背景技术:
1、近年来,复合材料在建筑行业中的应用(例如用纤维增强的混凝土和砂浆)已经有了相当大的增长。纤维水泥产品因其多用途而在世界范围内得到广泛应用,其可用作在大量建筑和农业应用中出现的波纹屋顶材料和平坦屋顶材料、覆层板和水容器。将纤维加入水泥基体的主要原因是为了提高所得复合材料的韧性、抗拉强度和开裂变形特性。
技术实现思路
1、提供本
技术实现要素:
来介绍一系列构思,这些构思将在以下具体实施方式中进一步描述。本发明内容并非旨在指出所要求保护的主题的关键或必要特征,也不旨在用作限制所要求保护的主题的范围的辅助手段。
2、在一个方面,本说明书公开的实施例涉及一种聚丙烯纤维,该聚丙烯纤维包括:聚丙烯基体;至少一种表面改性剂;以及选自表面活性剂、润滑剂或其混合物的至少一种添加剂。
3、在另一方面,本说明书公开的实施例涉及一种生产聚丙烯纤维的方法,该方法包括以下步骤:(i)在挤出中将聚丙烯与表面改性剂混合,和(ii)将从步骤(i)获得的组合物熔融纺丝以生产所述聚丙烯纤维,其中,将表面活性剂加入到步骤(i)中和/或在步骤(ii)期间将润滑剂施加到所述纤维。
4、在另一方面,本说明书公开的实施例涉及增强水泥复合材料,该增强水泥复合材料包括:水泥质基体;聚丙烯纤维,该聚丙烯纤维包括聚丙烯基体、至少一种表面改性剂和选自表面活性剂、润滑剂或其混合物的至少一种添加剂;纤维素组分;以及任选地,石灰石组分。
5、在另一方面,本说明书公开的实施例涉及一种包括增强水泥复合材料的制品,所述增强水泥复合材料包括:水泥质基体;聚丙烯纤维,该聚丙烯纤维包括聚丙烯基体、至少一种表面改性剂和选自表面活性剂、润滑剂或其混合物的至少一种添加剂;纤维素组分;以及任选地,石灰石组分。
6、在另一方面,本说明书公开的实施例涉及一种包括增强水泥复合材料的屋顶瓦,所述增强水泥复合材料包括:水泥质基体;聚丙烯纤维,该聚丙烯纤维包括聚丙烯基体、至少一种表面改性剂和选自表面活性剂、润滑剂或其混合物的至少一种添加剂;纤维素组分;以及任选地,石灰石组分。
7、根据以下描述和所附权利要求,所要求保护的主题的其他方面和优点将变得明显。
1.一种聚丙烯纤维,包括:
2.根据权利要求1所述的聚丙烯纤维,其中,所述聚丙烯基体为均聚物。
3.根据权利要求1所述的聚丙烯纤维,其中,所述聚丙烯基体包含选自乙烯和c4至c8的α-烯烃的至少一种共聚单体,其中基于聚丙烯的重量,所述共聚单体的重量百分比(wt%)范围为0.5wt%至10wt%。
4.根据权利要求1所述的聚丙烯纤维,其中,所述聚丙烯基体是包含分散在聚丙烯连续相中的橡胶相的多相聚丙烯,其中所述橡胶相包含丙烯和选自乙烯、c4至c8的α-烯烃的至少一种共聚单体,其中所述共聚单体以所述橡胶相的5wt%至75wt%的重量百分比(wt%)范围存在。
5.根据权利要求4所述的聚丙烯纤维,其中,基于所述多相聚丙烯,所述橡胶相以2wt%至75wt%的重量百分比(wt%)范围存在。
6.根据上述权利要求中任一项所述的聚丙烯纤维,其中,所述聚丙烯基体具有根据astm d1238测定的10g/10min至20g/10min范围内的熔体流动指数(230℃/2.16kg)。
7.根据上述权利要求中任一项所述的聚丙烯纤维,其中,所述表面改性剂选自有机表面改性剂、无机表面改性剂及其混合物。
8.根据上述权利要求中任一项所述的聚丙烯纤维,其中,所述表面改性剂选自以下项:滑石、碳酸钙、氢氧化钙、云母、硅酸钙、粘土、高岭土、氧化铝、二氧化硅、硅灰石、碳酸镁、氢氧化镁、氧化锌、氧化钛、硫酸钡、硫酸锌及其组合。
9.根据上述权利要求中任一项所述的聚丙烯纤维,其中,所述表面改性剂被涂覆或具有表面处理。
10.根据上述权利要求中任一项所述的聚丙烯纤维,其中,所述表面改性剂为被涂覆的碳酸钙。
11.根据上述权利要求中任一项所述的聚丙烯纤维,其中,基于所述聚丙烯纤维的重量,所述表面改性剂以0.3wt%至20wt%的重量百分比(wt%)范围存在。
12.根据上述权利要求中任一项所述的聚丙烯纤维,其中,所述表面活性剂选自离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性表面活性剂或其组合。
13.根据上述权利要求中任一项所述的聚丙烯纤维,其中,所述表面活性剂选自以下项:硫酸盐、磺酸盐、磷酸酯、羧酸盐、胺、季铵、醇、酸、乙氧基化物及其组合。
14.根据上述权利要求中任一项所述的聚丙烯纤维,其中,所述表面活性剂是包括环氧乙烷和/或环氧丙烷的脂肪醇。
15.根据上述权利要求中任一项所述的聚丙烯纤维,其中,基于所述聚丙烯纤维的重量,所述纤维中的表面活性剂的量为0.3wt%至7wt%。
16.根据上述权利要求中任一项所述的聚丙烯纤维,其中,所述表面改性剂和任选地所述表面活性剂通过挤出加入所述聚丙烯基体中。
17.根据上述权利要求中任一项所述的聚丙烯纤维,其中,所述润滑剂在纺丝过程中被施加到所述纤维。
18.根据上述权利要求中任一项所述的聚丙烯纤维,其中,所述纤维的流变学多分散指数为1.75至3。
19.根据上述权利要求中任一项所述的聚丙烯纤维,其中,所述纤维的mw/mn为2至5.5。
20.根据上述权利要求中任一项所述的聚丙烯纤维,其中,所述纤维的韧度为7cn/dtex至15cn/dtex。
21.根据上述权利要求中任一项所述的聚丙烯纤维,其中,所述纤维的伸长率为5%至18%。
22.一种生产根据权利要求1至21中任一项所述的聚丙烯纤维的方法,包括以下步骤:
23.根据权利要求22所述的方法,其中,所述纤维被进一步切割成具有5mm至20mm长度的长丝。
24.一种纤维增强水泥复合材料,包括:
25.根据权利要求24所述的复合材料,包含根据权利要求1至21中任一项所述的纤维。
26.根据权利要求24所述的复合材料,其中,所述聚丙烯纤维的长度范围为7mm至14mm。
27.根据权利要求24所述的复合材料,其中,基于所述水泥复合材料的总重量,所述聚丙烯纤维以0.3wt%至5wt%的重量百分比(wt%)范围存在。
28.一种包含根据权利要求24所述的纤维增强水泥复合材料的制品。
29.一种包含根据权利要求24所述的纤维增强水泥复合材料的屋面瓦。