CN110002780A - 一种改性钢纤维及其制备方法 - Google Patents

一种改性钢纤维及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110002780A
CN110002780A CN201910293481.2A CN201910293481A CN110002780A CN 110002780 A CN110002780 A CN 110002780A CN 201910293481 A CN201910293481 A CN 201910293481A CN 110002780 A CN110002780 A CN 110002780A
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel fibre
preparation
modified
trimethoxy silane
fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910293481.2A
Other languages
English (en)
Inventor
钟世云
付鲸铭
李丹
王婷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tongji University
Original Assignee
Tongji University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tongji University filed Critical Tongji University
Priority to CN201910293481.2A priority Critical patent/CN110002780A/zh
Publication of CN110002780A publication Critical patent/CN110002780A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/10—Coating or impregnating
    • C04B20/12—Multiple coating or impregnating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

本发明公开了一种改性钢纤维及其制备方法。改性钢纤维包括：钢纤维、镀于其上的铜镀层以及与铜镀层的表面通过共价键和物理吸附作用连接的高分子层，该高分子层由3‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)和3‑巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTS)缩合而成。制备方法包括：将MPS和MPTS在溶剂中混合均匀，将pH值调节至酸性，搅拌反应后加入预处理后的钢纤维，继续搅拌反应并处理后得到改性钢纤维。本发明的改性钢纤维既能够增强与水泥基体的粘结力，又具有优良的耐腐蚀性能。

Description

一种改性钢纤维及其制备方法
技术领域
本发明属于金属材料和建筑材料技术领域，涉及一种改性钢纤维及其制备方法。
背景技术
钢纤维可以较有效地阻止裂缝的扩展，因此，可以用钢纤维来增强混凝土构件，由此产生的裂缝更细密，使得腐蚀介质不易侵入到混凝土内部，故钢纤维混凝土的抗裂性能和抗腐蚀性能都优于普通钢筋混凝土。
当钢纤维混凝土受力后，其破坏形态是：大量的钢纤维在一定的长径比情况下从断裂面被拔出，但是却没有被拉断，此时钢纤维拔出应力远远低于其屈服强度，说明钢纤维增强混凝土的潜力远未充分发挥，这将大大影响钢纤维的增强效率。
另一方面，目前的研究对钢纤维混凝土腐蚀问题的关注和重视都远不够，多数工程仍以钢筋混凝土的腐蚀情况为参照，乐观地估计钢纤维混凝土的耐腐蚀性能。国内部分钢纤维混凝土(如高性能合成纤维混凝土，科学出版社:2003；粗合成纤维混凝土抗氯离子腐蚀性试验研究，全国纤维混凝土学术会议，2006；钢纤维混凝土腐蚀前后的弯曲韧性研究，山东科技大学学报(自然科学版)2007，26(5)，30-35)经不同条件腐蚀后力学性能变化情况如下表1所示：
表1不同类型的钢纤维腐蚀情况表
可见，混凝土中的钢纤维在比较严重的腐蚀条件下，腐蚀情况是非常严重的。
若要充分发挥钢纤维的潜力，一种观点是使钢纤维与基体的粘结性能与钢纤维的抗拉性能相匹配，当钢纤维混凝土破坏时，应使界面粘结力和纤维拉应力同时达到最大，同时增强对钢纤维腐蚀的防护，避免钢纤维在恶劣腐蚀环境下发生腐蚀，导致其与基体材料结合力减弱，使得水泥基材料中裂缝增多，又会进一步加速腐蚀这样的恶性循环。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种改性钢纤维及其制备方法，其既能够增强与水泥基体的粘结力，又具有优良的耐腐蚀性能。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种改性钢纤维，其包括：钢纤维、铜镀层和高分子层。
