專利名稱：聚丙烯纖維表面處理劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是在聚丙烯纖維制造過程中使用的一種高效分散劑的合成方法，屬化學(xué)化工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
水泥是建筑工業(yè)三大基本材料之一，使用廣，用量大，素有“建筑工業(yè)的糧食”之稱。根據(jù)預(yù)測本世紀(jì)的主要建筑材料還將是水泥和混凝土。水泥的生產(chǎn)和研究仍然十分重要。水泥的特點(diǎn)是具有較強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度，它的缺點(diǎn)是材料的脆性，也就是其抗拉、抗彎、抗沖擊，以及韌性等性能比較差。在水泥基體中亂向分布一些短纖維，可以提高材料的拉伸強(qiáng)力和模量。另外，提高這些纖維與水泥的粘結(jié)強(qiáng)力也非常重要。水泥增強(qiáng)纖維有金屬纖維(不銹鋼絲)、玻璃纖維(E玻璃、A玻璃、耐堿玻璃)、合成纖維(維綸、尼綸、聚丙烯、滌綸)、陶瓦纖維、碳素纖維、氧化鋁纖維、石棉纖維等。聚丙烯和尼龍等合成纖維增強(qiáng)混凝土的抗沖擊性能十分優(yōu)良。聚丙烯纖維的主要優(yōu)點(diǎn)是良好的抗堿性、化學(xué)穩(wěn)定性，與大多數(shù)化學(xué)物質(zhì)無反應(yīng)、較高的熔點(diǎn)(165攝氏度)，以及低廉的原料。但因其憎水性，不易被水泥漿浸濕，故與水泥基的粘結(jié)性差。
為了改進(jìn)纖維與基體之間的界面結(jié)構(gòu)，改善二者的復(fù)合性能，需要對增強(qiáng)纖維進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚?。所謂表面處理就是在增強(qiáng)材料表面滌覆上一種表面處理劑的物質(zhì)。這種表面處理劑包括浸潤劑，及一系列偶聯(lián)劑和助劑等物質(zhì)，以利于增強(qiáng)材料和水泥基體間形成一個(gè)良好的粘結(jié)界面，從而達(dá)到提高復(fù)合材料各種性能的目的。對于聚丙烯纖維來講，它的密度比水小，纖維間存在一定的抱合力，在水面上成束存在。因此，需要對聚丙烯纖維進(jìn)行表面處理劑進(jìn)行處理，提高其分散性和親水性。否則，那些成束存在的纖維將成為增強(qiáng)作用的失效點(diǎn)。
表面處理劑中所用的表面活性劑還須選擇與纖維親和力較大的。英國建筑研究所在水泥制品中加入4％的166.7dtex 51mm的聚丙烯原纖絲的薄膜網(wǎng)，能使聚丙烯纖維與水泥間產(chǎn)生摩擦粘合性，從而成品的抗彎強(qiáng)力和抗沖擊能力都明顯優(yōu)于不加增強(qiáng)材料的制品?；炷林刑砑由倭康木郾├w維，可降低其透氣性和導(dǎo)熱性，提高其耐沖擊強(qiáng)力和耐凍性。
常用的纖維表面處理劑的組分可以為兩類(1)主成分為平滑劑、抗靜電劑、乳化劑。(2)附加組分潤滑劑、柔軟劑、抱合劑、抗氧劑、滲透劑、PH調(diào)和劑、粘度改善劑、穩(wěn)定劑、消泡劑、殺菌劑、防腐劑、平衡調(diào)態(tài)劑等。常規(guī)纖維表面處理劑主要是由90％以上主成分和10％以下的附加成分組成。
聚丙烯是疏水性纖維，必須加入表面活性劑，使其能夠被水潤濕。聚丙烯分子中只含有非極性基團(tuán)，它于表面活性劑只能以色散力相結(jié)合，這種作用力較小，所以，表面活性劑不容易被吸附。聚丙烯在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的含濕率為零，因而摩擦系數(shù)較大，容易產(chǎn)生靜電，必須加入優(yōu)良的潤滑劑和抗靜電劑。聚丙烯纖維遇油會(huì)膨脹，膨脹后纖維之間的抱合力降低，有利于分散。聚丙烯纖維摩擦后帶負(fù)電荷，所以它對陽離子表面活性劑的吸附強(qiáng)，而對非離子表面活性劑的吸附較差。但陽離子表面活性劑被聚丙烯纖維吸附后親油基朝外，這樣處理的聚丙烯纖維與水的親和力差，不容易被水潤濕，聚丙烯的密度比水小，只有0.9g/cm3，加油劑前漂浮在水面上，必須加入親水性的物質(zhì)使其進(jìn)入水中。聚丙烯的表面張力為30.1Mn/m，臨界表面張力為32Mn/m，屬低能表面，一般的表面活性劑對聚丙烯與水的界面作用力降低不多，聚丙烯纖維的潤濕不太容易。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，而提供一種會(huì)增加聚丙烯纖維的親水性，使其易于分散在水中，還能增強(qiáng)聚丙烯纖維在水中分散性能的聚丙烯纖維表面處理劑產(chǎn)品。
