一种耐腐蚀高强度玻璃纤维材料的制作方法

文档序号:16520360发布日期:2019-01-05 09:55阅读:164来源:国知局

本发明属于玻璃纤维材料技术领域,尤其是涉及一种耐腐蚀高强度玻璃纤维材料。



背景技术:

玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料,种类繁多,具有绝缘性好、耐热性强、机械强度高等优点,它是由叶腊石、石英砂、石灰石、白云石、硼钙石、硼镁石七种矿石为原料经高温熔制,再经过拉丝、络纱、织布等工艺制造而成,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,但是现有的玻璃纤维材料在使用的过程中由于其抗拉强度和耐腐蚀性不高等缺点,使用过程中有很大的局限性,尤其是在航空航天、军事化工等领域,急需一种具有高抗拉强度、高耐腐蚀性的玻璃纤维材料来解决这些问题。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明旨在提出一种耐腐蚀高强度玻璃纤维材料,具有较高的抗拉性能和较强的那腐蚀性。

为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:

一种耐腐蚀高强度玻璃纤维材料,该玻璃纤维材料由包括如下重量份的原料制成:玻璃纤维矿物粉36~42份、三氧化二铝40~60份、三氧化二硼10~30份、氧化铈20~40份、四氧化三铁粉28~50份、氧化锆粒子23~30份、氧化锌50-80份、硫酸镍28~50份、聚乙烯粉20~50份、三聚磷酸钠14~18份、乙基三甲氧基硅烷18~24份、环氧树脂18~26份、六偏磷酸钠16~22份和盐酸溶液14~20份。

优选的,所述的玻璃纤维材料由包括如下重量份的原料制成:玻璃纤维矿物粉36~40份、三氧化二铝40~50份、三氧化二硼10~20份、氧化铈20~30份、四氧化三铁粉28~40份、氧化锆粒子23~25份、氧化锌50-65份、硫酸镍28~40份、聚乙烯粉20~36份、三聚磷酸钠14~15份、乙基三甲氧基硅烷18~20份、环氧树脂18~24份、六偏磷酸钠16~20份和盐酸溶液14~17份。

优选的,所述的玻璃纤维材料由包括如下重量份的原料制成:玻璃纤维矿物粉38~42份、三氧化二铝45~55份、三氧化二硼20~30份、氧化铈30~40份、四氧化三铁粉35~45份、氧化锆粒子25~28份、氧化锌60-70份、硫酸镍35~45份、聚乙烯粉25~45份、三聚磷酸钠16~17份、乙基三甲氧基硅烷20~22份、环氧树脂20~24份、六偏磷酸钠18~21份和盐酸溶液15~18份。

优选的,所述的玻璃纤维材料由包括如下重量份的原料制成:玻璃纤维矿物粉40~42份、三氧化二铝50~60份、三氧化二硼15~25份、氧化铈25~35份、四氧化三铁粉40~50份、氧化锆粒子27~30份、氧化锌65-80份、硫酸镍40~50份、聚乙烯粉40~50份、三聚磷酸钠16~18份、乙基三甲氧基硅烷20~24份、环氧树脂22~26份、六偏磷酸钠20~22份和盐酸溶液19~20份。

所述的耐腐蚀高强度玻璃纤维材料的制备方法,包括如下步骤:

(1)将玻璃纤维矿物粉、三氧化二铝、三氧化二硼、氧化铈、四氧化三铁粉、氧化锆粒子、氧化锌、硫酸镍、聚乙烯粉、三聚磷酸钠和乙基三甲氧基硅烷混合,然后放置在高速搅拌机中进行高速搅拌40~60min,搅拌速度为500~650r/min,得到材料一;

(2)将材料一放置在烘干机中烘干至含水量在2.5%以下后,然后进行拉丝,得到材料二,材料二的直径在4~6um;

(3)将环氧树脂和六偏磷酸钠置于搅拌机中搅拌并加热,加热温度为70~90℃,再加入重量分数为14~20的盐酸溶液,反应时间为30~40min,得到材料三;

(4)将材料二与材料三混合后置于熔炼炉中熔炼,熔炼炉的转速为300~360r/min,然后在搅拌机中进行搅拌,搅拌机的转速为250~320r/min,搅拌时间为60~80min,得到材料四;

