一种增强玄武岩纤维复合材料界面结合与耐蚀性的方法技术

本发明专利技术提供了一种增强玄武岩纤维复合材料界面结合与耐蚀性的方法，属于纤维表面改性化学方法领域。该方法通过以下步骤实现：首先，利用有机溶剂高温回流处理玄武岩纤维，制得脱浆玄武岩纤维；然后，将脱浆玄武岩纤维浸入多巴胺溶液中自聚合，制得聚多巴胺涂层的玄武岩纤维；将聚多巴胺涂层的玄武岩纤维依次浸入锌盐溶液和2‑甲基咪唑溶液，制得ZIF‑8修饰的玄武岩纤维；最后，将ZIF‑8修饰的玄武岩纤维与树脂通过静电涂敷混合后采用分段热压法成型，得到玄武岩纤维复合材料；通过该方法，玄武岩纤维表面引入由多巴胺自聚合层与ZIF‑8协同作用组成的复合结构，大幅增强了纤维与树脂的界面结合力及复合材料的耐腐蚀性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纤维表面改性化学领域，尤其涉及一种增强玄武岩纤维复合材料界面结合与耐蚀性的方法。

技术介绍

1、玄武岩纤维(bf)作为一种新型的高性能纤维，因其优异的力学性能、耐高温性、耐酸碱性和良好的抗腐蚀性能，在很多工程领域逐渐替代了玻璃纤维和碳纤维，成为未来复合材料的重要选择。然而，玄武岩纤维在与树脂基体结合时，由于其表面能较低、亲水性差，导致其与树脂基体的界面结合强度较低，从而影响了复合材料的整体力学性能和耐久性。因此，如何通过表面改性提高玄武岩纤维与树脂基体的界面结合力以及耐腐蚀性能，成为了当前研究的一个重要方向。

2、玄武岩纤维表面光滑且呈现出化学惰性，导致其与基体材料之间的结合较差，不利于基体中的应力传递到纤维，从而限制了玄武岩纤维有效的增强。目前，常用的纤维表面改性方法包括物理法(如等离子处理、喷涂法)和化学法(如表面溶剂处理、化学浸渍法等)。这些方法虽然能够一定程度上提高纤维的表面性能，但仍然存在一些局限性，例如处理过程复杂、效果不稳定或对环境的适应性差。因此，开发一种高效、简便、环保且能够显著提高玄武岩纤维复合材料界面结合与耐本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种增强玄武岩纤维复合材料界面结合与耐蚀性的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种增强玄武岩纤维复合材料界面结合与耐蚀性的方法，其特征在于，所述步骤S1中有机溶剂为丙酮和醋酸乙酯，体积比为3：1；脱浆玄武岩纤维与多巴胺溶液质量比为1：50，反应温度为40°C，搅拌速度为500rpm，反应时间为8小时，聚多巴胺覆盖率达到80%以上。

3.根据权利要求1所述的一种增强玄武岩纤维复合材料界面结合与耐蚀性的方法，其特征在于，所述步骤S2中的锌盐溶液溶质是六水硝酸锌，溶剂是甲醇，浓度为0.15-0.3mol/L，搅拌速度为300rpm，搅拌时间为...

【技术特征摘要】

1.一种增强玄武岩纤维复合材料界面结合与耐蚀性的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种增强玄武岩纤维复合材料界面结合与耐蚀性的方法，其特征在于，所述步骤s1中有机溶剂为丙酮和醋酸乙酯，体积比为3：1；脱浆玄武岩纤维与多巴胺溶液质量比为1：50，反应温度为40°c，搅拌速度为500rpm，反应时间为8小时，聚多巴胺覆盖率达到80%以上。

3.根据权利要求1所述的一种增强玄武岩纤维复合材料界面结合与耐蚀性的方法，其特征在于，所述步骤s2中的锌盐溶液溶质是六水硝酸锌，溶剂是甲醇，浓度为0.15-0.3mol/l，搅拌速度为300rpm，搅拌时间为1小时，搅拌温度为40°c，浸泡反应时间为6-9小时，浸泡反应温度为5°c-10°c，晶须长度为100-300nm，直径20-50nm，且晶须表面粗糙度ra为50-80nm。

4.根据权利要求1所述的一种增强玄武岩纤维复合材料界面结合与耐蚀性的方法，其特征在于，所述步骤s3中2-甲基咪唑溶液的溶质是2-甲基咪唑，溶剂是甲醇溶液，浓度为0.2-0.4mol/l，搅拌速度为300rpm，搅拌时间为1小时，浸泡反应时间为6-9小时，反应温度为50°c。

5.根据权利要求1所述的一种增强玄武岩纤维复合材料界面结合与耐蚀性的方法，其特征在于，所述步骤s3中，所述zif-8的晶体粒径为50-200nm；锌离子(zn²⁺)与2-甲基咪唑的摩尔比为1：1.5-1：2.5；所述zif-8修饰层厚度为2-5μm，zif-8修饰的玄武岩纤维表面粗糙度为0.3-0.5μm，ph值为5.5-6.0，zif-8覆盖率达到90%。

6.根据权利要求1所述的一种增强玄武岩纤维复合材料界面结合与耐蚀性的方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：向东，周应权，武元鹏，马竟雄，王平，周利华，李辉，赵春霞，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：