【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鋼筋防腐材料，尤其涉及一種改性碳纖維及其制備方法和含有改性碳纖維的水泥基陽極材料。
技術介紹
1、本專利技術
技術介紹
中公開的信息僅僅旨在增加對本專利技術的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。
2、電化學保護技術在鋼筋防腐領域發揮著重要作用，傳統電化學保護的陽極材料包括不銹鋼網、鎂網、鈦網、鋅合金材料等可以有效阻止鋼筋的銹蝕，但這些金屬網類陽極材料在外部離子存在的情況下容易發生腐蝕并對混凝土結構造成二次破壞，另外金屬網還具有成本高、不利于施工等缺點。
3、導電水泥基復合材料作為陽極材料具有成本低、利于施工、不受腐蝕等優點，干燥的普通混凝土電阻率為6.5×105～11.4×105ω·cm，而碳質導電填料如炭黑(cb)、碳纖維(cf)、碳納米纖維(cnf)、碳納米管(cnt)、石墨等可以提高水泥基材料的導電性能。其中，以碳纖維作為主要導電填料的水泥基復合材料表現出較好的力學性能，特別是抗拉和抗彎性能突出，并且能夠減少由于干燥引起的體積收縮問題；此外，其還具有耐腐蝕的特點，能夠抵御化學物質和環境因素的侵蝕。
4、然而，碳纖維屬于非金屬纖維，其電阻率遠高于金屬，而且其電阻具有一定的溫度效應，在實際工程應用中，由于環境、氣候等的變化導致溫度變化，水泥基陽極材料的電阻也會隨之而發生改變，這將會導致電化學保護的過程中電場發生明顯改變，進而影響電化學保護的效果。
5、因此，如何對碳纖維進行改性，使其在力學性能不受損的情
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術提供了一種改性碳纖維及其制備方法和含有改性碳纖維的水泥基陽極材料，解決了現有的碳纖維基導電水泥基陽極材料電阻較大且電阻易受環境影響而導致電化學保護效果降低的問題。
2、第一方面，本專利技術提供了一種改性碳纖維的制備方法，包括如下步驟：
3、將去膠碳纖維置于多巴胺和三(羥甲基)氨基甲烷的混合溶液中反應，洗滌干燥后得到聚多巴胺包覆的碳纖維；
4、將所述聚多巴胺包覆的碳纖維作為陰極，以銅片為陽極，在銅離子電鍍液中進行電鍍，洗滌干燥后即得。
5、優選的，所述去膠碳纖維由碳纖維在丙酮溶液中浸泡去膠而得；所述碳纖維的規格為12k，單絲直徑為5～8μm，長度為5～9mm。
6、優選的，所述多巴胺和三(羥甲基)氨基甲烷的混合溶液中，多巴胺的濃度為1～3g/l，三(羥甲基)氨基甲烷的濃度為1～3g/l；所述多巴胺和三(羥甲基)氨基甲烷的混合溶液的ph為8.5左右。
7、優選的，所述去膠碳纖維與多巴胺的質量比為1g：(4～6)g。
8、優選的，所述將去膠碳纖維置于多巴胺和三(羥甲基)氨基甲烷的混合溶液中反應的反應溫度為10～40℃，反應時間為20～40h。
9、優選的，所述銅離子電鍍液的溶劑為水，所述銅離子電鍍液包括硫酸銅、檸檬酸鈉、氯化銨和十二烷基磺酸鈉，其中，硫酸銅濃度為30～50g/l，檸檬酸鈉濃度為40～60g/l，氯化銨的濃度為6～10g/l，十二烷基磺酸鈉濃度為0.3～0.5g/l，銅離子電鍍液的ph為8～10。
10、優選的，所述電鍍的電壓為0.5～3v，電鍍時間為0.5～2h。
11、第二方面，本專利技術提供了上述制備方法制備得到的改性碳纖維。
12、第三方面，本專利技術提供了一種水泥基陽極材料，包括80～100份水泥、30～40份水，100～150份砂，0.1～0.5份減水劑和上述改性碳纖維，所述改性碳纖維的質量分數為水泥基陽極材料總質量的0.15～1wt％。
13、優選的，所述水泥為硫鋁酸鹽水泥，所述砂為中國ios標準砂，所述減水劑為聚羧酸減水劑。
14、優選的，所述水泥基陽極材料還包括炭黑，所述改性碳纖維和炭黑的質量比為1:(0.5～3)，所述改性碳纖維和炭黑的總質量占水泥基陽極材料總質量的0.2～1wt％；所述炭黑的粒徑為20～50nm。
15、與現有技術相比，本專利技術取得了以下有益效果：
16、(1)本專利技術通過先包覆聚多巴胺后電鍍銅的方法制備得到了改性碳纖維，改性方法操作簡單，易大規模生產，且所制備的改性碳纖維質量良好、缺陷少，相比于改性前的碳纖維力學性能和導電性均提高；