(5)将材料四置于烘干机中烘干,烘干时间为20~30min,烘干温度为150~180℃,然后用冷却机迅速冷却至室温,再置于有机溶剂中浸泡,浸泡时间为4~5h,烘干后即可得到成品;

进一步的,所述步骤(1)中混合搅拌的时间为50min,搅拌速度为600r/min;所述步骤(2)中材料二的直径在5um;

进一步的,所述步骤(3)中的加热温度为80℃,

进一步的,所述步骤(4)的熔炼时间为3.5h,熔炼炉的转速为350r/min,搅拌机的转速为300r/min,搅拌时间为70min;

进一步的,所述步骤(5)中的材料四在烘干前进行等离子辅助化学气相沉积法在材料四表面沉积粘结层,沉积条件的源物质为乙烯和四氯化硅的混合物,沉积温度为500℃,氩气为稀释气和载气,沉积时间为50min,

进一步的,所述步骤(5)中材料四的烘干时间为25min,烘干温度为165℃;

进一步的,所述步骤(5)的有机溶剂为甲苯和丙酮中的任意一种或两者的混合,浸泡时间为4.5h。

相对于现有技术,本发明所述的耐腐蚀高强度玻璃纤维材料具有以下优势:

1、本发明耐腐蚀高强度玻璃纤维材料中加入一定量的三氧化二铝,使其具有很高的抗拉强度,可以用作强化塑料的补强材料,同时高的抗拉强度可以大大延长玻璃纤维的使用寿命;

2、本发明耐腐蚀高强度玻璃纤维材料中加入的四氧化三铁,可以使其耐腐蚀性能得到提升,可以使其应用到化工生产,水泥制备等领域,有效的扩大其适用范围;

3、本发明耐腐蚀高强度玻璃纤维材料的原材料来源广泛,而且容易获得,同时本发明的制备过程易操作,制备流程相对较短,因此适合工业化大规模生产制造。

具体实施方式

除有定义外,以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的有机溶剂或试剂,如无特殊说明,均为常规生化试剂;所述实验方法,如无特殊说明,均为常规方法。

下面结合实施例来详细说明本发明。

实施例1

一种耐腐蚀高强度玻璃纤维材料,该玻璃纤维材料由包括如下重量份的原料制成:玻璃纤维矿物粉38份、三氧化二铝55份、三氧化二硼15份、氧化铈25份、四氧化三铁粉34份、氧化锆粒子24份、氧化锌60份、硫酸镍35份、聚乙烯粉28份、三聚磷酸钠15份、乙基三甲氧基硅烷19份、环氧树脂22份、六偏磷酸钠28份和盐酸溶液16份。

所述的耐腐蚀高强度玻璃纤维材料的制备方法,包括如下步骤:

(1)将玻璃纤维矿物粉、三氧化二铝、三氧化二硼、氧化铈、四氧化三铁粉、氧化锆粒子、氧化锌、硫酸镍、聚乙烯粉、三聚磷酸钠和乙基三甲氧基硅烷混合,然后放置在高速搅拌机中进行高速搅拌50min,搅拌速度为600r/min,得到材料一;

(2)将材料一放置在烘干机中烘干至含水量在2.5%以下后,然后进行拉丝,得到材料二,材料二的直径在5um;

(3)将环氧树脂和六偏磷酸钠置于搅拌机中搅拌并加热,加热温度为80℃,再加入重量分数为18的盐酸溶液,反应时间为35min,得到材料三;

(4)将材料二与材料三混合后置于熔炼炉中熔炼,熔炼炉的转速为350r/min,然后在搅拌机中进行搅拌,搅拌机的转速为300r/min,搅拌时间为70min,得到材料四;

(5)将材料四进行等离子辅助化学气相沉积法在材料四表面沉积粘结层,沉积条件的源物质为乙烯和四氯化硅的混合物,沉积温度为500℃,氩气为稀释气和载气,沉积时间为50min,然后将材料四置于烘干机中烘干,烘干时间为25min,烘干温度为165℃,然后用冷却机迅速冷却至室温,再置于有机溶剂中浸泡,浸泡时间为4.5h,烘干后即可得到成品;

