本發(fā)明涉及復(fù)合材料領(lǐng)域，特別是涉及一種高強(qiáng)度玄武巖纖維復(fù)合筋。
背景技術(shù)：
：在現(xiàn)有的復(fù)合材料領(lǐng)域，作為復(fù)合筋增強(qiáng)體的纖維主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、氧化鋁纖維、碳化硅纖維、聚乙烯纖維等，但由于價(jià)格因素的限制，大部分纖維都只用于軍事領(lǐng)域，只有玻璃纖維還廣泛應(yīng)用于民用領(lǐng)域，但在實(shí)際應(yīng)用過程中，玻璃纖維作為復(fù)合筋增強(qiáng)體還存在一定的缺陷，如：（1）玻璃纖維的生產(chǎn)過程能耗較大，不利于節(jié)能環(huán)保；（2）玻璃纖維的制備工藝對(duì)對(duì)人體有害，尤其是玻璃纖維毛會(huì)對(duì)人體皮膚產(chǎn)生刺激作用，吸入人體后不能被分解或吸收，很可能引起肺部疾病甚至產(chǎn)生癌變；（3）環(huán)境污染大，玻璃纖維復(fù)合筋廢棄后不能回收利用或自然降解，不利于環(huán)境的保護(hù)，等等。為克服上述復(fù)合筋增強(qiáng)體的使用缺陷，人們提出了采用玄武巖纖維作為復(fù)合筋增強(qiáng)體的使用。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種高強(qiáng)度玄武巖纖維復(fù)合筋，通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種高強(qiáng)度玄武巖纖維復(fù)合筋，所述的高強(qiáng)度玄武巖纖維復(fù)合筋是由玄武巖纖維經(jīng)表面處理劑處理后，再由基體樹脂浸漬并固化而成的纖維筋材；所述玄武巖纖維按重量份計(jì)由以下成分制成：玄武巖石料122-125、納米碳化硅0.1-0.3、改性松脂巖0.8-1.2；所述基體樹脂按重量份計(jì)由聚乙烯樹脂6-8、乙烯基酯樹脂40-44、松香1-2制成。進(jìn)一步的，所述的玄武巖纖維制備方法為：玄武巖石料、納米碳化硅、改性松脂巖在1480℃下熔融后，通過鉑銠合金拉絲漏板高速拉制而成的連續(xù)纖維，所述的玄武巖纖維直徑為6-13μm。進(jìn)一步的，所述的改性松脂巖制備方法為：將松脂巖與其質(zhì)量3.5倍的質(zhì)量濃度為6.5%的雙氧水混合浸泡處理10min，然后過濾，采用沸水清洗，再與其質(zhì)量5%的竹醋原液均勻混合后，進(jìn)行研磨30min，然后進(jìn)行干燥，采用沸水清洗，再干燥，即可。進(jìn)一步的，所述的表面處理劑為沃蘭處理劑和KH560處理劑按3:1質(zhì)量比例混合而成。進(jìn)一步的，所述的高強(qiáng)度玄武巖纖維復(fù)合筋的制備方法，包括如下步驟：（1）玄武巖纖維表面處理：將表面處理劑調(diào)配好后，與去離子水按1:88質(zhì)量比例混合制成混合水溶液，將玄武巖放入制成的混合水溶液中浸泡，浸泡溫度為50℃，浸泡時(shí)間為35min，然后進(jìn)行研磨15min，過濾，烘干，自然放置5min后，再放入混合水溶液中浸泡，浸泡溫度為40℃，浸泡時(shí)間為50min，然后過濾，干燥，即可；（2）浸漬基體樹脂：在基體樹脂中依次加入促進(jìn)劑和固化劑，攪拌均勻后制得膠液，基體樹脂：促進(jìn)劑：固化劑的重量配比為380:0.3:0.6，使用涂刷工具將該膠液涂覆上在經(jīng)表面處理后的玄武巖纖維上；（3）固化成型：將步驟（2）制得的玄武巖纖維按照0°或90°方向正交排列，放入固化成型裝置中加壓1.25MPa，升溫至120℃，30min后，加壓壓力調(diào)節(jié)至0.72MPa，溫度調(diào)節(jié)至110℃，1h后，即可制得高強(qiáng)度玄武巖纖維復(fù)合筋。