17、(2)利用本專利技術提供的改性碳纖維制備得到的水泥基陽極材料具有高導電性，同時能夠減低水泥基陽極材料的導電滲流閾值，具有優異的環境穩定性，能夠實現長效電化學防護，具有良好的應用前景。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種改性碳纖維的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述去膠碳纖維由碳纖維在丙酮溶液中浸泡去膠而得；所述碳纖維的規格為12K，單絲直徑為5～8μm，長度為5～9mm。
3.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述多巴胺和三(羥甲基)氨基甲烷的混合溶液中，多巴胺的濃度為1～3g/L，三(羥甲基)氨基甲烷的濃度為1～3g/L；所述多巴胺和三(羥甲基)氨基甲烷的混合溶液的pH為8～9。
4.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述去膠碳纖維與多巴胺的質量比為1g：(4～6)g；所述將去膠碳纖維置于多巴胺和三(羥甲基)氨基甲烷的混合溶液中反應的反應溫度為10～40℃，反應時間為20～40h。
5.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述銅離子電鍍液的溶劑為水，所述銅離子電鍍液包括硫酸銅、檸檬酸鈉、氯化銨和十二烷基磺酸鈉，其中，硫酸銅濃度為30～50g/L，檸檬酸鈉濃度為40～60g/L，氯化銨的濃度為6～10g/L，十二烷基磺酸鈉濃度為0.3～0.5g/L，銅離子電鍍液的pH為8
6.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述電鍍的電壓為0.5～3V，電鍍時間為0.5～2h。
7.如權利要求1～6任一項所述的制備方法制備得到的改性碳纖維。
8.一種水泥基陽極材料，其特征在于，包括80～100份水泥、30～40份水，100～150份砂，0.1～0.5份減水劑和權利要求7所述的改性碳纖維，所述改性碳纖維的質量分數為水泥基陽極材料總質量的0.15～1wt％。
9.如權利要求8所述的水泥基陽極材料，其特征在于，所述水泥為硫鋁酸鹽水泥，所述砂為中國IOS標準砂，所述減水劑為聚羧酸減水劑。
10.如權利要求8所述的水泥基陽極材料，其特征在于，所述水泥基陽極材料還包括炭黑，所述改性碳纖維和炭黑的質量比為1:(0.5～3)，所述改性碳纖維和炭黑的總質量占水泥基陽極材料總質量的0.2～1wt％；所述炭黑的粒徑為20～50nm。
...【技術特征摘要】
1.一種改性碳纖維的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述去膠碳纖維由碳纖維在丙酮溶液中浸泡去膠而得；所述碳纖維的規格為12k，單絲直徑為5～8μm，長度為5～9mm。
3.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述多巴胺和三(羥甲基)氨基甲烷的混合溶液中，多巴胺的濃度為1～3g/l，三(羥甲基)氨基甲烷的濃度為1～3g/l；所述多巴胺和三(羥甲基)氨基甲烷的混合溶液的ph為8～9。
4.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述去膠碳纖維與多巴胺的質量比為1g：(4～6)g；所述將去膠碳纖維置于多巴胺和三(羥甲基)氨基甲烷的混合溶液中反應的反應溫度為10～40℃，反應時間為20～40h。
5.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述銅離子電鍍液的溶劑為水，所述銅離子電鍍液包括硫酸銅、檸檬酸鈉、氯化銨和十二烷基磺酸鈉，其中，硫酸銅濃度為30～50g/l，檸檬酸鈉濃度為40～60g/l，氯化...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王鵬剛，李偉超，杜振興，田礫，金祖權，劉濤，于泳，張小影，熊傳勝，李寧，逄博，曹瑜斌，
申請(專利權)人：青島理工大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。