[发明专利]一种建筑用腈纶制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种腈纶制备方法，尤其涉及一种抗拉强度超过500Mpa的腈纶制备方法。该腈纶可以应用于建筑上，比如按一定比例拌入到混凝土中，可提高混凝土的抗形变能力和耐久性。

背景技术

腈纶是聚丙烯腈纤维在我国的商品名。腈纶具有优良的性能，手感柔软温暖，弹性很好。耐光和耐气候特别优良。一般制成短纤维。可以纯防或与羊毛混纺。用于制纺织品、针织品、毛毯、篷帐、窗帘和滤布等，由于其性质接近羊毛，故有“合成羊毛”之称。腈纶虽然通常称为聚丙烯腈纤维，但其中丙烯腈(习惯称第一单体)只占90％～94％，第二单体占5％～8％，第三单体为0.3％～2.0％。这是由于单一丙烯腈聚合物制成的纤维缺乏柔性，发脆，染色也非常困难。为了克服聚丙烯腈的这些缺欠，人们采用加入第二单体的方法，使纤维柔顺；加入第三单体，提高染色能力。一般腈纶的制备方法：将聚丙烯腈溶于二甲基甲酰胺等溶剂中，再经湿法或干法纺丝而得。制备方法具体可参考中国专利文献：CN1526862A，CN1167838C，CN1740411A等。

近来又有很多报道和文献记载腈纶在建筑业中的应用，收入于2005年第3期《机场建设》第13、14页的《合成纤维混凝土的特性及其推广应用》，该文章指出在物理学特性上(包括抗收缩、抗裂、抗破碎性能、韧性、抗冲击性、抗疲劳、耐磨耗、抗渗、抗冻等)相对于普通混凝土都有明显提高。类似的记载还可参考2004年2月第2期《公路》第129～134页的《聚丙烯腈纤维增强水泥混凝土的抗弯性能》。

相关的专利文献也有公开，如中国专利申请：200510036569.4，公开了《一种聚丙烯腈纤维混凝土》(公开号：CN1915855A)，该混凝土主要由普通混凝土或砂浆、或乳胶混凝土或砂浆组成，其特征在于还含有一定比例的聚丙烯腈纤维；再如中国专利申请：200510097152.9，公开了《一种聚丙烯腈网状纤维混凝土》(公开号：CN1986478A)，该混凝土特征在于由水泥基材料和聚丙烯腈网状纤维混合而成，其中聚丙烯腈网状纤维的抗拉强度大于等于500Mpa，弹性模量大于等于7Gpa，纤维单丝直径为12um～30um，纤维长度为6um～24um之间。

综上所述，腈纶在建筑业中已经得到应用，特别是在混凝土中，为更好的发挥腈纶在建筑业上的作用，建筑用的腈纶在各个性能方面是有别于应用在纺织业中的腈纶，所以在制备方法上面需要作更多的改进来满足建筑需要，而现有文献还没有公开一种专门生产用于建筑上腈纶的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种建筑用腈纶的制备方法，该方法通过对传统腈纶制备方法的改进，参数的恰当调整，能使制得的腈纶其纤维的抗拉强度能达到500Mpa以上，符合国家建筑标准。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种建筑用腈纶制备方法，其特征在于依次包括如下步骤：

a、聚合反应，以丙烯腈为第一单体，以醋酸乙烯为第二单体，在亚硫酸氢钠——过硫酸钾为氧化还原体系反应，其中丙烯腈质量百分比为88％～92％，醋酸乙烯质量百分比为8％～12％，亚硫酸钠浓度为14～16％，流量为630～635kg/h，过硫酸钾浓度为1.5～2.5％，流量为710～720kg/h，软水流量为5020～5040kg/h，生成的聚合物经洗涤、烘干，风送到料仓制得聚丙烯腈干粉(PAN)以供纺丝用；

b、纺丝成型，取上述的聚丙烯腈干粉(PAN)，以二甲基乙酰胺为溶剂，配置成浓度为23～26％的聚合物原液，经加热后从专用喷丝板上的孔中挤出，在凝固浴中经双扩散形成初生纤维，其中凝固浴时，二甲基乙酰胺浓度为51％～54％，温度为45～50℃；

c、水洗，将制成的初生纤维，水洗待牵伸；

d、牵伸，将水洗后的初生纤维用牵伸机完成牵伸，其中牵伸机水槽温度为80～98℃，牵伸倍数为6.1～6.5；

e、上油，将牵伸后的纤维丝束作上油处理，上油液位控制为48％～52％，浓度为1.8％～2.2％，油剂浓度为14～16％，补给加量为85～95kg/h；

f、烘干，将上油后的纤维丝束经热辊烘干，温度为160～170℃，再经通有冷却水的辊桶上冷却降温，得到建筑用腈纶。

作为优选，所述聚合反应过程中丙烯腈质量百分比为91％，醋酸乙烯质量百分比为9％，亚硫酸钠浓度为15％，流量为633kg/h，过硫酸钾浓度为2％，流量为715kg/h，软水流量为5033kg/h；