建筑工程改性聚合纤维及其制造工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种建筑工程改性聚合纤维及其制造工艺，该改性聚合纤维是选择组配了多种成纤高分子聚合物单体做原料，依据分子结构设计技术原理，通过“接枝”“共聚”等化学改性技术手段，调整成纤高分子聚合物的分子结构；并通过采取比例混配、熔融缩合、高压喷挤、湿纺成纤，牵抻集束，切断包装等工艺加工技术工艺，合成制备出的具有特殊功能的新型改性聚合纤维。该纤维具有较高的弹性模量系数，较强的抻断强度，较好的耐酸碱性，而且与水泥、集料有较好的相容性和粘接力，特别适用于建筑大跨度、重荷载、超高层等典型工程的混凝士制备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种化学合成纤维，具体的说是一种建筑工程改性聚合纤维及其制造工艺。
技术介绍
混凝土是一种十分重要基础建筑工程材料。随着建筑技术水平的提高，在混凝土中掺入外加剂，用以改善混凝土的性能，己成为一种十分重要手段；因此，外加剂己成为混凝土中的重要组成部分，是建筑工程材料中不可缺少的一部分。西方工业发达国家在混凝土中使用外加剂始于上世纪初；至今虽有九十多年的历史，但在最近三十年才得到迅速发展。1975年，世界混凝土外加剂销售额仅有4亿美元，到1985年上升到16亿美元，而在1990年就激增至65亿美元。现在，美国、日本等工业发达国家，几乎所有的水泥混凝土中都使用了外加剂。可以说，外加剂已成为除水泥、砂、石和水以外的混凝土第5种必不可少的组成材料。我国正式生产和应用混凝土外加剂是从上世纪五十年代开始。最早是使用松香皂化物做为引气剂，用于调节混凝土的流变性及发气速度，改善混凝土的孔隙结构，提高混凝土的耐久性。在天津塘沽新港、武汉长江大桥、佛子岭水库等大型建筑工程中应用，取得了一定效果。以后又陆续开发生产和应用了以亚硫酸盐纸浆废液和制糖工业废糖密为主要原料的塑化剂，以氯化钙、氯化钠为主要原料的早强剂，以复合三乙醇胺为主要原料的速凝剂等混凝土外加剂，都受到广泛欢迎，也取得了较好效果。到上世纪七十年代后期，混凝土外加剂在我国受到广泛重视，外加剂专业生产企业不断出现，产品品种发展很快，基础理论研究也达到了新水平。进入上世纪九十年代以后，特别是进入二十一世纪以后，高新技术进入混凝土外加剂研发领域，复合型外加剂、高分子聚合物外加剂已陆续从科研院校走向建筑工地。为适应大跨度，重荷载、超高层等典型建筑工程专用的超高强度混凝土需要，研制开发具有特殊性能的新型混凝土外加剂，已是现在科研及新产品研发的主要方向。目前，我国在市场销售的混凝土外加剂，大约有十大系列，300多种牌号；年生产总量约60 70万吨。按每吨水泥平均掺入2.5公斤外加剂计算，约配制水泥2. 4 2. 8亿吨，仅占全国 水泥总产量9. 7亿吨的23 30%;与美国、日本、澳大利亚等国 已达到100%，德国、丹麦、瑞典等国已达到80%，英国、法国、 意大利也达到50%以上相比，发展潜力和扩展空间都十分可观。当前，正是我国国民经济持续高速发展阶段，也是混凝土外 加剂快速发展时期。特别最近几年，在市场需求强劲的拉动下， 混凝土外加剂行业的生产、销售两旺势头，在很长时间内始终维 持盛势不衰；因此，也掩盖了存在的一些弱点或不足，特别是掩 盖了产品功能、产品质量、产品价格等方面存在的一些明显弱点。 据前几年全国29个省、市、区建筑工程质量大检查公布的统计 资料因防水剂质量不好，我国的防水工程平均寿命仅有3. 