一种连续玄武岩纤维骨架材料的表面处理方法_2

文档序号:8958277阅读:来源:国知局
)骨架材料经 偶联剂预处理之后,其表面状态发生变化,为进一步浸渍处理提供了绝佳的基础,二者的共 同作用将连续玄武岩纤维(Continuous Basalt Fiber, CBF)骨架材料与RFL层结合在一 起;RFL浸渍液中的胶乳成分可以与橡胶分子链在硫化过程中发生共交联,将RFL浸渍液 与橡胶基体分子链结合在一起。通过偶联剂预处理再进行RFL浸渍处理,连续玄武岩纤维 (ContinuousBasaltFiber,CBF)骨架材料表面发生多种物理、化学变化,包括增加其表 面粗糙度、在其表面引入活性基团、改善CBF的集束性、改善界面应力分布等。
[0021] 本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:成本低、工艺简单、处理效果 好、可以直接利用现有的尼龙、聚酯等骨架材料的浸渍处理设备。经过本发明所述方法处理 之后CBF骨架材料自身的力学性能得到了大大提高,同时CBF骨架材料与橡胶基体之间的 粘合性能得到了显著改善,可以为CBF骨架材料在橡胶工业的应用奠定良好的基础,为橡 胶制品用的骨架材料提供更多的选择,并有望应用于高性能橡胶基体复合材料领域。
[0022]
【具体实施方式】
[0023] 针对CBF骨架材料与橡胶基体间界面粘合性能较差的问题,本发明提供一种CBF 骨架材料的表面处理方法。 实施例1、直接对连续玄武岩纤维(ContinuousBasaltFiber,CBF)帘线进行RFL浸 渍处理 步骤一 RF溶液的制备: 将4.40 g间苯二酚放入500 ml三口瓶中,在机械搅拌下加入78. 30 ml水,配制成间 苯二酚溶液,用水浴将三口瓶中反应物的温度控制在25 °C,待间苯二酚完全溶解之后加入 一定量的质量分数为10%的NaOH溶液,调整pH为7. 5,然后缓慢地加入3. 24 g质量分数为 37%的甲醛溶液(间苯二酚与甲醛摩尔比为I : 1 ),持续搅拌,反应6 h,得到RF溶液。
[0024] 步骤二RFL浸渍液的制备: 将步骤一反应制得的RF溶液缓慢加入到83. 98g丁吡胶乳(胶乳干质量为40%,RF干 质量与胶乳干质量比为1 :6)中,该胶乳用20. 32 ml水(胶乳质量的24. 2%)稀释,搅拌10 min后加入一定量的氨水,调整pH为9. 5,然后继续搅拌,反应30 min,得到RFL浸渍液,该 浸渍液熟化44 h后备用。
[0025] 步骤三:将连续玄武岩纤维(Continuous Basalt Fiber, CBF)帘线(200T3)在步 骤二得到的熟化后的RFL浸渍液中浸渍6 s。
[0026] 步骤四:将浸渍后的帘线置于170 °C下热烘干固化2 min,取出后于避光、密封条 件下保存。
[0027] 实施例2、直接对连续玄武岩纤维(ContinuousBasaltFiber,CBF)帘线进行RFL 浸渍处理 步骤一 RF溶液的制备: 将2.20 g间苯二酚放入500 ml三口瓶中,在机械搅拌下加入61. 88 ml水,配制成间 苯二酚溶液,用水浴将三口瓶中反应物的温度控制在10 °C,待间苯二酚完全溶解之后加入 一定量的质量分数为10%的NaOH溶液,调整pH为9,然后缓慢地加入5. 68 g质量分数为 37%的甲醛溶液(间苯二酚与甲醛摩尔比为I :3. 5),持续搅拌,反应4 h,得到RF溶液。
[0028] 步骤二RFL浸渍液的制备: 将步骤一反应制得的RF溶液缓慢加入到96. 79g丁吡胶乳(胶乳干质量为40%,RF干 质量与胶乳干质量比为1 :9)中,搅拌10 min后加入一定量的氨水,调整pH为8,然后继续 搅拌,反应50 min,得到RFL浸渍液,该浸渍液熟化15 h后备用。
[0029] 步骤三:将CBF帘线(200T3)在步骤二得到的熟化后的RFL浸渍液中浸渍3 s。
[0030] 步骤四:将浸渍后的帘线置于150 °C下热烘干固化5 min,取出后于避光、密封条 件下保存。
[0031] 实施例3、直接对连续玄武岩纤维(Continuous Basalt Fiber, CBF)帘线进行RFL 浸渍处理 步骤一 RF溶液的制备: 将3. 16 g间苯二酚放入500 ml三口瓶中,在机械搅拌下加入56. 28 ml水,配制成间 苯二酚溶液,用水浴将三口瓶中反应物的温度控制在30 °C,待间苯二酚完全溶解之后加入 一定量的质量分数为10%的NaOH溶液,调整pH为8. 5,然后缓慢地加入1. 86 g质量分数为 37%的甲醛溶液(间苯二酚与甲醛摩尔比为1 :0. 8),持续搅拌,反应8 h,得到RF溶液。
[0032] 步骤二RFL浸渍液的制备: 将步骤一反应制得的RF溶液缓慢加入到48. 10 g 丁苯胶乳(胶乳干质量为40%,RF干 质量与胶乳干质量比为1 :5)中,该胶乳用21. 65 ml水(胶乳质量的45%)稀释,搅拌10 min 后加入一定量的氨水,调整pH为10,然后继续搅拌,反应40 min,得到RFL浸渍液,该浸渍 液熟化48 h后备用。
