【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及復合材料，具體涉及一種改性玄武巖纖維、改性方法和復合材料及制備方法。
技術介紹
1、玄武巖纖維是玄武巖原石料在1300~1500?℃高溫條件下熔融制得，由于材料本身對環(huán)境無害、制備工藝不需要添加任何化學試劑等一系列優(yōu)點，成為了近年來研究熱度很高的綠色環(huán)保材料。作為一種新型環(huán)保高性能無機纖維，玄武巖纖維擁有著高強高模、耐高低溫、優(yōu)異的吸波性，在汽車工業(yè)、?航空航天、建筑工業(yè)等領域受到了極大的關注。短纖維增強樹脂復合材料與長纖維增強樹脂復合材料相比，擁有較好的延展性，具有易于加工成型、生產效率高的特點。
2、但玄武巖纖維表面光滑，且呈化學惰性，對纖維和樹脂間的浸潤十分不利，導致了玄武巖纖維與樹脂之間的界面結合力很差，進而造成玄武巖纖維增強樹脂復合材料在受外部載荷時，應力不能更好的傳遞到增強相玄武巖纖維上，玄武巖纖維的性能優(yōu)勢不能得到充分的發(fā)揮。因此，對玄武巖纖維表面改性是玄武巖纖維增強樹脂復合材料的一個研究關鍵和難點。
3、在玄武巖纖維表面改性的研究中，常見的有硅烷偶聯(lián)劑改性、酸堿蝕刻改性、等離子體改性等方法。但在以上改性方法中，存在著硅烷偶聯(lián)劑改性接枝率低，反應時間長等；酸堿蝕刻的改性劑對環(huán)境存在一定污染、等離子體改性會對纖維本身造成損傷進而降低纖維的單絲抗拉強度。
技術實現(xiàn)思路
1、本專利技術針對現(xiàn)有技術存在的問題提供一種改性玄武巖纖維、改性方法和復合材料及制備方法。
2、本專利技術采用的技術方案是：一種玄武巖纖維的改性方法，包括以
3、步驟1：將短切玄武巖纖維打碎至平均長度為1?mm，清洗烘干，得到短切玄武巖纖維粉末；
4、步驟2：將步驟1得到的短切玄武巖纖維粉末均勻鋪設于水系濾膜上，采用減壓抽濾纖維素納米纖維分散液；其中短切玄武巖纖維和纖維素納米纖維的質量比為1:0.06～0.18；
5、步驟3：步驟2得到的短切玄武巖纖維粉末烘干后即可得到改性玄武巖纖維。
6、進一步的，所述步驟1中清洗烘干之前將打碎的短切玄武巖纖維分散于丙酮中，置于索氏提取器中，在80?℃水浴中加熱回流24?h。
7、進一步的，所述纖維素納米纖維為端氨基改性纖維素納米纖維。
8、進一步的，所述纖維素納米纖維的改性方法如下：
9、將纖維素納米纖維分散液中加入naio4，避光充分反應；其中纖維素納米纖維和naio4的質量比為1:2；
10、加入二乙烯三胺，回流反應后即可得到端氨基改性纖維素納米纖維。
11、一種改性方法得到的改性玄武巖纖維。
12、一種基于改性玄武巖纖維的復合材料的制備方法，所述改性玄武巖纖維采用上述改性玄武巖纖維，包括以下步驟：
13、將環(huán)氧樹脂添加劑充分混合，加入改性玄武巖纖維，其中改性玄武巖纖維的質量占環(huán)氧樹脂質量的2?%；
14、在50?℃條件下超聲攪拌，真空除泡后固化即可得到所需復合材料。
15、進一步的，所述添加劑包括固化劑、促進劑和抗沉劑。
16、進一步的，所述固化劑為甲基四氫鄰苯二甲酸酐，促進劑為2,?4,?6—三（二甲胺基甲基）苯酚、抗沉劑為氣相二氧化硅。
17、進一步的，所述固化的過程如下：
18、首先在80?℃條件下固化2?h，然后在120?℃條件下固化3?h。
19、一種基于改性玄武巖纖維的復合材料。
20、本專利技術的有益效果是：
21、（1）本專利技術將纖維素納米纖維通過化學鍵接枝在短切玄武巖纖維表面，通過減壓抽濾對短切玄武巖纖維表面進行改性，為玄武巖纖維表面提供了豐富的含氧官能團；
22、（2）本專利技術采用改性的短切玄武巖纖維制備得到的環(huán)氧樹脂復合材料，提高了樹脂-纖維界面的結合力，提高了復合材料力學性能。
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1.一種玄武巖纖維的改性方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權利要求1所述的一種玄武巖纖維的改性方法，其特征在于，所述步驟1中清洗烘干之前將打碎的短切玄武巖纖維分散于丙酮中，置于索氏提取器中，在80?℃水浴中加熱回流24?h。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種玄武巖纖維的改性方法，其特征在于，所述纖維素納米纖維為端氨基改性纖維素納米纖維。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種玄武巖纖維的改性方法，其特征在于，所述纖維素納米纖維的改性方法如下：
5.如權利要求1～4任一種改性方法得到的改性玄武巖纖維。
6.一種基于改性玄武巖纖維的復合材料的制備方法，其特征在于，所述改性玄武巖纖維采用如權利要求5所述改性玄武巖纖維，包括以下步驟：
7.根據(jù)權利要求6所述的一種基于改性玄武巖纖維的復合材料的制備方法，其特征在于，所述添加劑包括固化劑、促進劑和抗沉劑。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種基于改性玄武巖纖維的復合材料的制備方法，其特征在于，所述固化劑為甲基四氫鄰苯二甲酸酐，促進劑為2,?4,?6—三（二甲胺基甲基）苯酚
9.根據(jù)權利要求7所述的一種基于改性玄武巖纖維的復合材料的制備方法，其特征在于，所述固化的過程如下：
10.如權利要求6～9任一制備方法得到的基于改性玄武巖纖維的復合材料。
...【技術特征摘要】
1.一種玄武巖纖維的改性方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權利要求1所述的一種玄武巖纖維的改性方法，其特征在于，所述步驟1中清洗烘干之前將打碎的短切玄武巖纖維分散于丙酮中，置于索氏提取器中，在80?℃水浴中加熱回流24?h。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種玄武巖纖維的改性方法，其特征在于，所述纖維素納米纖維為端氨基改性纖維素納米纖維。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種玄武巖纖維的改性方法，其特征在于，所述纖維素納米纖維的改性方法如下：
5.如權利要求1～4任一種改性方法得到的改性玄武巖纖維。
6.一種基于改性玄武巖纖維的復合材料的制備方法，...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：楊明君，張益銘，盧雨晴，易崇森，張燁銘，田李，康力山，
申請(專利權)人：西南石油大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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