一种缓粘结预应力钢绞线外包护套改性材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种缓粘结预应力钢绞线外包护套改性材料及其制备方法，所述材料包括：100重量份的高密度聚乙烯(HDPE)作为基础树脂；15-30重量份的具有极性基团的共混树脂；20-40重量份的偶联剂处理的增强剂；以及0.1-0.4重量份的促进剂。本发明专利技术所述外包护套改性材料与缓凝粘结树脂间具有良好的粘结性能，添加经偶联剂处理的增强剂后，所述外包护套改性材料的屈服应力、拉伸模量和弯曲模量等性能可以很好地满足于建筑工程应用。基于此种外包护套材料，制得了与混凝土粘结锚固性能良好的缓粘结预应力钢绞线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑材料领域，特别涉及。
技术介绍
缓粘结预应力技术是无粘结预应力技术和有粘结预应力技术两种体系的结合，其突出的优点使其成为当前建筑业研发的重点。缓粘结预应力钢绞线主要由钢绞线裸线、缓凝胶粘剂和外包护套三部分组成，其中缓凝胶粘剂在施工前期具有一定的流动性以及对钢材的良好附着性。随着时间的推移，缓凝胶粘剂逐渐固化，固化后的缓凝胶粘剂与钢绞线牢牢地粘结在一起，并与外层的外包护套一起产生整体力学效果。`现用的外包护套材料多为高密度聚乙烯(HDPE)，虽然HDPE具有很好的防腐蚀效果和一定的机械强度，但其表面的惰性和非极性导致固化后的粘结剂与外包护套间的粘结强度很弱，这使得钢绞线的整体力学效果大打折扣。虽然最近有公开号为CN201843004U、CN101665000A、CN101664997A等的专利指出，具有一定深度凸凹波纹的外包护套可以在缓凝胶粘剂和混凝土之间产生一定的嵌固作用。但在长期的应力状态下，缓凝胶粘剂与外包护套及混凝土间仍然会发生滑移，使钢绞线的承重能力下降。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服缓凝胶粘剂与外包护套间粘结性弱的问题，提供了一种与缓凝胶粘剂之间粘合性能良好的外包护套改性材料及其制备方法。本专利技术的一方面涉及一种缓粘结预应力钢绞线外包护套改性材料，其特征在于，所述材料包括100重量份的高密度聚乙烯(HDPE)作为基础树脂；15-30重量份的具有极性基团的共混树脂；20-40重量份的偶联剂处理的增强剂；以及O. 1-0. 4重量份的促进剂。本专利技术的另一方面涉及制备所述缓粘结预应力钢绞线外包护套改性材料的方法，其特征在于，所述方法包括(A)将所述增强剂在100-120°C的高速混合机中搅拌5_10分钟，质量约O. 5%至约2%的偶联剂加入高速混合机，搅拌5-10分钟，搅拌过程中温度控制在100-150°C内；(B)将所述基础树脂、所述具有极性基团的共混树脂、所述促进剂以及所述受阻酚类抗氧剂一起加入到所述高速混合机中，不加入或加入所述非极性润滑剂、极性润滑剂，搅拌5-10分钟后得到混合好的母料；(C)将所述母料用双螺杆共混挤出，并风冷造粒。所述增强剂在高速混合机中的搅拌温度和时间因增强剂的不同而不同。所述步骤(A)中的增强剂优选为滑石粉，所述滑石粉在高速混合机中搅拌温度优选为110°C，时间优选为5分钟，加入所述偶联剂后的搅拌时间优选为10分钟。所述步骤(B)中搅拌时间优选为10分钟。本专利技术的另一方面涉及一种由所述缓粘结预应力钢绞线外包护套改性材料包覆的缓粘结预应力钢绞线。本专利技术详细说明本专利技术所使用的术语“基础树脂”，又称“基体树脂”，是指复合材料中占主要重量份的组分。本专利技术以HDPE为基础树脂，通过改性的方法改善其因基体树脂表面的惰性和非极性而与固化后的粘结剂间粘结强度较弱的问题。本专利技术所使用的术语“具有极性基团的共混树脂”是指两种或两种以上具有极性基团的共聚物或接枝聚合物。本专利技术所使用的术语“增强剂”是指对填加到基础树脂中，对基础树脂的基本力学性能起到改进作用的外加剂。本专利技术所使用的术语“用偶联剂预处理的增强剂”是指对增强剂填充到基础树脂前预先用偶联剂进行表面改性，借助所述偶联剂一端亲无机基团一端亲有机基团的特性提高其在基础树脂中的分散性。所述偶联剂的常规用量为增强剂用量的O. 5 2%。本专利技术所使用的术语“促进剂”是指促进所用共混树脂中极性基团与缓粘结剂之间发生交联反应的助剂。·在本专利技术的某些具体实施方案中，本专利技术所述的具有极性基团的共混树脂根据材料的使用环境优选为乙烯丙烯酸共聚物(EAA)、乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)、马来酸酐接枝高密度聚乙烯(HDPE-g-MAH)、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝高密度聚乙烯(HDPE-g-GMA)中的一种或几种的组合。在本专利技术的某些具体实施方案中，本专利技术所述的增强剂优选为滑石粉，规格优选为约1000目至约2000目。所述的偶联剂优选为钛酸酯型偶联剂，更优选为异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯(DN-1010)。 在本专利技术的某些具体实施方案中，本专利技术所述的促进剂优选为乙酰丙酮类过度金属化合物，更优选为乙酰丙酮铝。在本专利技术的某些具体实施方案中，本专利技术所述缓粘结预应力钢绞线外包护套改性材料还包括0-2重量份的非极性润滑剂和0-2重量份的极性润滑剂。在本专利技术的某些具体实施方案中，本专利技术所述缓粘结预应力钢绞线外包护套改性材料还包括O. 01-0.1重量份的受阻酚类抗氧剂。