技术领域：
本发明涉及建筑材料制备
技术领域：
，具体涉及一种耐磨型复合玻璃纤维材料的制备方法。
背景技术：
：世界玻璃纤维工业创立于1938年，国外已有50余年的发展史。玻璃纤维的产量、生产工艺、品种规格以及应用领域都在不断发展。据统计，目前世界上生产玻璃纤维的国家有三十多个，破璃纤维有近五千种，用途有四万余种。作为新型材料，玻璃纤维增长十分迅速。我国玻璃纤维工业始于1958年，技术主要来于前苏联。当时，国外对我国进行技术封锁，导致国内玻璃纤维行业只能采用产量低、性能不稳定、能耗大、污染大的200孔球法坩埚拉丝工艺生产。1980年后，我国引入了玻璃纤维池窖拉丝法生产工艺，用该方法生产玻璃纤维可以达到产量高、能耗低的效果。新工艺的引进加快了我国玻璃纤维行业的发展，使得生产出产品的质量与产量都在逐年增加。玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，生产工艺主要有两种一种为两次成型-坩埚拉丝法，另一种为一次成型-池窑拉丝法。玻璃纤维种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几个微米，相当于一根头发丝的1/20-1/5，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，电路基板等国民经济各个领域。由于玻璃纤维的优异性能，使得玻璃纤维产品被广泛的应用于各领域，诸如石油、化工、建筑、环保以及航空、国防等领域。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题：针对目前玻璃纤维材料的耐磨性较差的问题，提供了一种耐磨型复合玻璃纤维材料的制备方法。为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：一种耐磨型复合玻璃纤维材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取10～30g硅藻土研磨粉碎，研磨后得到硅藻土粉末，将硅藻土粉末和钛酸酯偶联剂201混合搅拌，得到混合物，继续向混合物中加入混合物质量6%的橄榄油和混合物质量0.6%的猪粪，装入发酵罐中，密封发酵，发酵结束后，取出发酵产物，即为改性硅藻土粉末，备用；（2）按重量份数计，分别称取叶腊石、萤石、改性硅藻土粉末、氧化铝、硼酸、碳酸钠和粉碎玻璃纤维放入窑炉中熔融，熔制得到熔融液，排除气泡后，运送到多孔漏板中拉丝，即为自制玻璃纤维；（3）称取60～80g自制玻璃纤维和6～8g硅烷偶联剂kh-570放入装有80～100ml去离子水的烧杯中，在恒温水浴中加热搅拌，搅拌后保温静置，自然冷却至室温后，用无水乙醇清洗，真空干燥后得到改性自制玻璃纤维，备用；（4）将全氟醚橡胶和甲基硅橡胶放入混炼机中混炼，得到氟硅橡胶，向氟硅橡胶中加入3～5g丁腈橡胶，继续保温混合搅拌，即为混合橡胶；（5）按重量份数计，分别称取改性玻璃纤维、混合橡胶、二氧化钛、铁粉混合置于搅拌机中混合搅拌，再添加异辛酸钴、苯乙烯、碎玻璃、炭黑、氧化镁、双氧水和氧化钠，再混合搅拌，得到混合浆，并将混合浆注入窑炉中加热升温，继续混合搅拌，搅拌混合后进行澄清，澄清后得到玻璃纤维熔融液，排除气泡后，运送到多孔漏板中拉丝，干燥冷却至室温，出料，即可制得耐磨型复合玻璃纤维材料。