一种土木工程用纤维型材制造技术

本发明专利技术属于土木工程用型材领域，具体涉及一种土木工程用纤维型材,包括如下重量份的各物质：碳纤维50～100份、苯类化合物30～50份、多元醇40～60份、多元酸30～40份、乙醇40～50份、聚丙烯25～50份，苯类化合物为苯甲酸、苯乙酸、苯丁酸苯酚、对苯二酚、对羟基苯甲醛、间羟基苯甲醛、苯丁酸氮芥、苯丙酮、苯甲酸钠或苯甲酸钾。其改进现有技术中碳纤维，实现在现有技术编织工艺上实现提高纤维型材的综合性能。

Fiber section bar for civil engineering

The invention belongs to the field of civil engineering materials, in particular to a fiber section of civil engineering, including the weight of the material are as follows: carbon fiber from 50 to 100, benzene compounds 30 ~ 50, 40 ~ 60, polyol polyacid 30 - 40, 40 - 50, ethanol 25 to polypropylene 50, benzene compounds for benzoic acid, acetic acid, butyric acid, hydroquinone, phenol, benzene p-hydroxyphenylaldehyde, 3-hydroxybenzaldehyde, chlorambucil, benzene, acetone, sodium benzoate or potassium benzoate. The invention improves the carbon fiber in the prior art and realizes the improvement of the comprehensive performance of the fiber profiles in the prior art knitting process.