經(jīng)試驗(yàn)證明，通過在玄武巖石料制備玄武巖纖維時(shí)添加一定量的碳化鈦和改性松脂巖，使得制成的玄武巖纖維更加輕質(zhì)高強(qiáng)、絕緣、耐高溫和耐腐蝕，能夠極大的提高玄武巖纖維單絲拉伸強(qiáng)度，由此制成的玄武巖纖維復(fù)合筋性能更加優(yōu)異，本發(fā)明制備的玄武巖纖維復(fù)合筋具有耐腐蝕、耐久性能、耐疲勞以及良好空氣穩(wěn)定性等特點(diǎn)，能克服現(xiàn)有纖維增強(qiáng)復(fù)合筋存在材料脆性強(qiáng)、價(jià)格高等缺陷，具有較強(qiáng)的綜合性能。本發(fā)明有益效果：本發(fā)明涉及的玄武巖纖維復(fù)合筋具有較強(qiáng)的力學(xué)性能，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、民用等建筑行業(yè)、石油工業(yè)以及航空工業(yè)等等。本發(fā)明玄武巖纖維復(fù)合筋制備方法不僅制作步驟簡單、快捷，還可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的大規(guī)模生產(chǎn)，制作成本低廉，通過本發(fā)明制備方法能夠提高玄武巖纖維復(fù)合筋3-4%的拉伸強(qiáng)度和1-2%的彎曲強(qiáng)度。本發(fā)明采用的基體樹脂按重量份計(jì)由聚乙烯樹脂6-8、乙烯基酯樹脂40-44、松香1-2制成，相較于采用單純的乙烯基脂樹脂，經(jīng)試驗(yàn)證明，在使用本發(fā)明配制的基體樹脂時(shí)，玄武巖纖維復(fù)合筋進(jìn)行密度測(cè)試時(shí)，測(cè)試結(jié)果表明，其阻燃性、拉伸度和彎曲性能測(cè)試效果更佳，尤其是拉伸強(qiáng)度提高了0.8%左右。具體實(shí)施方式實(shí)施例1一種高強(qiáng)度玄武巖纖維復(fù)合筋，所述的高強(qiáng)度玄武巖纖維復(fù)合筋是由玄武巖纖維經(jīng)表面處理劑處理后，再由基體樹脂浸漬并固化而成的纖維筋材；所述玄武巖纖維按重量份計(jì)由以下成分制成：玄武巖石料122、納米碳化硅0.1、改性松脂巖0.8；所述基體樹脂按重量份計(jì)由聚乙烯樹脂6、乙烯基酯樹脂40、松香1制成。實(shí)施例2一種高強(qiáng)度玄武巖纖維復(fù)合筋，所述的高強(qiáng)度玄武巖纖維復(fù)合筋是由玄武巖纖維經(jīng)表面處理劑處理后，再由基體樹脂浸漬并固化而成的纖維筋材；所述玄武巖纖維按重量份計(jì)由以下成分制成：玄武巖石料125、納米碳化硅0.3、改性松脂巖1.2；所述基體樹脂按重量份計(jì)由聚乙烯樹脂8、乙烯基酯樹脂44、松香2制成。實(shí)施例3一種高強(qiáng)度玄武巖纖維復(fù)合筋，所述的高強(qiáng)度玄武巖纖維復(fù)合筋是由玄武巖纖維經(jīng)表面處理劑處理后，再由基體樹脂浸漬并固化而成的纖維筋材；所述玄武巖纖維按重量份計(jì)由以下成分制成：玄武巖石料122、納米碳化硅0.2、改性松脂巖0.9；所述基體樹脂按重量份計(jì)由聚乙烯樹脂7、乙烯基酯樹脂42、松香1.6制成。