可采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)目的。
聚丙烯纖維表面處理劑，主要成分為非離子表面活性劑A和C，添加少量的烷烴B組成，A的結(jié)構(gòu)為 C的結(jié)構(gòu)為RCO(EO)nC(PO)mCH，組分B的結(jié)構(gòu)為
CH3(CH2)nBCH3其中nA＝1-8，mA＝0-8，RA為8-18C的烷基nB＝8-20CnC＝2-30 mC＝2-30，RC為8-20C的烷基。
聚丙烯纖維表面處理劑的制備方法其特征在于按摻入份數(shù)比，取組分ABc兩種或三種，在上述摻入份數(shù)比泛圍內(nèi)進(jìn)行制備環(huán)境溫度為5-40度水質(zhì)要求凈化水、軟化水水溫要求5-90度設(shè)備高速剪切乳化機(jī)總有效成分百分比0.5-3投料順序先將組分A 1-8份、組分B 0-4份投放水中預(yù)先攪拌3-120分鐘，再將組份C 1-7份投放水中攪拌3-60分鐘，即制備完成。
本技術(shù)相對現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果通過添加與聚丙烯纖維和水都具有親合性的表面活性劑為主成分的纖維表面處理劑使得聚丙烯纖維能夠均勻地分散于水中，增強(qiáng)了其與水泥的親和力；所采用的纖維表面處理劑的單體，組分A，B，C是環(huán)境友好，無毒，無污染的物質(zhì)，且在天然條件下易分解，分解產(chǎn)物也是環(huán)境有益的；多種組分間具有協(xié)同效應(yīng)，比單獨(dú)使用效果更佳；用所述的配方給聚丙烯纖維進(jìn)行涂層后，大大增強(qiáng)了其在水中的分散能力，使其可用于水泥中；本處理劑配方成本低、容易生產(chǎn)及可連續(xù)生產(chǎn)，便于工業(yè)化制造。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合實(shí)施例對技術(shù)方案作詳細(xì)敘述。
實(shí)施例1、聚丙烯纖維表面處理劑，主要成分為非離子表面活性劑A和C，添加少量的烷烴B組成，A的結(jié)構(gòu)為 C的結(jié)構(gòu)為RCO(EO)nC(PO)mCH，組分B的結(jié)構(gòu)為
CH3(CH2)nBCH3其中nA＝1-8，mA＝0-8，RA為8-18C的烷基nB＝8-20CnC＝2-30 mC＝2-30，RC為8-20C的烷基。
實(shí)施例2、聚丙烯纖維表面處理劑，在實(shí)施例1基礎(chǔ)上，按摻入份數(shù)比表示，組分A的用量為1-8份，組分B的用量為0-4份組分C的用量為1-7份。
實(shí)施例3、聚丙烯纖維表面處理劑，在實(shí)施例1或2的基礎(chǔ)上，由兩種或兩種以上組分組成。
本發(fā)明所述聚丙烯纖維表面處理劑是由組分A、組分B、組分C共同組成的。組分A及C等都是非離子表面活性劑，即由親油基和親水基兩部分組成，各組分的加入量可以相同也可以不同，其加入量的不同會(huì)直接影響上油后的纖維在水中的分散效果。
組分A是一種脂肪酸聚氧乙烯(EO)聚氧丙烯(PO)醚，其結(jié)構(gòu)為 組分A的結(jié)構(gòu)對提高油劑的分散力更有效。組分A在有效組分中的用量為1-6份，優(yōu)選為2-5份。
組分B是一種長鏈脂肪烷烴，其結(jié)構(gòu)為CH3(CH2)nBCH3其中nB＝8-20CnC＝2-30 mC＝2-30，RC為8-20C的烷基。
組分B的用量為0-2份。
