一种混凝土用聚甲醛纤维上浆剂、其制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种混凝土用聚甲醛纤维上浆剂，包括以下质量百分比的成分：聚乙烯亚胺1.00～15.00％，聚氨酯乳液成膜剂2.00～30.00％，偶联剂0.50％～1.50％，PH值调节剂0.01～2.00％，去离子水51.50％～97.49％。本发明专利技术的上浆剂可以对聚甲醛纤维进行表面改性，并增强纤维与混凝土之间的界面结合。上浆剂的制备方法简单、操作容易，适合大规模工业化生产，同时改性后的聚甲醛纤维增强混凝土力学性能明显提高。本发明专利技术还提供了一种混凝土用聚甲醛纤维上浆剂的制备方法和应用。醛纤维上浆剂的制备方法和应用。

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土用聚甲醛纤维上浆剂、其制备方法及应用


[0001]本专利技术属于建筑材料
，尤其涉及一种混凝土用聚甲醛纤维上浆剂、其制备方法及应用。

技术介绍

[0002]在水泥中掺入增强用纤维，有效的提高了水泥混凝土的抗渗性、抗冻性、抗裂性，大大增强了水泥混凝土的抗冲击及抗震性。目前用于增强增韧水泥混凝土的纤维主要有聚酰胺、碳纤维、聚酯、PP等。
[0003]聚甲醛纤维所具有的其具有强度高、模量高、尺寸稳定、握裹力好、分散性佳和耐碱性强的六大特点具有优秀的物理机械性能及化学稳定性，但是有机POM纤维与无机水泥混凝土界面之间缺乏有效的物理和化学作用，致使界面粘合强度较弱，纤维对水泥混凝土的增强效果有限。且纤维自身结构稳定，改性困难，所以目前针对POM纤维表面改性及其与混凝土界面作用的研究较少。如专利CN201310023040一种纤维表面可控刻蚀方法，采用特殊的工艺制备螺纹结构生产工艺进行改性，采用了复杂的加捻技术，工艺复杂；专利CN 110863347 A采用等离子体刻蚀纤维再接枝纳米SiO2，但因受制于低压等离子体需要真空处理环境，而常压等离子体工艺成熟度较低等局限性不易工业化生产。因此，寻找一种操作简单、易于大规模生产、工艺性好的提升有机POM纤维与无机水泥混凝土界面结合的新方法具有非常重要的现实意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种混凝土用聚甲醛纤维上浆剂、其制备方法及应用，本专利技术中的聚甲醛纤维上浆剂水泥混凝土之间的粘结强度较强。
[0005]本专利技术提供一种混凝土用聚甲醛纤维上浆剂，包括以下质量分数的成分：
[0006][0007][0008]优选的，所述聚乙烯亚胺具有式I所示结构：
[0009][0010]式I中，1≤n≤700。
[0011]优选的，所述聚氨酯乳液成膜剂为聚酯型聚氨酯乳液、聚醚型聚氨酯乳液、聚烯烃型聚氨酯中的一种或多种；
[0012]所述聚氨酯乳液成膜剂的固含量为40～60％。
[0013]优选的，所述偶联剂为γ
‑
甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
甲基丙烯酰氧丙基三(2
‑
丙基)硅烷中的一种或几种。
[0014]优选的，PH调节剂为甲酸、乙酸、柠檬酸和有机胺类中的一种或多种的一种或多种。
[0015]本专利技术提供如上文所述的混凝土用聚甲醛纤维上浆剂的制备方法，包括以下步骤：
[0016]A)将聚乙烯亚胺与2～4倍质量的水混合，得到预制内层涂敷剂；
[0017]B)将聚氨酯乳液成膜剂与3～5倍质量的水混合，然后与预制内层涂敷剂混合，得到混合液；
[0018]C)将偶联剂、pH值调节剂与去离子水总质量的40～50％混合，搅拌至溶液澄清后，与所述步骤B)中的混合液混合，并补足剩余的去离子水，得到聚甲醛纤维上浆剂。
[0019]本专利技术提供如上文所述的混凝土用聚甲醛纤维上浆剂在聚甲醛纤维表面改性中的应用。
[0020]本专利技术提供如上文所述的混凝土用聚甲醛纤维上浆剂在提高聚甲醛纤维与混凝土结合强度中的应用。
[0021]优选的，所述混凝土为UPHC超高性能混凝土。
[0022]本专利技术提供了一种混凝土用聚甲醛纤维上浆剂，包括以下质量百分比的成分：聚乙烯亚胺1.00～15.00％，聚氨酯乳液成膜剂2.00～30.00％，偶联剂0.50％～1.50％，PH值调节剂0.01～2.00％，去离子水51.50％～97.49％。本专利技术的上浆剂可以对聚甲醛纤维进行表面改性，并增强纤维与混凝土之间的界面结合。上浆剂的制备方法简单、操作容易，适合大规模工业化生产，同时改性后的聚甲醛纤维增强混凝土力学性能明显提高。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0024]图1为本专利技术实施例3中聚甲醛纤维裸丝的SEM电镜图片(放大650倍)；