【技术实现步骤摘要】
一种土木工程用纤维型材
本专利技术属于土木工程用型材领域，具体涉及一种土木工程用纤维型材。
技术介绍
碳纤维(carbonfiber，简称CF)，是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维"外柔内刚"，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。其中，在土木工程中的应用是最为广泛的，主要用于在土木建筑、桥梁、隧道与混凝土的结构抗震、修复、加固、补强方面等。但其材质较脆，不具备良好的柔韧性。现有技术争对这个问题进行了改进，如中国专利CN104911784A公开了一种不锈钢纤维与碳纤维混编布，包括径向纤维束和纬向纤维束，所述的径向纤维束为不锈钢纤维，纬向纤维束为碳纤维，所述的不锈钢纤维和碳纤维依次交织成平纹组织单元。其主要通过不锈钢纤维和碳纤维交织制备而成。其虽然能一定程度上提高谈碳纤维的韧性，但其刚性更强，在编织成纤维布时，编织布结构不具备稳定性。也有如中国专利CN104911924A本专利技术公开了一种碳纤维补强布，由不锈钢纤维经纱和碳纤维纬纱编织成的混编布单元构成，相邻两个混编布单元之间由碳纤维纬纱连接在一起，每个所述的混编布单元的左右两侧具有防止不锈钢纤维经纱和碳纤维纬纱散开的绞边。又如中国专利CN101139177A公开了一种分布超细钢丝的纤维塑料筋及其制作方法。它在传统纤维塑料筋的成型过程中掺入一定比例的超细钢丝，并用基体材料将塑料纤维和超细钢丝粘结成一整体。超细钢丝与塑料纤维的体积比为1：4～1：3二者体积之和占纤维塑料筋总体积的50％～70％选用的塑料纤维可以为耐腐蚀的碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维等。选用的超细钢丝应具有良好的延展性和较高的弹性模量。塑料纤维和超细钢丝采用分层布置，最里层分布超细钢丝，外面包围单层或若干层塑料纤维，依此排序，循环布置。但上述这些技术方案均是采用钢丝纤维与碳纤维或塑料纤维共同编织而成的，在实际应用时需要改善现有技术中碳纤维的编织工艺。
技术实现思路
本专利技术提供一种土木工程用纤维型材，其改进现有技术中碳纤维，实现在现有技术编织工艺上实现提高纤维型材的综合性能。为实现上述技术目的，本专利技术采取的具体技术方案是，一种土木工程用纤维型材，包括如下重量份的各物质：其中，苯类化合物为苯甲酸、苯乙酸、苯丁酸苯酚、对苯二酚、对羟基苯甲醛、间羟基苯甲醛、苯丁酸氮芥、苯丙酮、苯甲酸钠或苯甲酸钾。作为本专利技术改进的技术方案，多元醇为乙二醇、甘油或1，3～丙二醇。作为本专利技术改进的技术方案，多元酸为戊二酸、丁二酸或己二酸。作为本专利技术改进的技术方案，还包括填料，填料的重量份为20～50份，填料的尺寸为0.01-2um。作为本专利技术改进的技术方案，填料为气相二氧化硅、玻璃粉、铝粉中的一种或任意质量比的多种。本专利技术的另一目的在于提供一种土木工程用纤维型材的制备方法，包括如下步骤，步骤一、混合多元醇与多元酸，搅拌均匀得到混合溶液A；步骤二、将混合溶液A采用乙醇稀释，得到混合溶液B；步骤三、将混合溶液B加热至80～140℃，在微波与红外激光的共同作用下将碳纤维分散于混合溶液B中，保持时间为1～10h，得到初步处理后的碳纤维悬浮溶液；步骤四、加热步骤三得到的碳纤维悬浮溶液，直至溶液温度达到150～180℃，向碳纤维悬浮液中依次加入填料与苯类化合物，并在微波与超声波的共同作用下分散均匀，保持3～5h；步骤五、向步骤四得到的溶液中加入聚丙烯，在搅拌的条件下将聚丙烯分散于碳纤维悬浮溶液中；步骤六、对步骤五得到的悬浮溶液进行收丝处理，得到碳纤维型材。作为本专利技术改进的技术方案，步骤二中，混合溶液B的加热温度为100～130℃。作为本专利技术改进的技术方案，步骤五具体包括：先将步骤四得到的溶液进行加热，直至温度升至170～200℃，然后加入聚丙烯。有益效果本专利技术主要是利用碳纤维所具有的一定孔隙率，通过加热、微波、红外激光促进分子热运动降低碳纤维层间的范德华力，使得碳纤维的孔隙率增大，然后通过向孔隙中填充有机物引入稳定的基团，如苯环，作用在于提高碳纤维尺寸的稳定性；同时也将填料部分填入碳纤维的孔隙中，部分填入有机物官能团之间的间隙中，实现提高碳纤维的刚性；又在高温下溶解聚丙烯，使得聚丙烯能部分穿插于碳纤维的孔隙中，部分包覆与碳纤维的表面，作用在于将聚丙烯的特性与碳纤维的特性结合为一体，提高碳纤维的综合性能。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。本文中，一种土木工程用纤维型材是采用如下方法制备的，包括如下步骤，步骤一、混合多元醇与多元酸，搅拌均匀得到混合溶液A；步骤二、将混合溶液A采用乙醇稀释，得到混合溶液B；步骤三、将混合溶液B加热至80～140℃，优选的加热温度为100-130℃，在微波与红外激光的共同作用下将碳纤维分散于混合溶液B中，保持时间为1～10h(优选为4-5h)，得到初步处理后的碳纤维悬浮溶液；步骤四、加热步骤三得到的碳纤维悬浮溶液，直至溶液温度达到150～180℃，向碳纤维悬浮液中依次加入填料与苯类化合物，并在微波与超声波的共同作用下分散均匀，保持3～5h；步骤五、先将步骤四得到的溶液进行加热，直至温度升至170～200℃(作用在于一是提高碳纤维中纤维层与纤维层间的相对热运动，扩大孔隙率；二是促进聚丙烯熔融与溶解)，然后加入聚丙烯在搅拌的条件下将聚丙烯分散于碳纤维悬浮溶液中；步骤六、对步骤五得到的悬浮溶液进行收丝处理，得到碳纤维型材。实施例1一种土木工程用纤维型材，包括如下重量份的各物质：这里苯甲酸可采用苯甲酸钠或苯甲酸钾代替。实施例2一种土木工程用纤维型材，包括如下重量份的各物质：实施例3一种土木工程用纤维型材，包括如下重量份的各物质：实施例4一种土木工程用纤维型材，包括如下重量份的各物质：填料的尺寸为2um。实施例5一种土木工程用纤维型材，包括如下重量份的各物质：对羟基苯甲醛可采用间羟基苯甲醛代替；填料的尺寸为0.01um。实施例6一种土木工程用纤维型材，包括如下重量份的各物质：填料的尺寸为1um。实施例7一种土木工程用纤维型材，包括如下重量份的各物质：填料的尺寸为0.8um。实施效果以上仅为本专利技术的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本专利技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种土木工程用纤维型材，其特征在于，包括如下重量份的各物质：

【技术特征摘要】
1.一种土木工程用纤维型材，其特征在于，包括如下重量份的各物质：苯类化合物为苯甲酸、苯乙酸、苯丁酸苯酚、对苯二酚、对羟基苯甲醛、间羟基苯甲醛、苯丁酸氮芥、苯丙酮、苯甲酸钠或苯甲酸钾。2.根据权利要求1所述的一种土木工程用纤维型材，其特征在于，多元醇为乙二醇、甘油或1，3～丙二醇。3.根据权利要求1所述的一种土木工程用纤维型材，其特征在于，多元酸为戊二酸、丁二酸或己二酸。4.根据权利要求1所述的一种土木工程用纤维型材，其特征在于，还包括填料，填料的重量份为20～50份，填料的尺寸为0.01-2um。5.根据权利要求1所述的一种土木工程用纤维型材，其特征在于，填料为气相二氧化硅、玻璃粉、铝粉中的一种或任意质量比的多种。6.一种如权利要求1所述的土木工程用纤维型材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，步骤一、混合多元醇与多元酸，搅拌均匀得到混合溶液A；步骤二、将混合溶液A...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢云丽，
申请(专利权)人：合肥球球科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34