組分C是一種脂肪醇聚氧乙烯、聚氧乙烯醚，其結(jié)構(gòu)為RCO(EO)nC(PO)mCH組分C在有效組分中的用量為0-8份。。
具體實(shí)例實(shí)例1、采用0-9、6份，十六酸無規(guī)聚醚(EO/PO＝1∶3，M＝2500)4份配制纖維表面處理劑的有效成分，然后將其制成2％的水溶液，給聚丙烯纖維涂層，涂層溫度為室溫，涂層之后在攝氏80-100度烘30分鐘，測得涂層率為1.25％，將涂層后的纖維置于水中，分散性較好。
實(shí)例2、采用0-9、5份，十六酸無規(guī)聚醚(EO/PO＝1∶1，M＝2500)3.5份，5號白油1.5份配成聚丙烯纖維表面處理劑的有效成分，然后將其制成1.5％的水溶液，用和實(shí)施例1相同的條件，測得涂層率為1.10％，將涂層后的纖維置于水中，分散性很好。
實(shí)例3采用十二醇無規(guī)聚醚(EO/PO＝1∶1，M＝1500)3份，5號白油1份，植物油酸聚氧乙烯醚(15)6份配成聚丙烯纖維表面處理劑的有效成分，然后將其制成2％的水溶液，用和實(shí)施例1相同的條件，測得涂層率為1.0％，將上油后的纖維置于水中，分散性一般，實(shí)例4、采用十二醇無規(guī)聚醚(EO/PO＝1∶1，M＝1500)4份，植物油酸聚氧乙烯(15)醚6份，制成聚丙烯纖維表面處理劑的有效成分，然后將其配成1.5％的水溶液，用和實(shí)施例1相同的條件涂層，測得涂層率為1.30％，在水中的分散效果很好。
實(shí)例5、采用十二醇無規(guī)聚醚(EO/PO＝1∶1，M＝1500)1.5份，十六酸無規(guī)聚醚(EO/PO＝1∶1，M＝2500)3.5份，5號白油1.5份配成聚丙烯纖維表面處理劑的有效成分，然后將其制成1％的水溶液，用和實(shí)施例1相同的條件，測得涂層率為0.8％分散效果較好。
權(quán)利要求
1.一種聚丙烯纖維表面處理劑，其特征在于主要成分為非離子表面活性劑A和C，添加少量的烷烴B組成，A的結(jié)構(gòu)為 C的結(jié)構(gòu)為RCO(EO)nC(PO)mCH，組分B的結(jié)構(gòu)為CH3(CH2)nBCH3其中nA＝1-8，mA＝0-8，RA為8-18C的烷基nB＝8-20CnC＝2-30 mC＝2-30，RC為8-20C的烷基。
2.一種用于權(quán)利要求1所述聚丙烯纖維表面處理劑的制備方法其特征在于按摻入份數(shù)比，取組分ABc兩種或三種，在上述摻入份數(shù)比泛圍內(nèi)進(jìn)行制備環(huán)境溫度為5-40度水質(zhì)要求凈化水、軟化水水溫要求5-90度設(shè)備高速剪切乳化機(jī)總有效成分百分比0.5-3投料順序先將組分A 1-8份、組分B 0-4份投放水中預(yù)先攪拌3-120分鐘，再將組份C 1-7份投放水中攪拌3-60分鐘，即制備完成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯纖維表面處理劑，其特征在于按摻入份數(shù)比組分A的用量為1-8份，組分B的用量為0-4份，組分C的用量為1-7份。
全文摘要
聚丙烯纖維表面處理劑。主要成分為非離子表面活性劑A和C，添加少量的烷烴B組成。通過添加表面處理劑使得聚丙烯纖維能均勻分散于水中，增強(qiáng)了其與水泥的親和力；組分A，B，C是環(huán)境友好，無毒，無污染的物質(zhì)，且在天然條件下易分解，分解產(chǎn)物也是環(huán)境有益的；多種組分間具有協(xié)同效應(yīng)，比單獨(dú)使用效果更佳；本配方給聚丙烯纖維涂層后，大大增強(qiáng)了其在水中的分散能力，使其可用于水泥中；本處理劑配方成本低、容易生產(chǎn)及可連續(xù)生產(chǎn)，便于工業(yè)化制造。
文檔編號D06M13/165GK1670297SQ20041001876
公開日2005年9月21日 申請日期2004年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月19日
發(fā)明者張紀(jì)梅, 楊道平, 趙耀明, 李育玲 申請人:張紀(jì)梅, 楊道平, 趙耀明, 李育玲