4年， 当年竣工的建筑物有18%出现渗漏，全国每年维修费用约10亿 元左右；因旱强剂、防冻剂大多以氯化钠类碱性材料为主要成分， 使混凝土的总碱量最高达到17kg/m3，由此产生碱一集料反应， 造成很多建筑物耐久性大大降低，不能达到设计使用寿命，在使 用10 15年，甚至仅使用5 10年就产生破损。质量检查中暴 露出的这种状况，不仅引起了很多专家学者的忧虑，也引起了很 多业者的关注。综合归纳上述问题，主要有三方面因素影响较大第一、因受科学技术水平和机械设备功能等因素限制，混凝 土外加剂结构成份及掺入比例控制不准，造成了一些质量后果。 比如惨入低浓度的以萘系物质为主要成分的外加剂，往往会造 成坍落度过大、混凝土强度下降、裂缝增加；以硫铝酸钙、硫酸 铝类物质为主要成分的外加剂用量过大，往往会造成混凝土强度 下降、耐久性降低；木钙类外加剂用量过多，常常出现假凝 现象；氯盐类外加剂用量过大，往往引起钢筋过早锈损，等等。第二、因受科研能力、制造成本、市场竞争等因素影响，我 国混凝土外加剂虽然功能类别齐全，品种牌号很多，但产品品种 发展失衡，低端产品数量大、品牌多、发展快，高端产品数量小、 品牌少、供不应求。主要表现是产品结构成分，以无机化合物 居多，有机化合物较少，高分子聚合物更少；产品结构类型，以 单一型居多，复合型较少，有机类与有机类复合型更少；产品结 构形态，以粉剂(或水剂)居多，乳剂较少，纤维类更少；在纤维 类外加剂中，以玻璃纤维、石棉纤维、天然黄麻纤维居多，近几 年虽出现了尼龙纤维、维纶纤维，但在典型工程中应用实例不多。 这种产品结构现状，必然存在功能单一、性能较弱、缺欠较多；6这样的产品结构现状，必然造成掺入比例不易准确控制，掺入 后的均匀度、亲和性较差，容易出现抱团、擀毡等弊端，因此容 易造成局部质量后果。第三、因外加剂行业缺乏统一管理，质量标准不统一，入市 条件无限制等因素影响，造成混凝土外加剂的质量控制良莠不 齐，往往容易发生质量事故。目前，只有少数几家大型专业外加 剂生产企业，有完整科学的技术文件、有齐全完备的生产工艺设 施、有完善合理的质量保证体系，能生产制造出合格的混凝土外 加剂；有相当数量的中小型外加剂生产企业，生产制造的混凝土 外加剂仅仅是企业众多产品中的一种，技术文件比较简单，生产 工艺设施多属陈旧通用化工设备，工艺技术参数不够规范，特别 是缺少高精度专业质量检测化验仪器，在原材料质量、生产过程 控制、产品质量检验等方面均无保证能力，因此，产品质量忽高 忽低；还有相当数量的小型民营企业，甚至还有一些家庭作坊也 在生产混凝土外加剂，这些企业生产的产品既无生产工艺配方， 又无检测化验仪器，有的甚只凭一台搅拌机就开始生产制造，产 品质量根本无法保证，但所制造的产品却能通过非正常渠道大批 量进入市场，严重影响了建筑工程质量。
技术实现思路
本专利技术就是针对我国混凝土外加剂行业存在的不足，根据大 跨度、重荷载、超高层典型建筑工程专用超高强度混凝土对外加 剂的需要，依据分子改性化学理论，提供一种具有弹性模数高、 抗张强度大、握裹能力强、亲和性能好的建筑工程改性聚合纤维， 用做配制典型建筑工程专用超高强度混凝土的外加剂。本专利技术的目的是采用以下技术方案实现的本专利技术采用的原料是以聚丙烯(PP)作为母粒，以聚丙烯酸酯(PAE)、聚酯(PET)作为辅助增韧原料，以聚丙酸乙烯酯(PVP)作为稳定剂， 以液晶共聚酯(LCP)作为改性剂各组份的重量配比如下聚丙烯(PP)70份，化学纯、 聚丙烯酸酯(PAE)10份，化学纯、 聚酯(PET) 10份，化学纯、 液晶共聚酯(LCP)5份，化学纯、 聚丙酸乙烯酯(PVP) 5份，化学纯；新型改性成纤高分子聚合物的化学改性机理是选择的所有 组料原料单体，都属弹性热塑高分子聚合物。