混凝土用改性聚氧亚甲基纤维及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种混凝±用改性聚氧亚甲基纤维及其制备方法，属聚氧亚甲基纤维
技术领域。
【背景技术】
[0002] 聚氧亚甲基（POM)是一种具有良好机械性能和优异耐化学性的高性能线性聚合 物，由POM树脂经过高的牵伸比拉伸制备的纤维具有良好的拉伸强度和弹性模量，可充分 发挥POM结构材料的潜力，满足更广阔的应用要求。
[0003] 混凝±是最重要的建筑材料之一，目前正向高性能、功能化、高耐久性方向发展。 混凝±存在抗拉强度低、初性差和易开裂等缺点，导致混凝±结构物在低于极限荷载作用 下发生开裂，使结构物服役寿命和耐久性能降低。在水泥基复合材料中渗入合成纤维能改 善其脆性，抑制其早期塑性开裂，提高其抗裂、抗渗、初性、抗疲劳和抗冲击等性能。但是， POM纤维表面光滑，具有天然的自润滑作用，渗入与水泥混凝±基体材料中存在粘结能力差 的问题。
[0004] 现有技术中一般是对POM工程塑料进行增初增强改性，采用共聚酷胺（COPA)、热 塑性聚氨醋灯PU)、聚氧化乙締（阳0)等，利用POM与运些聚合物间的氨键作用，细化了POM 的结晶尺寸，降低了POM的结晶度，从而达到提高POM初性的目的，且其含量较大，一般不低 于10%。同时，为了不降低POM制品的强度，而添加无机刚性粒子。 阳0化]中国专利文献CN102603232A提供了一种用于混凝±中的聚甲醒纤维（即POM纤 维），其中，POM共聚物是S嗯烧与包含至少一个0(邸2)。基团并且其中n大于1的环状缩 醒、具有侧丙締酸醋或取代的丙締酸醋基团的环状甲缩醒、环状醋、甘油甲缩醒乙酸醋或甘 油甲缩醒甲酸醋中的一种或多种的共聚反应产物，产物分子中含有极性端基或侧基，可增 加POM极性和增加纤维与混凝±的混溶性。该方法从合成角度改变了POM分子链的极性， 但该技术要求高，被国外大公司所掌握，原料成本高。
【发明内容】
[0006] 发明目的
[0007] 本发明的一个目的是提供一种混凝±用改性聚氧亚甲基纤维的制备方法，所得混 凝±用改性聚氧亚甲基纤维不仅可W改善POM纤维与混凝±之间的粘结能力，提高混凝± 力学性能，同时制备工艺简单，易于工业化，生产成本低。
[0008] 本发明的另一个目的是提供上述制备方法得到的混凝±用改性聚氧亚甲基纤维。
[0009] 发明概述
[0010] 在本发明的第一方面，提供了一种混凝上用改性POM纤维的制备方法，它是由POM 树脂经过极性改性剂改性得到改性POM树脂，然后纺丝得到的，所述改性POM纤维与水的接 触角《60°，其中所述极性改性剂中至少包括极性聚合物和相容剂。 1] 本发明所述POM树脂经过极性改性剂改性得到改性POM树脂为物理共混改性方 法，其中极性聚合物和相容剂的种类和用量根据最后产品的极性进行确定。
[0012] 其中，极性聚合物用于增加POM纤维的极性，本发明优选为聚丙締酷胺、聚丙締酸 钢、聚酸、聚醋、聚乙二醇中的任意一种，添加量为POM树脂质量的4% -10%。聚丙締酷胺 分子量优选为200万-1500万，更优选为1000万-1300万；聚丙締酸钢分子量优选为200 万-1000万，更优选为600万-1000万；聚酸优选为=径甲基丙烷类聚酸，分子量优选为 3000-5000 ;聚醋优选为PBT(聚对苯二甲酸下二醇醋）和/或PET(聚对苯二甲酸乙二醋）， 烙融指数（19(rC，2. 1化g)为40-80g/10min;聚乙二醇优选分子量为5000-12000。 阳01引优选的，所述相容剂为马来酸酢接枝相容剂，添加量为POM树脂质量的 0. 1% -1. 5%。马来酸酢接枝相容剂通过引入强极性反应性基团，可W使POM树脂具有更高 的极性和反应性，更优选为马来酸酢接枝聚丙締或马来酸酢接枝苯乙締-乙締/下締-苯 乙締。
[0014] 进一步地，所述改性剂中还包括流动改性剂和抗氧剂中的一种或两种。流动改性 剂可W降低体系的粘度，抗氧剂可W改善体系的稳定性，本领域技术人员可W根据常规技 术对流动改性剂和抗氧剂的种类及添加量进行选择和调整。本发明优选的流动改性剂为 超支化聚合物，更优选为超支化聚醋或超支化聚酸，超支化聚醋或超支化聚酸可W进一步 提高极性，添加量为POM树脂的0. 05-0. 1 %。本发明优选的抗氧剂为抗氧剂1010,抗氧剂 245、抗氧剂168中的任意一种，添加量为POM树脂的0. 01-0. 5%。
