玄武岩纤维的成膜剂材料的制作方法

本发明涉及一种成膜剂材料，具体为玄武岩纤维的成膜剂材料。

背景技术：

1、玄武岩是地壳(外10km-50km)中最普遍的岩石类型，海洋洋底大多数也由玄武岩构成。玄武岩在地球上分布十分广泛，几乎存在于世界上每一个国家。玄武岩多为黑色或黑褐色；质地致密，具有优异的耐磨性；比重大，体积密度为2.8-3.3g/cm 3。玄武岩最广泛的用途是用作公路、铁路、机场跑道的基石，此外，利用玄武岩本身的优异性能，将玄武岩经高温熔融等工序后制成玄武岩纤维与铸石。

2、玄武岩纤维是由天然玄武岩石料经过选料和破碎后，在1450℃～1500℃下熔融后通过拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维，具有高强度、高模量、耐高低温、重量轻、耐化学腐蚀性好、抗紫外线、吸湿性低、隔音隔热、耐环境性能优良等优势，与钢材相比，玄武岩纤维的密度约为钢材密度的1/4，十分轻质，在力学性能上玄武岩纤维也远比钢材好，钢的拉伸强度一般为300-600mpa，而玄武岩纤维的拉伸强度一般在2000-4840mpa，是钢的7倍左右。

3、但是，目前的玄武岩纤维材料同其它的一些高性能纤维类似的，具有表面化学惰性，玄武岩纤维材料与树脂之间的结合能力较差，无法很好的实现成膜操作，从而使得基于玄武岩纤维的复合材料无法充分的发挥出良好的力学性能，从而极大的限制了玄武岩纤维材料和玄武岩纤维符合材料的发展和使用。基于以上的原因，本发明提出玄武岩纤维的成膜剂材料。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了玄武岩纤维的成膜剂材料。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

3、玄武岩纤维的成膜剂材料，按重量分数计组成包括：15％-20％的乳化剂、15％-20％环氧树脂、55％-65％的水和2％-5％的氧化物；

4、所述对于玄武岩纤维的成膜剂材料的制备，包括以下的步骤：

5、s1：将乳化剂和环氧树脂按照一定的比例混合到一起，并通过搅拌装置对混合后的液体进行充分搅拌操作；

6、s2：向混合完成后的混合液之中加入水，并对混合液进行搅拌，使得混合液形成稳定的水溶性环氧乳液；

7、s3：降低速度继续对水溶性环氧乳液进行搅拌操作，使得温度降到室温；

8、s4：取一定量的环氧乳液并加水稀释，搅拌均匀后备用；

9、s5：取一定质量的氧化硅、氧化铈或氧化锆，用水作为分散介质，在搅拌设备作用下使其分散为纳米氧化物粒子的水悬浊液；

10、s6：将纳米氧化物粒子的水悬浊液和稀释后的环氧乳液混合，形成玄武岩纤维的成膜剂。

11、作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤1中的乳化剂选择f68型乳化剂，在混合时加热温度为70摄氏度，搅拌装置的搅拌速度为500转每分钟。

12、作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤2中的加水操作，分为以下三个步骤进行：

13、s21：首先，向混合液中匀速且缓慢的加水，形成环氧树脂包裹水颗粒的乳液状态；

14、s22：然后，提高加水速度，使得水分子将环氧树脂分子包裹住；

15、s23：最后，再次提高加水速度并同时对混合液进行高速的搅拌操作，形成稳定的水溶型环氧乳液。

16、作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤3中在搅拌的过程中若出现大量的泡沫，需要向其中加入一定量的消泡剂进行泡沫的消除操作。

17、作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤5中氧化硅、氧化铈和氧化锆的粒子直径分别为220纳米、320纳米和560纳米，且通过超声波和搅拌设备结合的方式进行分散操作，分散操作的时间为1-2个小时。

18、作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤6中对于混合后的纳米氧化物粒子的水悬浊液和稀释后的环氧乳液需在搅拌设备的作用下持续搅拌1-2个小时，使得混合均匀。

19、本发明实施例提供了玄武岩纤维的成膜剂材料，具备以下有益效果：

20、本发明通过向乳化剂和环氧树脂混合液之中加注一定量的氧化硅、氧化铈或氧化锆，可以实现对成膜剂进行改性且不对成膜剂离子分散性能造成较大的改变，且通过加注氧化硅、氧化铈或氧化锆改性后的成膜剂可以有效的改善玄武岩纤维的表面性能，增大了玄武岩纤维与树脂之间的结合能力，从而使得玄武岩纤维与成膜剂复合后的材料力学性能得到提升，使用效果好。

技术特征：

1.玄武岩纤维的成膜剂材料，其特征在于，按重量分数计组成包括：15％-20％的乳化剂、15％-20％环氧树脂、55％-65％的水和2％-5％的氧化物；

2.根据权利要求1所述的玄武岩纤维的成膜剂材料，其特征在于，所述步骤1中的乳化剂选择f68型乳化剂，在混合时加热温度为70摄氏度，搅拌装置的搅拌速度为500转每分钟。

3.根据权利要求1所述的玄武岩纤维的成膜剂材料，其特征在于，所述步骤2中的加水操作，分为以下三个步骤进行：

4.根据权利要求1所述的玄武岩纤维的成膜剂材料，其特征在于，所述步骤3中在搅拌的过程中若出现大量的泡沫，需要向其中加入一定量的消泡剂进行泡沫的消除操作。

5.根据权利要求1所述的玄武岩纤维的成膜剂材料，其特征在于，所述步骤5中氧化硅、氧化铈和氧化锆的粒子直径分别为220纳米、320纳米和560纳米，且通过超声波和搅拌设备结合的方式进行分散操作，分散操作的时间为1-2个小时。

6.根据权利要求1所述的玄武岩纤维的成膜剂材料，其特征在于，所述步骤6中对于混合后的纳米氧化物粒子的水悬浊液和稀释后的环氧乳液需在搅拌设备的作用下持续搅拌1-2个小时，使得混合均匀。

技术总结
本发明涉及玄武岩纤维的成膜剂技术领域，具体涉及玄武岩纤维的成膜剂材料，本发明通过向乳化剂和环氧树脂混合液之中加注一定量的氧化硅、氧化铈或氧化锆，可以实现对成膜剂进行改性且不对成膜剂离子分散性能造成较大的改变，且通过加注氧化硅、氧化铈或氧化锆改性后的成膜剂可以有效的改善玄武岩纤维的表面性能，增大了玄武岩纤维与树脂之间的结合能力，从而使得玄武岩纤维与成膜剂复合后的材料力学性能得到提升，使用效果好。本发明的成膜剂可以有效的提高玄武岩纤维的表面强度和力学性能，有效的提高玄武岩纤维的使用范围。

技术研发人员：张孝英
受保护的技术使用者：广东长亨石业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25