上述實(shí)施例中：進(jìn)一步的，所述的玄武巖纖維制備方法為：玄武巖石料、納米碳化硅、改性松脂巖在1480℃下熔融后，通過鉑銠合金拉絲漏板高速拉制而成的連續(xù)纖維，所述的玄武巖纖維直徑為6-13μm。進(jìn)一步的，所述的改性松脂巖制備方法為：將松脂巖與其質(zhì)量3.5倍的質(zhì)量濃度為6.5%的雙氧水混合浸泡處理10min，然后過濾，采用沸水清洗，再與其質(zhì)量5%的竹醋原液均勻混合后，進(jìn)行研磨30min，然后進(jìn)行干燥，采用沸水清洗，再干燥，即可。進(jìn)一步的，所述的表面處理劑為沃蘭處理劑和KH560處理劑按3:1質(zhì)量比例混合而成。進(jìn)一步的，所述的高強(qiáng)度玄武巖纖維復(fù)合筋的制備方法，包括如下步驟：（1）玄武巖纖維表面處理：將表面處理劑調(diào)配好后，與去離子水按1:88質(zhì)量比例混合制成混合水溶液，將玄武巖放入制成的混合水溶液中浸泡，浸泡溫度為50℃，浸泡時(shí)間為35min，然后進(jìn)行研磨15min，過濾，烘干，自然放置5min后，再放入混合水溶液中浸泡，浸泡溫度為40℃，浸泡時(shí)間為50min，然后過濾，干燥，即可；（2）浸漬基體樹脂：在基體樹脂中依次加入促進(jìn)劑和固化劑，攪拌均勻后制得膠液，基體樹脂：促進(jìn)劑：固化劑的重量配比為380:0.3:0.6，使用涂刷工具將該膠液涂覆上在經(jīng)表面處理后的玄武巖纖維上；（3）固化成型：將步驟（2）制得的玄武巖纖維按照0°或90°方向正交排列，放入固化成型裝置中加壓1.25MPa，升溫至120℃，30min后，加壓壓力調(diào)節(jié)至0.72MPa，溫度調(diào)節(jié)至110℃，1h后，即可制得高強(qiáng)度玄武巖纖維復(fù)合筋。對(duì)比例1：與實(shí)施例1區(qū)別僅為采用普通玄武巖纖維制備玄武巖纖維復(fù)合筋。對(duì)比例2：與實(shí)施例1區(qū)別僅為在制備玄武巖纖維時(shí)不添加納米碳化硅。對(duì)比例3：與實(shí)施例1區(qū)別僅在于在玄武巖纖維復(fù)合筋制備過程中的固化成型時(shí)，將步驟（2）制得的玄武巖纖維按照0°或90°方向正交排列，放入固化成型裝置中加壓1.25MPa，升溫至120℃，30min后，即可制得高強(qiáng)度玄武巖纖維復(fù)合筋。對(duì)比例4：與實(shí)施例1區(qū)別僅在于基體樹脂僅采用乙烯基酯樹脂。玄武巖纖維復(fù)合筋性能（玄武巖纖維直徑為7微米，玄武巖纖維體積含量為37%）：表1拉伸強(qiáng)度MPa彈性模量MPa彎曲強(qiáng)度MPa彎曲模量MPa實(shí)施例1287.217.0504.417.8實(shí)施例2286.916.9504.217.7實(shí)施例3286.716.7504.317.5對(duì)比例1257.614.3478.815.7對(duì)比例2262.715.0489.516.3對(duì)比例3277.616.4499.017.2對(duì)比例4284.916.5502.117.3由表1可以看出本發(fā)明制備的玄武巖纖維復(fù)合筋性能優(yōu)越。當(dāng)前第1頁1 2 3