[0015] 优选的，所述POM树脂的烙融指数（19(rC，2. 1化g)为3-20g/10min。
[0016] 具体的制备步骤为：（1)将POM树脂与极性改性剂混合后进行挤出造粒，得到改性 POM树脂；
[0017] (2)将步骤（1)得到的改性POM树脂经过烙融纺丝后得到所述混凝±用改性POM 纤维。
[001引在步骤（1)中，POM树脂与极性改性剂混合并挤出造粒的条件可W由本领域技术 人员根据常规的POM纤维制备方法得到，优选的混合的揽拌时间为5-20min，揽拌速度为 20-300r/min，揽拌溫度为 110-130°C。
[0019] 所述步骤（2)中烙融纺丝制备得到初生丝后，经过二级热牵伸、热定型后制备得 到混凝±用改性POM纤维，最后根据需要短切成短纤维。其中，本发明优选的纺丝溫度为 200-220°C，采用二级热牵伸，二级热牵伸溫度分别为120-140°C、140-160°C，总牵伸倍数为 5-10倍。运样可W得到更加适用于混凝±的POM纤维。
[0020] 在本发明的另一方面，还提供了通过上述方法制备得到的混凝±用改性POM纤 维。
[0021] 本发明与现有技术相比具有W下优点： 阳02引 （1)本发明在相容剂的作用下，通过在POM树脂中加入极性聚合物，对POM树脂进 行改性，然后制备成POM纤维，提高了POM纤维的表面极性，改善了POM纤维与水泥混凝± 界面粘结作用。
[0023] (2)本发明的POM纤维用于混凝±中，可W充分发挥POM纤维的抗裂、增初作用，减 少混凝±的裂缝，增加混凝±的抗折强度。
[0024] (3)本发明的制备工艺简单，反应条件容易控制，易于工业化，而且生产成本低，具 有很强的实用性。
【具体实施方式】
[00巧]接下来结合实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述，但本发明绝不局 限与此，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之 内。
[0026] 本发明采用的POM树脂的烙融指数（19(rC，2. 1化g)为3-20g/10min。
[0027] 本发明实施例中使用的其余原料均为市售原料，且所有的百分比含量均为重量百 分比。 阳02引其中，POM树脂：云天化股份有限公司，牌号M90,烙融指数（190。2. 16kg)为： 9g/10min；
[0029] 聚丙締酷胺：苏州扇宇贸易有限公司，牌号F1260,分子量为：1100万；
[0030] 聚丙締酸钢：新乡市京华净水材料有限公司，分子量为800万，目数：20-80 ;
[0031] 聚酸：南京博特新材料有限公司，=径甲基丙烷类聚酸，分子量为4000-5000 ;
[0032] 聚醋为：PBT，江苏和时利新材料股份有限公司，牌号为L08XM，烙融指数（19(rC， 21化g)为：50-60g/10min;
[0033] 聚乙二醇：PEG6000,上海倍科化工有限公司，分子量：5500-7000 ;
[0034] 超支化聚醋：武汉超支化树脂科技有限公司，牌号为H评erlOl分子量为500，径值 为 670 ;
[0035] 超支化聚酸：南京博特新材料有限公司给，超支化聚缩水甘油酸，HPG，分子量为： 8000-15000 ；
[0036] 马来酸酢接枝聚丙締：上海日之升新材料发展有限公司，PP-g-MAH牌号5001，马 来酸酢接枝率：1%-1.5%;
[0037] 马来酸酢接枝苯乙締-乙締/下締-苯乙締：美国科腾高性能聚合物公司， SEBS-g-MAH，牌号：FG1901，马来酸酢接枝率：1. 4% -2%。 阳0測实施例1
[0039] (1)称取1000 gPOM树脂、40g聚丙締酷胺、2g的抗氧剂IOlOUg马来酸酢接枝聚 丙締、0. 5g的超支化聚醋加入到高速混合机中，在110°C下慢速揽拌（2化/min)5min后，再 快速揽拌（300r/min) 5min，将得到的改性POM料在螺杆挤出机中进行挤出造粒，得到改性 POM