5份納米級(jí)無(wú)機(jī)ニ氧化硅。首先按上述各組分的重量百分比，先將單甘油脂肪酸酯加熱到50 65°C，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，最后將單甘油脂肪酸酯倒入與其混合，攪拌I 2小時(shí)即可得到性能優(yōu)良的紡絲油剤。本發(fā)明的有益效果為I、本發(fā)明油劑部分含有帶大量能夠形成氫鍵基團(tuán)的物質(zhì)組成，能夠一方面與水泥混凝土形成良好的粘結(jié)力，另ー方面也能與聚こ烯醇的羥基形成較強(qiáng)的附著力，這樣保證了聚こ烯醇與水泥混凝土基體之間的粘結(jié)カ得到很大幅度的提高，對(duì)水泥混凝土起到了較強(qiáng)的增強(qiáng)效果；2、本發(fā)明油劑屬環(huán)保型油劑，無(wú)礦物油成分，在紡絲、纖維后加工過(guò)程以及土建增強(qiáng)工程中不對(duì)環(huán)境造成危害；3、本發(fā)明在使用中具有優(yōu)良的集束性、平滑性、抗靜電性，使紡絲的纖維達(dá)到強(qiáng)度和伸展要求。本發(fā)明原料易得、組分少、制造エ藝簡(jiǎn)單可廣泛用于增強(qiáng)水泥混凝土用纖維的領(lǐng)域。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
，進(jìn)ー步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。、
實(shí)施例I一種用于土建工程的聚こ烯醇纖維用紡絲油劑，其配方和制備方法如下一、配方組分A抗靜電劑聚纖維素季銨鹽，含量為16份；組分B乳化劑甘油單月硅酸酷，含量為12份；組分C平滑劑氨基改性硅油，含量為32份；組分D改性劑平均粒徑為Inm的水分散凝集膠體ニ氧化硅，含量為I份。 所述的親水親油值為10。ニ、制備方法取16份聚纖維素季銨鹽，12份甘油單月硅酸酷，32份氨基改性硅油，I份平均粒徑為Inm的水分散凝集膠體ニ氧化硅。先將甘油単月硅酸酯到50°C，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，最后將甘油単月硅酸酯倒入與其混合，攪拌2小時(shí)即可得到性能優(yōu)良的紡絲油剤。實(shí)施例2一種用于土建工程的聚こ烯醇纖維用紡絲油劑，其配方和制備方法如下一、配方組分A抗靜電劑聚纖維素季銨鹽，含量為30份；組分B乳化劑甘油単癸酸酷，含量為28份；組分C平滑劑氨基改性娃油，含量為55份；組分D改性劑平均粒徑為200nm的水分散凝集膠體ニ氧化硅，含量為5份。所述的親水親油值為16。ニ、制備方法取30份聚纖維素季銨鹽，28份甘油単癸酸酷，55份氨基改性硅油，5份平均粒徑為200nm的水分散凝集膠體ニ氧化硅。先將甘油単月硅酸酯到65°C，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，最后將甘油単月硅酸酯倒入與其混合，攪拌I小時(shí)即可得到性能優(yōu)良的紡絲油剤。實(shí)施例3一種用于土建工程的聚こ烯醇纖維用紡絲油劑，其配方和制備方法如下一、配方組分A抗靜電劑聚纖維素季銨鹽，含量為20份；組分B乳化劑甘油単辛酸酷，含量為20份；組分C平滑劑氨基改性娃油，含量為40份；組分D改性劑平均粒徑為IOOnm的水分散凝集膠體ニ氧化硅，含量為3份。所述的親水親油值為13。ニ、制備方法取20份聚纖維素季銨鹽，20份甘油単癸酸酷，40份氨基改性硅油，3份平均粒徑為IOOnm的水分散凝集膠體ニ氧化硅。先將甘油単月硅酸酯到60°C，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，最后將甘油単月硅酸酯倒入與其混合，攪拌I. 5小時(shí)即可得到性能優(yōu)良的紡絲油剤。
權(quán)利要求
1.一種用于土建工程的聚こ烯醇纖維用紡絲油劑，其特征是所述的紡絲油劑的有效成分有以下組份和含量組成，所述的含量按重量份數(shù)計(jì)算 組分A :聚纖維素季銨鹽，16 30份； 組分B :單甘油脂肪酸酷，12 28份； 組分C :氨基改性硅油，32 55份； 組分D :納米級(jí)無(wú)機(jī)ニ氧化硅，I 5份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種用于土建工程的聚こ烯醇纖維用紡絲油劑，其特征在于，所述的單甘油脂肪酸酯為甘油單月硅酸酷、甘油単癸酸酯或甘油単辛酸酷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種用于土建工程的聚こ烯醇纖維用紡絲油劑，其特征在于，所述的納米級(jí)無(wú)機(jī)ニ氧化硅為平均粒徑l_200nm的水分散凝集膠體ニ氧化硅。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種用于土建工程的聚こ烯醇纖維用紡絲油劑，其特征在于，所述的紡絲油劑的親水親油值控制在10 16范圍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于土建工程的聚乙烯醇纖維用紡絲油劑，其有效成份有以下組份和含量組成抗靜電劑——聚纖維素季銨鹽，16～30份；乳化劑——單甘油脂肪酸酯，12～28份；平滑劑——氨基改性硅油，32～55份；改性劑——納米級(jí)無(wú)機(jī)二氧化硅，1～5份。該紡絲油劑各組分相互協(xié)調(diào)、合理復(fù)配，綜合性能優(yōu)良，賦予纖維很好的平滑和集束等特性。該紡絲油劑關(guān)鍵是其中的含極性基團(tuán)易形成氫鍵組分能夠一方面與水泥水化后產(chǎn)物之間復(fù)合形成氫鍵，保持良好的粘結(jié)力，另一方面也能與聚乙烯醇纖維表面大量羥基形成氫鍵，也形成較強(qiáng)的附著力，這樣保證了聚乙烯醇與水泥混凝土基體之間的粘結(jié)力得到很大幅度的提高，同時(shí)也使得增強(qiáng)基體的高性能化。
文檔編號(hào)D06M11/79GK102720067SQ20121007963
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月22日
發(fā)明者劉國(guó)平, 李文剛, 王有富, 趙炯心 申請(qǐng)人:上海羅洋新材料科技有限公司