专利名称：聚丙烯混凝土增强纤维生产方法
技术领域：
本发明涉及一种聚丙烯混凝土/砂浆增强纤维，特别是一种应用于建筑混凝土/砂浆抗震、抗裂、抗渗、增强，起到卓越成效的混凝土增强纤维及其生产工艺。
背景技术：
目前国内聚丙烯纤维生产能力年几十万吨，已占全国化纤总量的较大比例，产品主要是聚丙烯长丝、聚丙烯短纤，聚丙烯丝束三大类，分别应用于纺织行业及非织造无纺布、土工布、地毯、烟用过滤嘴等领域。这些产品制造一般都采用常规熔融纺丝及拉伸而成的，比如(1)聚丙烯长丝的生产，先经螺杆挤压熔融纺丝，纺成卷绕预牵长丝，然后进行加温牵伸成丙纶长丝，它的纤度较小，一般有75D×24F～200D×72F，用于纺织行业。(2)聚丙烯短纤维生产，先经螺杆挤压熔融纺丝，纺成束型卷绕丝，然后将束型卷绕丝集合在一定的工艺范围，进行油浴拉伸、蒸汽拉伸、卷曲、热定型烘干、切断、打包而成，产品的一般规格有1.5D×38～15D×75mm为止，应用于纺纱及非织造无纺布、土工布、地毯等领域。(3)聚丙烯丝束生产，先经螺杆挤压熔融纺丝，纺成束型卷绕丝，然后根据产品及工艺要求将束型卷绕丝进行油浴拉伸、蒸汽拉伸、卷曲、热定型烘干、束丝装箱，以供香烟过滤嘴生产。
上述三类聚丙烯纤维产品的生产方法，一种是常规长丝生产方法，另二类产品是常规短纤维生产方法，这二种生产方法的纤维纤度受到一定控制，最大纤度不会超过15克/旦。在纤维的表面活化处理方面，采用平滑剂、柔软剂、抱合剂之类，适用于纺织及非织造业，活化剂含量较小，一般在2‰左右，需要量大也无法涂布。
上述技术缺点，阻止了PP纤维在建筑领域中的应用。
发明内容
本发明的目的，在于克服现有技术中的缺点，而提供一种纤维具有抗酸碱性强，分散性好，比重轻，抗拉强度高，弹性模量低，抗老化等优点，与混凝土/砂浆搅拌时纤维不结团，分布均匀，与水泥粘结亲和性好，保水率低等优异性能的PP混凝土增强纤维的生产方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的混凝土增强纤维，即聚丙烯束型单丝，其纤维的纤度较粗，一般单丝要在20克/旦～30克/旦，纤维表面涂层至少在7‰以上，需经表面活化处理，要求达到抗老化、抗酸碱、与水泥粘结亲和性好，在混凝土/砂浆掺拌时分散性好等特点，纤维无卷曲，产品规格特殊，抗拉强度高，弹性模量低。
根据上述要求，本发明选用聚丙烯为主要原料，添加改性剂，采用独特的熔融纺丝生产工艺纺制聚丙烯束型单丝纤维，并经纤维表面特殊涂层活化处理。其生产流程包括聚丙烯原料、添加改性剂、经螺杆挤压机、熔体过滤、熔体计量、喷丝、乳化冷却、束丝成型、七辊牵伸、活化处理、七辊牵伸、活化处理、卷曲、热定型烘干、切断、小包装成品、成箱包装成品。
在生产工艺中，采用了先进的熔融纺丝、牵伸联合机(短程纺设备)进行技术改造和创新，主要有以下四个方面1、喷丝板的喷丝孔进行特殊设计，孔径在0.6-0.8mm，长径比1∶8-12，以达到喷丝均匀的高强低模量纤维。
2、纺丝的冷却装置进行创新，一般生产聚丙烯纤维均为风冷却，长丝采用侧吹风冷却，短纤维、烟用丝束环吹风冷却，本发明采用乳化液水冷却，将喷丝板喷出的丝通过乳化液水冷却，以提高聚丙烯分子的结晶度，同时满足每根单丝冷却的均匀性，使纤维强力增加，纤度均匀率提高。
3、切断设备创新目前生产短纤维的切断机一般切断长度为32mm、38mm、51mm、65mm、75mm、108mm六个规格，本发明为达到混凝土/砂浆搅拌的均匀性和分布性，特别注意了纤维的长度，通过切断机的特殊设计，将纤维切成长度为8mm、12mm、19mm，分别适用砂浆/混凝土。
4、纤维表面涂层及活化处理技术的创新一般聚丙烯纤维表面活化剂采用平滑剂、柔软剂、抱合剂、平平加、抗静电剂等活化处理，表面涂层较少，只有1.5‰-2‰左右，本发明对纤维的表面涂层活化剂采用有机硅、硅氧烷、烷基磷酸盐、抗老化剂、分散剂等助剂，进行二次活化处理，表面涂层达到6‰-9‰，以满足抗酸碱、抗老化、易分散、与水泥粘结亲和性的要求。