[0025]图2为本专利技术实施例3中聚甲醛纤维裸丝的SEM电镜图片(放大1000倍)；
[0026]图3为本专利技术实施例3中聚甲醛纤维裸丝的SEM电镜图片(放大2000倍)；
[0027]图4为本专利技术实施例3中上浆剂处理后的聚甲醛纤维的SEM电镜图片(放大650倍)；
[0028]图5为本专利技术实施例3中上浆剂处理后的聚甲醛纤维的SEM电镜图片(放大1000倍)；
[0029]图6为本专利技术实施例3中上浆剂处理后的聚甲醛纤维的SEM电镜图片(放大2000倍)。
具体实施方式
[0030]本专利技术提供了一种混凝土用聚甲醛纤维上浆剂，包括以下质量分数的成分：
[0031][0032]聚甲醛是一种没有侧链，高密度，高结晶性的线性聚合物，耐有机溶剂性好，化学性稳定。聚甲醛纤维表面无活性基团，与混凝土之间的界面缺乏有效的化学作用，界面作用强度差，且纤维自身结构稳定，改性困难。本专利技术中，聚乙烯亚胺在上浆剂配方中起核心桥接作用。聚甲醛纤维原丝在成型过程会产生一些裂纹，聚乙烯亚胺作为内层涂敷剂可以填充纤维的缝隙产生钉扎效应；其含有的氨基与聚甲醛中的C
‑
O键形成氢键，通过填充裂纹和氢键两种方式增强与纤维的界面作用，形成强有力的机械啮合。同时聚乙烯亚胺的活性官能团可与中间乳液层中的异氰酸酯基团发生化学反应
[0033]在本专利技术中，所述聚乙烯亚胺具有式I所示结构：
[0034][0035]式I中，1≤n≤700，优选的，50≤n≤500，更优选的，100≤n≤400；所述聚乙烯亚胺的重均分子量优选为600～25000，更优选为2000～20000；所述聚乙烯亚胺的质量分数优选为1～15％，更优选为3～12％，如1％，2％，3％，4％，5％，6％，7％，8％，9％，10％，11％，12％，13％，14％，15％，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
[0036]本专利技术中，聚氨酯乳液成膜剂是聚甲醛纤维上浆剂中最重要的成分之一，是上浆剂的中间层。决定着聚甲醛纤维生产、加工及复合材料工艺性能和力学性能。选择合适的中间层乳液有利于聚甲醛纤维在后序使用中的顺畅性，又能确保聚甲醛纤维拥有快速浸透的性能。水性聚氨酯乳液具有粘接力强高强度、耐磨损、耐疲劳等特点，与被粘材料之间产生的氢键作用能使分子内力增强，使得粘接更加牢固。
[0037]在本专利技术中，所述聚氨酯乳液成膜剂优选为水性聚氨酯乳液，包括聚酯型聚氨酯乳液、聚醚型聚氨酯乳液和聚烯烃型聚氨酯中的一种或几种；所述聚氨酯乳液成膜剂的固含量优选为40～60％，更优选为50％；所述聚氨酯乳液成膜剂的质量分数优选为2～30％，更优选为5～25％，如2％，5％，10％，15％，20％，2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混凝土用聚甲醛纤维上浆剂，包括以下质量分数的成分：2.根据权利要求1所述的混凝土用聚甲醛纤维上浆剂，其特征在于，所述聚乙烯亚胺具有式I所示结构：式I中，1≤n≤700。3.根据权利要求1所述的混凝土用聚甲醛纤维上浆剂，其特征在于，所述聚氨酯乳液成膜剂为聚酯型聚氨酯乳液、聚醚型聚氨酯乳液、聚烯烃型聚氨酯中的一种或多种；所述聚氨酯乳液成膜剂的固含量为40～60％。4.根据权利要求1所述的混凝土用聚甲醛纤维上浆剂，其特征在于，所述偶联剂为γ
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甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ
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甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、γ
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甲基丙烯酰氧丙基三(2
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丙基)硅烷中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的混凝土用聚甲醛纤维上浆剂，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋莹莹，郝名扬，龙浩，余洁，韦联川，王洲一，李艳平，曹均凯，
申请(专利权)人：重庆国际复合材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：