[0033] 步骤三:将CBF帘线(200T3)在步骤二得到的熟化后的RFL浸渍液中浸渍4 s。
[0034] 步骤四:将浸渍后的帘线置于180 °C下热烘干固化3 min,取出后于避光、密封条 件下保存。
[0035] 实施例4、直接对连续玄武岩纤维(Continuous Basalt Fiber, CBF)帘线进行RFL 浸渍处理 步骤一 RF溶液的制备: 将2.08 g间苯二酚放入500 ml三口瓶中,在机械搅拌下加入58. 45 ml水,配制成间 苯二酚溶液,用水浴将三口瓶中反应物的温度控制在15 °C,待间苯二酚完全溶解之后加入 一定量的质量分数为10%的NaOH溶液,调整pH为8,然后缓慢地加入4. 60 g质量分数为 37%的甲醛溶液(间苯二酚与甲醛摩尔比为1 :3),持续搅拌,反应7 h,得到RF溶液。
[0036] 步骤二RFL浸渍液的制备: 将步骤一反应制得的RF溶液缓慢加入到66. 19 g 丁吡胶乳(胶乳干质量为40%,RF干 质量与胶乳干质量比为1 :7)中,该胶乳用19. 13 ml水(胶乳质量的28. 9%)稀释,搅拌10 min后加入一定量的氨水,调整pH为9,然后继续搅拌,反应25 min,得到RFL浸渍液,该浸 渍液熟化16 h后备用。
[0037] 步骤三:将CBF帘线(200T3)在步骤二得到的熟化后的RFL浸渍液中浸渍8 s; 步骤四:将浸渍后的帘线置于160 °C下热烘干固化4 min,取出后于避光、密封条件下 保存。
[0038] 实施例5、直接对连续玄武岩纤维(Continuous Basalt Fiber, CBF)帘线进行RFL 浸渍处理 步骤一 RF溶液的制备: 将3. 30 g间苯二酚放入500 ml三口瓶中,在机械搅拌下加入58. 73 ml水,配制成间 苯二酚溶液,用水浴将三口瓶中反应物的温度控制在30 °C,待间苯二酚完全溶解之后加入 一定量的质量分数为10%的NaOH溶液,调整pH为9,然后缓慢地加入1. 95 g质量分数为 37%的甲醛溶液(间苯二酚与甲醛摩尔比为I :0. 8),持续搅拌,反应5 h,得到RF溶液。
[0039] 步骤二RFL浸渍液的制备: 将步骤一反应制得的RF溶液缓慢加入到64. 31 g 丁吡胶乳和16. 08 g 丁苯胶乳的混 合物(胶乳干质量为40%,RF干质量与胶乳干质量比为1 :8)中,该胶乳用31. 40 ml水(胶乳 质量的39. 1%)稀释,搅拌10 min后加入一定量的氨水,调整pH为10. 5,然后继续搅拌,反 应15 min,得到RFL浸渍液,该浸渍液熟化72 h后备用。
[0040] 步骤三:将CBF帘线(200T3)在步骤二得到的熟化72 h后的RFL浸渍液中浸渍15 So
[0041] 步骤四:将浸渍后的帘线置于190 °C下热烘干固化I min,取出后于避光、密封条 件下保存。
[0042] 实施例6、先对连续玄武岩纤维(Continuous Basalt Fiber, CBF)帘线进行偶联 剂预处理,再对其进行RFL浸渍处理 连续玄武岩纤维(Continuous Basalt Fiber, CBF)骨架材料的预处理: 第一步将偶联剂溶于溶剂乙醇的水溶液中水解得到偶联剂溶液; 首先称取质量比为1:1的乙醇和去离子水各99. 25 g混合后,加入I. 5 g的KH550,水 解; 第二步偶联剂水解5 min后,将CBF帘线(200T3)放入偶联剂溶液中于室温下反应30 min后,取出自然瞭干; 第三步置于烘箱中于120 °C下继续反应60 min,自然降温至25 °C后取出,置于密封 条件下保存。
[0043] 经过预处理的CBF骨架材料的表面处理: 第一步将经过偶联剂预处理后的CBF帘线在实施例1合成的熟化44 h后的RFL浸渍 液中浸渍6 s ; 第二步将经RFL浸渍处理后的CBF帘线置于170 °C下热烘干固化2 min,取出后于避 光、密封条件下保存。
[0044] 实施例7、先对连续玄武岩纤维(Continuous Basalt Fiber, CBF)帘线进行偶联 剂预处理,再对其进行RFL浸渍处理 连续玄武岩纤维(Continuous Basalt Fiber, CBF)骨架材料的预处理: 第一步将偶联剂溶于溶剂乙醇的水溶液中水解得到偶联剂溶液; 首先分别称取质量比为1:3的去离子水48. 75 g、乙醇146. 25 g混合后,加入5.00 g 的KH550,水解; 第二步偶联剂水解3 min后,将CBF帘线(200T3)放入偶联剂溶液中于室温下反应20 min后,取出自然瞭干; 第三步将第二步中晾干后的C
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