上述四项创新，是在常规生产聚丙烯生产工艺的一大突破。其效果，使纤维具有抗酸碱性强，分散性好，比重轻，抗拉强度高，弹性模量低，能抗老化等优点。本品与混凝土/砂浆搅拌时纤维不结团，分布均匀，与水泥粘结亲和性好，保水率低等优异性能。本品广泛应用于水利工程、地下防水工程、地下隧道工程，地铁工程，桥梁工程，高速公路收费段路面、机场跑道及停机坪工程建设，工业民用建筑工程的屋面、墙体、水池、卫生间、市政工程水道等，均可极为有效地控制混凝土/砂浆的塑性收缩、干缩，温度变化因素引起的微裂纹，防止及抑制裂缝的形成和发展，大大改善混凝土/砂浆的抗渗性能，抗裂、抗冲击及抗震能力，起到增强、牢固、、耐久的卓越成效，是当今高科技的建筑新材料。
附图是本发明的工艺流程示意图。
具体实施例方式本发明在生产中的具体工艺参数如下1、螺杆挤压机50-70转/分，压力50-90公斤，螺杆加温区域，一区230℃-260℃，二区250℃-290℃，三区270℃-300℃，四区285℃-320℃，五区290℃-320℃，六区295℃-340℃，七区290℃-315℃，八区280℃-300℃。
2、熔体过滤器过滤网密度250目-300目，加热温度270℃-290℃。
3、熔体计量泵50CC-70CC，供量泵转18-26转/分。
4、喷丝板φ500mm×5000孔，孔径0.6-0.8mm，长径比1∶8-12。
5、冷冻乳化液水控制温度5℃-10℃，经过时间每分钟5-30米。
6、热辊牵伸热辊温度80℃-100℃，活化剂油浴温度90℃-100℃，活化剂油浴浓度6％-10％，牵伸倍数5-8倍。
7、卷曲基本要求无卷曲，卷曲机背压为2-3公斤。
8、束型单丝热定型，定型温度为一区80-90℃，二区90-110℃，三区100-115℃，四区90-105℃，五区自然风冷却。
9、切断根据不同用途，切断成分别为8mm、12mm、19mm。
10、成品包装每小包1公斤，每箱20公斤。
使用比例PP混凝土增强纤维在混凝土/砂浆中发挥作用，在很大程度上取决于纤维单丝在混凝土中的数量及均布性，一般情况下，每立方米混凝土/砂浆中掺加0.8-1.2Kg即可达到要求，不易太多。
掺加方法按照常规搅拌制成混凝土，在不停机的情况下，按比例掺加单丝纤维，继续搅拌4-5分钟，使纤维一根根的单丝均匀分布于混凝土中，效果更好。
本纤维制品不腐烂，易保存，降解纸袋1公斤包装，每箱20袋，便于运输，易于施工。
权利要求
1.一种PP混凝土增强纤维的生产方法，其特征在于纤维表面涂层活化剂采用有机硅、硅氧烷、烷基磷酸盐、抗老化剂、分散剂，进行二次活化处理。
2.根据权利要求1所述的PP混凝土增强纤维的生产方法，其特征在于纺丝的冷却装置是采用乳化液水冷却，即将喷丝板喷出的丝通过乳化液水冷却。
3.一种PP混凝土增强纤维的生产方法，其特征在于其生产工艺中喷丝板的喷丝孔采用特殊设计，孔径在0.6-0.8mm，长径比1∶8-12。
4.根据权利要求1所述的PP混凝土增强纤维的生产方法，其特征在于是将纤维切断成长度为8mm、12mm、19mm的规格。
5.根据权利要求1所述的PP混凝土增强纤维的生产方法，其特征在于纤维的纤度——单丝为20克/旦～30克/旦。
全文摘要
本发明涉及PP混凝土增强纤维的生产方法，其中，喷丝板的喷丝孔进行特殊设计，孔径在0.6－0.8mm，长径比1∶8－12，以达到喷丝均匀的高强低模量纤维。纺丝的冷却装置是采用乳化液水冷却；将纤维切断成长度为8mm、12mm、19mm的规格。纤维的表面涂层活化剂采用有机硅、硅氧烷、烷基磷酸盐、抗老化剂、分散剂，进行二次活化处理；纤维的纤度——单丝为20克/旦～30克/旦。本发明使纤维具有抗酸碱性强，分散性好，比重轻，抗拉强度高，弹性模量低，能抗老化等优点。与混凝土/砂浆搅拌时纤维不结团，分布均匀，与水泥粘结亲和性好，保水率低。其优异性能广泛应用于水利工程、地下防水工程、地下隧道工程，地铁工程，桥梁工程等。
文档编号C04B16/00GK1405369SQ0213121
公开日2003年3月26日 申请日期2002年9月13日 优先权日2002年9月13日
发明者陈成泗, 马永梅 申请人:陈成泗