实施例2

一种耐腐蚀高强度玻璃纤维材料,该玻璃纤维材料由包括如下重量份的原料制成:玻璃纤维矿物粉40份、三氧化二铝50份、三氧化二硼25份、氧化铈35份、四氧化三铁粉40份、氧化锆粒子26份、氧化锌65份、硫酸镍40份、聚乙烯粉35份、三聚磷酸钠17份、乙基三甲氧基硅烷21份、环氧树脂22份、六偏磷酸钠20份和盐酸溶液17份。

所述的耐腐蚀高强度玻璃纤维材料的制备方法,包括如下步骤:

(1)将玻璃纤维矿物粉、三氧化二铝、三氧化二硼、氧化铈、四氧化三铁粉、氧化锆粒子、氧化锌、硫酸镍、聚乙烯粉、三聚磷酸钠和乙基三甲氧基硅烷混合,然后放置在高速搅拌机中进行高速搅拌50min,搅拌速度为600r/min,得到材料一;

(2)将材料一放置在烘干机中烘干至含水量在2.5%以下后,然后进行拉丝,得到材料二,材料二的直径在5um;

(3)将环氧树脂和六偏磷酸钠置于搅拌机中搅拌并加热,加热温度为80℃,再加入重量分数为18的盐酸溶液,反应时间为35min,得到材料三;

(4)将材料二与材料三混合后置于熔炼炉中熔炼,熔炼炉的转速为350r/min,然后在搅拌机中进行搅拌,搅拌机的转速为300r/min,搅拌时间为70min,得到材料四;

(5)将材料四进行等离子辅助化学气相沉积法在材料四表面沉积粘结层,沉积条件的源物质为乙烯和四氯化硅的混合物,沉积温度为500℃,氩气为稀释气和载气,沉积时间为50min,然后将材料四置于烘干机中烘干,烘干时间为25min,烘干温度为165℃,然后用冷却机迅速冷却至室温,再置于有机溶剂中浸泡,浸泡时间为4.5h,烘干后即可得到成品;

实施例3

一种耐腐蚀高强度玻璃纤维材料,该玻璃纤维材料由包括如下重量份的原料制成:玻璃纤维矿物粉42份、三氧化二铝55份、三氧化二硼20份、氧化铈30份、四氧化三铁粉45份、氧化锆粒子29份、氧化锌75份、硫酸镍45份、聚乙烯粉45份、三聚磷酸钠17份、乙基三甲氧基硅烷22份、环氧树脂24份、六偏磷酸钠21份和盐酸溶液20份。

所述的耐腐蚀高强度玻璃纤维材料的制备方法,包括如下步骤:

(1)将玻璃纤维矿物粉、三氧化二铝、三氧化二硼、氧化铈、四氧化三铁粉、氧化锆粒子、氧化锌、硫酸镍、聚乙烯粉、三聚磷酸钠和乙基三甲氧基硅烷混合,然后放置在高速搅拌机中进行高速搅拌50min,搅拌速度为600r/min,得到材料一;

(2)将材料一放置在烘干机中烘干至含水量在2.5%以下后,然后进行拉丝,得到材料二,材料二的直径在5um;

(3)将环氧树脂和六偏磷酸钠置于搅拌机中搅拌并加热,加热温度为80℃,再加入重量分数为18的盐酸溶液,反应时间为35min,得到材料三;

(4)将材料二与材料三混合后置于熔炼炉中熔炼,熔炼炉的转速为350r/min,然后在搅拌机中进行搅拌,搅拌机的转速为300r/min,搅拌时间为70min,得到材料四;

(5)将材料四进行等离子辅助化学气相沉积法在材料四表面沉积粘结层,沉积条件的源物质为乙烯和四氯化硅的混合物,沉积温度为500℃,氩气为稀释气和载气,沉积时间为50min,然后将材料四置于烘干机中烘干,烘干时间为25min,烘干温度为165℃,然后用冷却机迅速冷却至室温,再置于有机溶剂中浸泡,浸泡时间为4.5h,烘干后即可得到成品;

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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