[发明专利]一种高耐腐蚀长寿命玻璃纤维棒的制备方法

说明书

本发明公开一种高耐腐蚀长寿命玻璃纤维棒的制备方法，包括如下步骤：(1)硅烷偶联剂改性的纳米氧化硅颗粒的制备；(2)氧化硅颗粒加入树脂方法；(3)改性玻璃纤维棒的制备。本发明通过在玻璃纤维筋基体树脂中加入的氧化硅纳米颗粒提升玻璃纤维复合筋的耐腐蚀性能。材料的破坏始于基体中微裂纹的产生和发展，纳米氧化硅颗粒通过良好的分散可以抑制树脂基体中早期纳米级银纹和微裂纹的产生，同时阻断树脂基体中微裂纹的发展，从而减缓了腐蚀介质随着微裂纹的侵入，提高了玻璃纤维棒的耐腐蚀性能。

技术领域

本发明涉及玻璃纤维棒技术领域，更具体是涉及一种高耐腐蚀长寿命玻璃纤维棒。

背景技术

玻璃纤维复合材料具有良好的力学性能和较低的价格，性价比高使得玻璃纤维复合材料制品在建筑行业中得到了广泛的推广和应用。其中，玻璃纤维复合筋可以直接替代传统混凝土结构中的钢筋，达到提升结构耐盐雾和耐海水腐蚀性能的效果。然而，玻璃纤维筋存在耐碱性能差和抗疲劳性能不高等缺点，从而限制了它的应用。由于混凝土结构中孔隙水pH值较高呈现碱性环境，使得在混凝土结构中的复合材料筋长期处于碱性环境中工作。当结构处于循环荷载作用下时，碱性环境和疲劳荷载的耦合作用对玻璃纤维复合筋极为不利，因此需要一种高耐腐蚀长寿命玻璃纤维棒。

发明内容

发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种高耐腐蚀长寿命玻璃纤维棒，提高复合筋耐久性和抗疲劳性能。

技术方案：本发明所述高耐腐蚀长寿命玻璃纤维棒的制备方法，包括如下步骤：

(1)硅烷偶联剂改性的纳米氧化硅颗粒的制备：

将1-4份纳米氧化硅颗粒加入到10-40份硅烷偶联剂中，再用超声清洗仪水浴超声处理1-2小时，待冷却后放入真空箱干燥处理，得到有机硅烷改性过的氧化硅纳米颗粒；

(2)氧化硅颗粒加入树脂方法：

将步骤(1)得到的氧化硅纳米颗粒加入12-48份分散剂中，使用超声清洗仪水浴超声处理使氧化硅纳米颗粒均匀分散于分散剂中；将混合溶液加入到树脂中并搅拌均匀，再采用超声清洗仪水浴超声处理；将超声处理后的溶液放入真空箱抽真空至无气泡产生为止，去除树脂中的分散剂；

(3)改性玻璃纤维棒的制备：

向步骤(2)制备得到的氧化硅纳米颗粒和树脂的混合溶液中加入适量的固化剂并搅拌均匀，将混合后的溶液再次放入真空箱抽真空至无气泡产生，以去除搅拌过程中进入树脂中的空气；将玻璃纤维在制得的改性树脂中充分浸润后采用拉挤成型工艺高温固化得到相应的纳米氧化硅颗粒改性玻璃纤维棒。

本发明进一步优选地技术方案为，步骤(1)中的氧化硅纳米颗粒的粒径选取在10-50nm。

作为优选地，步骤(2)中氧化硅纳米颗粒的添加量为树脂和固化剂总质量的1％至4％。

优选地，步骤(2)中的分散剂为丙酮、无水乙醇或异丙醇。

优选地，步骤(2)中的超声水浴处理时间为1-2小时，水浴温度为55℃-75℃。

优选地，步骤(2)中的树脂为双酚A型环氧树脂；对应固化剂为胺类固化剂或酸酐类固化剂，固化剂占树脂基体的质量分数为30-50％。

优选地，步骤(2)中的树脂为乙烯基树脂；对应固化剂为过氧化二苯甲酰，固化剂占树脂基体的质量分数为1-10％。

有益效果：(1)本发明通过在玻璃纤维筋基体树脂中加入的氧化硅纳米颗粒提升玻璃纤维复合筋的耐腐蚀性能。材料的破坏始于基体中微裂纹的产生和发展，纳米氧化硅颗粒通过良好的分散可以抑制树脂基体中早期纳米级银纹和微裂纹的产生，同时阻断树脂基体中微裂纹的形成，从而减缓了腐蚀介质随着微裂纹的侵入，提高了玻璃纤维棒的耐腐蚀性能。