在本专利技术的某些具体实施方案中，本专利技术所述非极性润滑剂为聚乙烯蜡、固体石蜡、液体石蜡和白油中的一种或几种的组合；极性润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌以及硬脂酸钙中的一种或几种的组合。其中，非极性润滑剂主要起内部润滑作用；极性润滑剂主要起外部润滑作用。本专利技术所述的非极性润滑剂优选为聚乙烯蜡，本专利技术所述的极性润滑剂优选为硬脂酸。在本专利技术的某些具体实施方案中，本专利技术所述受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂264，优选为抗氧剂1010。本专利技术所述制备所述缓粘结预应力钢绞线外包护套改性材料的方法，其包括(A)将所述增强剂在100-120°C的高速混合机中搅拌5_10分钟，质量约O. 5%至约2%的偶联剂加入高速混合机，搅拌5-10分钟，搅拌过程中温度控制在100-150°C内；(B)将所述基础树脂、所述具有极性基团的共混树脂、所述促进剂以及所述受阻酚类抗氧剂一起加入到所述高速混合机中，不加入或加入所述非极性润滑剂、极性润滑剂，搅拌5-10分钟后得到混合好的母料；(C)将所述母料用双螺杆共混挤出，并风冷造粒。所述增强剂在高速混合机中的搅拌温度和时间因增强剂的不同而不同。所述步骤(A)中的增强剂优选为滑石粉，所述滑石粉在高速混合机中搅拌温度优选为110°C，时间优选为5分钟，加入偶联剂后的搅拌时间优选为10分钟；所述步骤(B)中搅拌时间优选为10分钟；所述高速混合机转速优选为650RPM-1300RPM。在本专利技术制备所述缓粘结预应力钢绞线外包护套改性材料的某些具体实施方案中，所述步骤(C)中所述母料经由双螺杆挤出机分十段温度挤出，十段双螺杆的温度范围为180-220 V，所述十段温度分别优选为180 V，190 V，195 V，195 V，200 V，205 V，205 V，205。。，200。。，200。。。将由上述制备方案制得的缓粘结预应力钢绞线外包护套改性材料在单螺杆挤出涂覆机上对预应力钢绞线进行包覆，得到一种外层护套与中间粘结剂具有很好粘合性的缓粘结预应力钢绞线。实施例 丰要原料>高密度聚乙烯一HDPE和聚乙烯蜡北京燕山石化公司；>乙烯丙烯酸共聚物一EAA :扬子巴斯夫公司；>乙烯醋酸乙烯共聚物一EVA :美国埃克森美孚；>滑石粉海城市他山轻烧镁厂；>硬脂酸淄博鲁川化工有限公司；>偶联剂一异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯(DN-1010)和促进剂乙酰丙酮铝南京品宁偶联剂有限公司；>抗氧剂1010 :天津北方金恒化工厂。主要仪器设备>高速混合机GRH-10，辽宁阜新轻工机电设备厂；>平行双螺杆挤出机ZSK-25WLE，直径25mm，长径比50，德国WP公司；>注射成型机HTF120，宁波海天塑机有限公司；&本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缓粘结预应力钢绞线外包护套改性材料，其特征在于，所述材料包括：100重量份的高密度聚乙烯(HDPE)作为基础树脂；15?30重量份的具有极性基团的共混树脂；20?40重量份的偶联剂处理的增强剂；以及0.1?0.4重量份的促进剂。

【技术特征摘要】
1.一种缓粘结预应力钢绞线外包护套改性材料，其特征在于，所述材料包括100重量份的高密度聚乙烯(HDPE)作为基础树脂；15-30重量份的具有极性基团的共混树脂；20-40重量份的偶联剂处理的增强剂；以及O. 1-0. 4重量份的促进剂。2.如权利要求1所述的缓粘结预应力钢绞线外包护套改性材料，其特征在于，所述具有极性基团的共混树脂为乙烯丙烯酸共聚物(EAA)、乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)、马来酸酐接枝高密度聚乙烯(HDPE-g-MAH)、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝高密度聚乙烯(HDPE-g-GMA)中的一种或几种的组合。3.如权利要求1所述的缓粘结预应力钢绞线外包护套改性材料，其特征在于，所述的增强剂为纤维增强剂或矿物粉类增强剂中的一种或几种组合，纤维增强剂优选为玻璃纤维、碳纤维；矿物粉类增强剂优选为滑石粉、碳酸钙、硅灰石、云母。4.如权利要求1-3所述的缓粘结预应力钢绞线外包护套改性材料，其特征在于，所述的增强剂优选为矿物粉类增强剂，更优选为约1000目至约2000目的滑石粉；所述偶联剂优选钛酸酯型偶联剂，更优选为异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯(DN-1010)；所述促进剂为乙酰丙酮类过度金属化合物，更优选为乙酰丙酮铝。5.如权利要求1-4所述的缓粘结预应力钢绞线外包护套改性材料，其特征在于，所述材料还包括0-2重量份的非极性润滑剂和0-2重量份的极性润滑剂。6.如权利要求1-5所述的缓粘结预应力钢绞线外包护套改性材料，其特征在于，所述材料还包括O. 01-0.1重量份的受阻酚类抗氧剂。7.如权利要求5-6所述的缓粘结预应力钢绞线外包护套改性...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴转琴，刘付永，王玉珏，范蕴蕴，尚仁杰，
申请(专利权)人：中国京冶工程技术有限公司，中冶建筑研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：