其中，选择做为辅助增韧原料的聚丙烯酸酯(PAE)和聚酯(PET)中的碳基()OO)，具 有活泼的化学性质；选择主要由酰胺化合物组成的液晶共聚酯 (LCP)为改性剂，是因为这种高分子聚合物，有极其活泼的氨基 (-NH》，具有极强的异相晶成核功能；在一定条件下，即本专利技术 为其设计的高温熔融縮合生产加工环境，氨基(-冊2)就会与碳基 ()C二O)产生加成反应；这种反应，使碳基中的双键被打开，形成 多种羧基(-C00H)活性基团。选择的聚丙烯(PP)母粒，是具有一 定侧链长的晶形结构高分子聚合物，在改性剂液晶共聚酯(LCP) 作用下，多种羧基(-C00H)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种建筑工程改性聚合纤维，其特征在于：　该改性聚合纤维采用的原料是：　聚丙烯、聚丙烯酸酯、聚酯、聚丙酸乙烯酯、液晶共聚酯；　各组份的重量配比如下：　聚丙烯　７０份，化学纯、　聚丙烯酸酯　１０份，化学纯、　 　聚酯　１０份，化学纯、　液晶共聚酯　５份，化学纯、　聚丙酸乙烯酯　５份，化学纯；　其中该改性聚合纤维的技术指标是：　纤维细度：１４ｄｔｅｘ±０．３　纤维长度：１２～２０ｍｍ　断裂强度：４．４ＣＮ ／ｄｔｅｘ±０．５　断裂伸长：≤４５％　纤维截面形状：三叶联体展开形。

【技术特征摘要】
1、一种建筑工程改性聚合纤维，其特征在于该改性聚合纤维采用的原料是聚丙烯、聚丙烯酸酯、聚酯、聚丙酸乙烯酯、液晶共聚酯；各组份的重量配比如下聚丙烯70份，化学纯、聚丙烯酸酯10份，化学纯、聚酯 10份，化学纯、液晶共聚酯 5份，化学纯、聚丙酸乙烯酯 5份，化学纯；其中该改性聚合纤维的技术指标是纤维细度14dtex±0.3纤维长度12～20mm断裂强度4.4CN/dtex±0.5断裂伸长≤45％纤维截面形状三叶联体展开形2、 一种建筑工程改性聚合纤维的制造工艺，其特征在于 该制造工艺包括比例混配(I )、熔融縮合(II )、高压喷挤(III)、湿纺成纤(W)、牵抻集束(V)、切断包装(VI)六 个工艺步骤。3、 根据权利要求2所述的一种建筑工程改性聚合纤维的制造工艺，其特征在于具体工艺步骤如下 ①、所述的比例混配工艺步骤是把聚丙烯按70份，化学 纯；聚丙烯酸酯按10份，化学纯；聚酯按10份，化学纯；称重 计量；按前述三种原料化学纯总重量的75%配制弱碱水做介质， 碱水浓度30 35%， PH值7.5 8，把前述三种原料及弱碱水， 全部放入混合配料罐(9)中进行加热搅拌混配；加热温度控制 在45 55°C ，搅拌速度控制在《30r/min，搅拌时间控制在20 25min;把按粘度25 35pa s选购的液晶共聚酯，按5份化学 纯称重计量后，直接装入液晶共聚酯存储罐(10)内备用；把聚 丙酸乙烯酯按5份化学纯称重计量，溶入按其化学纯45%重量的 蒸馏水中后，装入聚丙酸乙烯酯存储罐(11)内备用；②、所述的熔融縮合工艺步骤是通过配置的熔融縮合反应 釜(8)完成，把在混合配料罐(9)中已经混配好的原料溶解液，直接送进熔融縮合反应釜(8)内；开动搅拌装置，以《45r/min 的速度搅拌，同时开动加热装置，在反应釜内温度逐渐升至70 。C时，开始保温，保温温度控制在70°C ±3°C ;当保温时间达到 15min士3min时，把存储在液晶共聚酯存储罐(10)中的液晶共 聚酯全部送进熔融縮合反应釜(8)内，同时开始加热升温，当...

【专利技术属性】
技术研发人员：李延韬，刘永胜，刘长良，
申请(专利权)人：四平市新长顺科技开发有限责任公司，
类型：发明
国别省市：22[中国|吉林]