其中，铜镀层镀于钢纤维的表面。
高分子层与铜镀层的表面通过共价键(如单硫键)和物理吸附作用连接，由3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(3-methacryloxy-propyl-trimethoxy-silane，简写MPS)和3-巯基丙基三甲氧基硅烷(3-mercapto-propyl-trimethoxy-silane，简写MPTS)缩合而成。3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)和3-巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTS)的质量比为1:1。
所述铜镀层的厚度为0.001mm±10％，所述钢纤维的直径为0.2mm±5％，所述铜镀层的厚度与钢纤维的直径之比在(1:117)～(1:86)之间。
一种改性钢纤维的制备方法，其包括如下步骤：
(1)、对镀铜的钢纤维的表面进行预处理，得到预处理后的纤维；
(2)、将3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)和3-巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTS)在溶剂中混合均匀，将pH值调节至酸性条件，搅拌特定时间，得到改性液；
(3)、在改性液中加入预处理后的纤维，进行搅拌反应，后处理后，得到改性钢纤维。
其中，在步骤(1)中，预处理为：依次用蒸馏水和乙醇清洗镀铜的钢纤维数次，干燥后得到预处理后的纤维。
在步骤(2)中，溶剂为水和乙醇的混合溶液。优选地，混合溶液中乙醇与水的体积比为1:9。
在步骤(2)中，将pH值调节至4-5，优选为调节至4.8。
在步骤(2)中，3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)和3-巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTS)的质量比为1:1。
在步骤(3)中，搅拌反应的温度为50-60℃，搅拌反应的时间为10-12h。
在步骤(3)中，后处理包括：将搅拌反应得到的纤维冷却至室温，抽滤掉悬浮液，用乙醇多次清洗，干燥。
由于采用上述方案，本发明的有益效果是：
本发明提供一种对镀铜的钢纤维表面进行复合改性的方法，首先清洗镀铜钢纤维的表面，配制两种硅烷偶联剂共存的水解液，使镀铜钢纤维在水解液中反应适当时间，清洗并干燥，得到一种采用化学键合和物理吸附改性手段增强的耐腐蚀钢纤维，在提高钢纤维与水泥基体的粘结力的同时，能够大大提高钢纤维的耐腐蚀性能，特别适用于钢纤维混凝土的配制。
本发明所形成的高分子层为两种硅烷偶联剂缩合而成的高分子层，其与钢纤维表面镀铜层以化学键(Cu-S-Si)和物理吸附作用连接，使得改性层的粗糙表面和有机部分的羧基官能团均能提高镀铜的钢纤维与水泥基体的界面结合能力，同时实现了对镀铜的钢纤维表面腐蚀的防护，当置于钢纤维混凝土后，更充分地发挥钢纤维优异的力学性能。
附图说明
图1为本发明的改性钢纤维的结构示意图
图2为本发明的高分子层与水泥基料中的钙的一种结合示意图。图3为本发明的高分子层与水泥基料中的钙的另一种结合示意图。
图4为本发明的MPTS/MPS组和MPS组钢纤维的红外光谱图。
图5为本发明的硅烷偶联剂改性前镀铜钢纤维的表面形貌图。
图6为本发明的MPTS/MPS改性的镀铜钢纤维的表面形貌图。
图7为本发明的MPS改性的镀铜钢纤维的表面形貌图。
图8为图6的黑框部分放大的镀铜钢纤维表面形貌图。左下角为原图，图为原图黑框部分放大。
图9为图7的黑框部分放大的镀铜钢纤维表面形貌图。左下角为原图，图为原图黑框部分放大。
图10为3.5％NaCl模拟海水溶液中纤维随时间的腐蚀情况。(a)表示MPTS/MPS处理组；(b)表示MPS处理组；(c)表示未处理组。
图11为三组钢纤维腐蚀溶液紫外吸收光谱积分面积随腐蚀时间的变化情况。
图12为不同钢纤维从水泥基体中拔出时的荷载—位移曲线图。
具体实施方式
本发明提供了一种改性钢纤维及其制备方法。
[改性钢纤维]
本发明的改性钢纤维包括：钢纤维、铜镀层和高分子层。
其中，铜镀层镀于钢纤维的表面。铜镀层的厚度为0.001mm左右(变化范围±10％)，钢纤维的直径为0.2mm左右(变化范围±5％)，铜镀层的厚度与钢纤维的直径之比在(1:117)～(1:86)之间。
高分子层由3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)和3-巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTS)缩合而成，3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)和3-巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTS)的质量比为1:1。
