本发明涉及复合材料,尤其涉及玻璃纤维改性复合材料、制备方法及应用。
背景技术:
1、纤维增强水泥基材料是一种以水泥净浆、砂浆或者混凝土为基材,以非连续的短切纤维或者连续的长纤维为增强体组成的复合材料。纤维主要通过“桥接”作用限制水泥基材料内部微裂纹的扩展,进而提高水泥基材料的力学性能与耐久性能。另一方面,纤维具有承托骨料的作用,降低了水泥基材料的表面析水与集料离析的几率,有效的降低了材料的孔隙率,避免联通毛细孔的形成,也可以提高水泥基材料的抗渗性。
2、玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料,它大多以天然矿石如硅砂、石灰石、硼钙石、莹石等为原料,这些原料经过精细研磨,再经过对各原料成分的科学计算和合理配比、按要求混合后送入特制窑炉内熔制成熔融玻璃态,以外力拉制、喷吹、或以离心力甩成极细的纤维状材料,经过拉丝、捻纱、浆纱、织布、热处理等工序最后形成各类产品。作为增强材料,玻璃纤维在混合料制备过程中易静电结团,结团的纤维和不均匀分布的纤维在复合材料中不仅起不到增强作用,而且还会起反作用,破坏复合材料的结构并降低其机械性能。
技术实现思路
1、基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了玻璃纤维改性复合材料、制备方法及应用,制备的玻璃纤维改性复合材料在水泥中的分散性好,能够显著提高水泥的抗折强度。
2、本发明提出的玻璃纤维改性复合材料的制备方法,方法步骤如下:将表面活性剂溶于去离子水中,然后加入玻璃纤维进行反应,反应后降至室温,过滤后即得玻璃纤维改性复合材料;其中表面活性剂可与玻璃纤维发生离子诱导和界面融合效应。
3、优选地,所述表面活性剂的制备方法步骤如下:将聚乙烯醇溶解在去离子水中,然后再依次加入氯化钠和正丁醛,调节ph至6.5-6.9并进行反应,反应后经过滤、洗涤和烘干即得表面活性剂。
4、优选地,聚乙烯醇、氯化钠和正丁醇的质量比为100:1-10:0.1-1。
5、优选地,制备表面活性剂的反应条件为:温度60-80℃,时间2-6h。
6、优选地,玻璃纤维和表面活性剂摩尔/质量比为1-10:1。
7、优选地,玻璃纤维与表面活性剂反应的条件为:温度60-80℃,时间1-2h。
8、本发明提出的上述方法制备的玻璃纤维改性复合材料。
9、本发明提出的上述玻璃纤维改性复合材料在水泥中的应用。
10、优选地,玻璃纤维改性复合材料的添加量为水泥质量的0.3wt%-1.3wt%。
11、本发明的有益技术效果:
12、本发明以氯化钠为原料制备的表面活性剂能够与玻璃纤维发生离子诱导和界面融合效应,使得制备的玻璃纤维改性复合材料在水泥中的分散性好,能够显著提高水泥的抗折强度,在7d内0.4wt%玻璃纤维掺量的水泥试件比纯水泥试件抗折强度提升11.93%,28d内0.7wt%玻璃纤维掺量的水泥试件比纯水泥试件抗折强度提升14.63%;本发明的工艺流程简单,生产周期较短,无排放无污染,成本低,易于推广,预期社会效益好。
1.玻璃纤维改性复合材料的制备方法,其特征在于,方法步骤如下:将表面活性剂溶于去离子水中,然后加入玻璃纤维进行反应,反应后降至室温,过滤后即得玻璃纤维改性复合材料;其中表面活性剂可与玻璃纤维发生离子诱导和界面融合效应。
2.根据权利要求1所述的玻璃纤维改性复合材料的制备方法,其特征在于,所述表面活性剂的制备方法步骤如下:将聚乙烯醇溶解在去离子水中,然后再依次加入氯化钠和正丁醛,调节ph至6.5-6.9并进行反应,反应后经过滤、洗涤和烘干即得表面活性剂。
3.根据权利要求2所述的玻璃纤维改性复合材料的制备方法,其特征在于,聚乙烯醇、氯化钠和正丁醇的质量比为100:1-10:0.1-1。
4.根据权利要求2所述的玻璃纤维改性复合材料的制备方法,其特征在于,制备表面活性剂的反应条件为:温度60-80℃,时间2-6h。
5.根据权利要求1所述的玻璃纤维改性复合材料的制备方法,其特征在于,玻璃纤维和表面活性剂质量比为10-50:1。
6.根据权利要求1所述的玻璃纤维改性复合材料的制备方法,其特征在于,玻璃纤维与表面活性剂反应的条件为:温度60-80℃,时间1-2h。
7.如权利要求1-6任一项所述方法制备的玻璃纤维改性复合材料。
8.如权利要求7所述的玻璃纤维改性复合材料在水泥中的应用。
9.根据权利要求8所述的玻璃纤维改性复合材料在水泥中的应用,其特征在于,玻璃纤维改性复合材料的添加量为水泥质量的0.3wt%-1.3wt%。