步骤（1）所述的研磨粉碎时间为6～8min，硅藻土粉末和钛酸酯偶联剂201的质量比为3：1，混合搅拌时间为10～16min，发酵温度为35～45℃，发酵时间为7～9天。步骤（2）所述的按重量份数计，分别称取8～12份叶腊石、6～8份萤石、3～5份改性硅藻土粉末、1～3份氧化铝、1～3份硼酸、2～4份碳酸钠和1～3份粉碎玻璃纤维，熔融温度为1400～1600℃，熔融时间为1～3h，拉丝转速为2500～3000r/min。步骤（3）所述的搅拌温度为40～60℃，搅拌时间为20～30min，静置时间为2～4h，清洗次数为3～5次。步骤（4）所述的硅藻土粉末和钛酸酯偶联剂201的质量比为1：1，混炼温度为80～120℃，混炼时间为1～2h，搅拌时间为30～60min。步骤（5）所述的按重量份数计，分别称取20～30份改性玻璃纤维、8～10份混合橡胶、5～7份二氧化钛、4～6份铁粉、2～4份异辛酸钴、1～3份苯乙烯、2～4份碎玻璃、1～3份炭黑、1～3份氧化镁、2～4份双氧水和2～4份氧化钠，搅拌时间为35～45min，再搅拌时间为20～30min，加热升温温度为1200～1600℃，继续混合搅拌时间为2～4h，拉丝转速为2400～3200r/min。本发明与其他方法相比，有益技术效果是：本发明使用钛酸酯偶联剂对硅藻土粉末改性，其中硅藻土粉末含有丰富的二氧化硅，将其和植物油以及猪粪微生物共混发酵，利用微生物将植物油分解产生亲油性酯基，并在微生物的自交联作用下使得酯基接枝到部分纤维表面，增强了硅藻土与高聚物的相容性，改善了纤维表面的耐磨性，从而提高玻璃纤维材料的耐磨性，再使用硅烷偶联剂对自制玻璃纤维表面进行有机改性，接着通过全氟醚橡胶、甲基硅橡胶和丁腈橡胶以及自制改性玻璃纤维机械共混，其中全氟醚橡胶、甲基硅橡胶和丁腈橡胶都具有耐磨性能，再次提高玻璃纤维材料的耐磨性，继续添加二氧化钛、铁粉、炭黑、氧化镁和氧化钠混合作为补强剂以及异辛酸钴和苯乙烯作为促进剂，其中二氧化钛、铁粉、炭黑、氧化镁和氧化钠具有一定的化学活性，其表面活性点多，在混炼硫化过程中容易和橡胶分子反应形成网状结构，硫化胶强度增大，从而提高玻璃纤维材料的耐磨性，以及异辛酸钴和苯乙烯促进，可缩短硫化时间，降低硫化温度，减少硫化剂用量和提高橡胶的物理机械性能，进一步提高玻璃纤维材料的耐磨性，可以达到满足航空、建筑和环境等领域的需求。具体实施方式称取10～30g硅藻土研磨粉碎6～8min，研磨后得到硅藻土粉末，按质量比为3：1将硅藻土粉末和钛酸酯偶联剂201混合搅拌10～16min，得到混合物，继续向混合物中加入混合物质量6%的橄榄油和混合物质量0.6%的猪粪，装入发酵罐中，在温度为35～45℃条件下密封发酵7～9天，发酵结束后，取出发酵产物，即为改性硅藻土粉末，备用，按重量份数计，分别称取8～12份叶腊石、6～8份萤石、3～5份改性硅藻土粉末、1～3份氧化铝、1～3份硼酸、2～4份碳酸钠和1～3份粉碎玻璃纤维放入1400～1600℃的窑炉中熔融1～3h，熔制得到熔融液，排除气泡后，运送到多孔漏板中，在转速为2500～3000r/min下拉丝，即为自制玻璃纤维，称取60～80g自制玻璃纤维和6～8g硅烷偶联剂kh-570放入装有80～100ml去离子水的烧杯中，在40～60℃的恒温水浴中加热搅拌20～30min，搅拌后保温静置2～4h，自然冷却至室温后，用无水乙醇清洗3～5次，真空干燥后得到改性自制玻璃纤维，备用，按质量比为1：1将全氟醚橡胶和甲基硅橡胶放入混炼机中，在80～120℃下混炼1～2h，得到氟硅橡胶，向氟硅橡胶中加入3～5g丁腈橡胶，继续保温混合搅拌30～60min，即为混合橡胶，按重量份数计，分别称取20～30份改性玻璃纤维、8～10份混合橡胶、5～7份二氧化钛、4～6份铁粉混合置于搅拌机中混合搅拌35～45min，再添加2～4份异辛酸钴、1～3份苯乙烯、2～4份碎玻璃、1～3份炭黑、1～3份氧化镁、2～4份双氧水和2～4份氧化钠，再混合搅拌20～30min，得到混合浆，并将混合浆注入窑炉中，加热升温至1200～1600℃，继续混合搅拌2～4h，搅拌混合后进行澄清，澄清后得到玻璃纤维熔融液，排除气泡后，运送到多孔漏板中，在转速为2400～3200r/min下拉丝，干燥冷却至室温，出料，即可制得耐磨型复合玻璃纤维材料。实例1称取10g硅藻土研磨粉碎6min，研磨后得到硅藻土粉末，按质量比为3：1将硅藻土粉末和钛酸酯偶联剂201混合搅拌10min，得到混合物，继续向混合物中加入混合物质量6%的橄榄油和混合物质量0.6%的猪粪，装入发酵罐中，在温度为35℃条件下密封发酵7天，发酵结束后，取出发酵产物，即为改性硅藻土粉末，备用，按重量份数计，分别称取8份叶腊石、6份萤石、3份改性硅藻土粉末、1份氧化铝、1份硼酸、2份碳酸钠和1份粉碎玻璃纤维放入1400℃的窑炉中熔融1h，熔制得到熔融液，排除气泡后，运送到多孔漏板中，在转速为2500r/min下拉丝，即为自制玻璃纤维，称取60g自制玻璃纤维和6g硅烷偶联剂kh-570放入装有80ml去离子水的烧杯中，在40℃的恒温水浴中加热搅拌20min，搅拌后保温静置2h，自然冷却至室温后，用无水乙醇清洗3次，真空干燥后得到改性自制玻璃纤维，备用，按质量比为1：1将全氟醚橡胶和甲基硅橡胶放入混炼机中，在80℃下混炼1h，得到氟硅橡胶，向氟硅橡胶中加入3g丁腈橡胶，继续保温混合搅拌30min，即为混合橡胶，按重量份数计，分别称取20份改性玻璃纤维、8份混合橡胶、5份二氧化钛、4份铁粉混合置于搅拌机中混合搅拌35min，再添加2份异辛酸钴、1份苯乙烯、2份碎玻璃、1份炭黑、1份氧化镁、2份双氧水和2份氧化钠，再混合搅拌20min，得到混合浆，并将混合浆注入窑炉中，加热升温至1200℃，继续混合搅拌2h，搅拌混合后进行澄清，澄清后得到玻璃纤维熔融液，排除气泡后，运送到多孔漏板中，在转速为2400r/min下拉丝，干燥冷却至室温，出料，即可制得耐磨型复合玻璃纤维材料。实例2称取20g硅藻土研磨粉碎7min，研磨后得到硅藻土粉末，按质量比为3：1将硅藻土粉末和钛酸酯偶联剂201混合搅拌13min，得到混合物，继续向混合物中加入混合物质量6%的橄榄油和混合物质量0.6%的猪粪，装入发酵罐中，在温度为40℃条件下密封发酵8天，发酵结束后，取出发酵产物，即为改性硅藻土粉末，备用，按重量份数计，分别称取10份叶腊石、7份萤石、4份改性硅藻土粉末、2份氧化铝、2份硼酸、3份碳酸钠和2份粉碎玻璃纤维放入1500℃的窑炉中熔融2h，熔制得到熔融液，排除气泡后，运送到多孔漏板中，在转速为2700r/min下拉丝，即为自制玻璃纤维，称取70g自制玻璃纤维和7g硅烷偶联剂kh-570放入装有90ml去离子水的烧杯中，在50℃的恒温水浴中加热搅拌25min，搅拌后保温静置3h，自然冷却至室温后，用无水乙醇清洗4次，真空干燥后得到改性自制玻璃纤维，备用，按质量比为1：1将全氟醚橡胶和甲基硅橡胶放入混炼机中，在100℃下混炼1.5h，得到氟硅橡胶，向氟硅橡胶中加入4g丁腈橡胶，继续保温混合搅拌45min，即为混合橡胶，按重量份数计，分别称取25份改性玻璃纤维、9份混合橡胶、6份二氧化钛、5份铁粉混合置于搅拌机中混合搅拌40min，再添加3份异辛酸钴、2份苯乙烯、3份碎玻璃、2份炭黑、2份氧化镁、3份双氧水和3份氧化钠，再混合搅拌25min，得到混合浆，并将混合浆注入窑炉中，加热升温至1400℃，继续混合搅拌3h，搅拌混合后进行澄清，澄清后得到玻璃纤维熔融液，排除气泡后，运送到多孔漏板中，在转速为2800r/min下拉丝，干燥冷却至室温，出料，即可制得耐磨型复合玻璃纤维材料。实例3称取30g硅藻土研磨粉碎8min，研磨后得到硅藻土粉末，按质量比为3：1将硅藻土粉末和钛酸酯偶联剂201混合搅拌16min，得到混合物，继续向混合物中加入混合物质量6%的橄榄油和混合物质量0.6%的猪粪，装入发酵罐中，在温度为45℃条件下密封发酵9天，发酵结束后，取出发酵产物，即为改性硅藻土粉末，备用，按重量份数计，分别称取12份叶腊石、8份萤石、5份改性硅藻土粉末、3份氧化铝、3份硼酸、4份碳酸钠和3份粉碎玻璃纤维放入1600℃的窑炉中熔融3h，熔制得到熔融液，排除气泡后，运送到多孔漏板中，在转速为3000r/min下拉丝，即为自制玻璃纤维，称取80g自制玻璃纤维和8g硅烷偶联剂kh-570放入装有100ml去离子水的烧杯中，在60℃的恒温水浴中加热搅拌30min，搅拌后保温静置4h，自然冷却至室温后，用无水乙醇清洗5次，真空干燥后得到改性自制玻璃纤维，备用，按质量比为1：1将全氟醚橡胶和甲基硅橡胶放入混炼机中，在120℃下混炼2h，得到氟硅橡胶，向氟硅橡胶中加入5g丁腈橡胶，继续保温混合搅拌60min，即为混合橡胶，按重量份数计，分别称取30份改性玻璃纤维、10份混合橡胶、7份二氧化钛、6份铁粉混合置于搅拌机中混合搅拌45min，再添加4份异辛酸钴、3份苯乙烯、4份碎玻璃、3份炭黑、3份氧化镁、4份双氧水和4份氧化钠，再混合搅拌30min，得到混合浆，并将混合浆注入窑炉中，加热升温至1600℃，继续混合搅拌4h，搅拌混合后进行澄清，澄清后得到玻璃纤维熔融液，排除气泡后，运送到多孔漏板中，在转速为3200r/min下拉丝，干燥冷却至室温，出料，即可制得耐磨型复合玻璃纤维材料。对比例以苏州市某公司生产的复合玻璃纤维材料作为对比例对本发明制得的耐磨型复合玻璃纤维材料和对比例中的复合玻璃纤维材料进行检测，检测结果如表1所示：1、测试方法参照gb3960-83在mm-200型摩擦磨损试验机上评价材料的摩擦磨损性能。取尺寸为30mm×7mm×6mm样品1、直径为40mm，45#钢环样品2，将表面精磨至表面粗糙度ra=0.32-0.63μm。试验前用丙酮清洗样品1、2表面，试验在干摩擦和水润滑条件下进行，载荷200n、滑动速度为0.42m/s、时间为1h对魅族样品进行3次重复试验，摩擦系数从记录的摩擦力取平均值。采用游标尺（精确到0.01mm）测量磨痕宽度，并以此评价其耐磨性能，采用电子显微镜观察试样的磨损表面形貌。表1测试项目实例1实例2实例3对比例磨损量（mg）0.0020.0020.0010.004抗压强度（mpa）215226238175根据表1中数据可知，本发明制得的耐磨型复合玻璃纤维材料的磨损量小、抗压强度高，具有广阔的使用前景。当前第1页12