高分子层与铜镀层的表面通过共价键和物理吸附作用连接。该共价键为单硫键(-S-)。具体而言，如图1所示，最下面的一层表示钢纤维，中间的一层表示铜镀层，最上面的一层表示高分子层。实际上，钢纤维的整个表面均镀了铜镀层，铜镀层的表面均连接有高分子层，为了简便起见，仅选取改性钢纤维的部分截面进行说明。
在高分子层与铜镀层的连接方面，铜镀层的Cu通过-S-键与高分子层的Si共价连接，形成Cu-S-Si键连接，这使得高分子层与钢纤维的连接效果远远强于仅通过物理吸附作用来改性的钢纤维。
在高分子层与水泥基混凝土的连接方面，因为高分子层中含有羧基(羧基在硅烷偶联剂MPS中，通过有机反应反应到纤维表面反应层中，体现在图1中的R基团中)，而水泥基混凝土中含有大量的钙离子，羧基与钙离子能够发生如图2和图3所示的不同形式的结合方式。图2中，R和两个O中间的表示钙原子，水泥基材料中的钙原子。化学键的键合作用能够提高高分子层与水泥基混凝土的结合能力，进而提高改性钢纤维与水泥基混凝土的结合能力，从而解决混凝土材料中易发生“裂缝-腐蚀-裂缝”的恶性循环，能够充分发挥钢纤维的增强效果。
总之，本发明对镀铜的钢纤维的改性是一种使用物理和化学反应复合改性的手段，有机的硅烷偶联剂反应层通过的化学键合和物理吸附的方式连接在镀铜钢纤维的表面，不仅提高了镀铜的钢纤维与水泥基体的界面结合能力，同时还实现了对镀铜的钢纤维表面腐蚀的防护。
[改性钢纤维的制备方法]
一种改性钢纤维的制备方法，其包括如下步骤：
(1)、对钢纤维的表面镀铜，得到镀铜的钢纤维；
(2)、对镀铜的钢纤维的表面进行预处理，得到预处理后的纤维；
(3)、在三口烧瓶中加入溶剂，然后在溶剂中同时加入3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)和3-巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTS)这两种硅烷偶联剂，采用醋酸等弱酸将pH值调节至＜7.0，在合适的温度下搅拌过夜，得到改性液；
(4)、在改性液中加入预处理后的纤维，在一定的温度下进行搅拌反应一段时间，进行后处理，得到改性钢纤维。
其中，在步骤(2)中，因为在制造和运输的过程中，钢纤维的表面可能存在杂质，所以需要进行预处理。预处理的方法为：先后用蒸馏水和乙醇清洗镀铜的钢纤维，放入真空烘箱中干燥，得到预处理后的纤维。清洗方法可以为：将镀铜的钢纤维先放入蒸馏水中超声，然后抽滤，再放入乙醇中超声，然后抽滤，如此，重复进行多次。
在步骤(3)中，3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)和3-巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTS)的质量比为1:1。
在步骤(3)中，溶剂为水和乙醇的混合溶液。进一步地，混合溶液中乙醇与水的体积比为1:9。
在步骤(3)中，合适的温度是30-40℃。
在步骤(3)中，该水解反应在酸性条件下反应效率高，优选将pH值调节至4-5，更优选将pH值调节至4.8。
在步骤(4)中，反应的温度为50-60℃，反应的时间为10-12h。
在步骤(4)中，后处理包括：将搅拌反应得到的纤维冷却至室温，抽滤掉悬浮液，用乙醇多次清洗，在真空烘箱中干燥。
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一
本实施例提供了一种改性钢纤维的制备方法，其包括如下步骤：
(1)、对钢纤维的表面镀铜，得到镀铜的钢纤维；
(2)、取10g镀铜的钢纤维，倒入装有50mL蒸馏水的烧杯中，超声10min后抽滤，将得到的钢纤维放入装有100mL乙醇的烧杯中，超声10min后抽滤，上述操作重复3次，最后放入真空烘箱中于40℃下干燥1h，得到预处理后的纤维；水洗掉水溶性杂质，乙醇洗掉油溶性杂质，同时带走前一步残留的水，避免残留的水加速纤维腐蚀。
(3)、在容量为250mL的三口烧瓶中加入90mL蒸馏水和10mL乙醇(作为溶剂)，然后在溶剂中同时加入7.5g3-巯基丙基三甲氧基硅烷(MPS)和7.5g3-巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTS)这两种硅烷偶联剂，采用醋酸将pH值调节至4.8左右，在40℃搅拌过夜，得到改性液；
(4)、在改性液中加入7.6g预处理后的纤维，先超声分散10min，再在50℃的油浴下进行搅拌反应12h(即边搅拌边反应12h)，将搅拌反应得到的纤维冷却至室温，抽滤掉悬浮液，用蒸馏水和乙醇先后分别清洗三次，以除去残余的硅烷偶联剂，在40℃的真空烘箱中分散干燥4h，得到改性钢纤维。
对比例一
本实施例提供了一种改性钢纤维的制备方法，该制备方法除了第(3)步中仅添加15g 3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)外，其余步骤均与实施例一相同。
实验一：改性钢纤维表面的FTIR表征实验
本实验使用FTIR-ATR技术(Thermo-Nicolet 6700)对钢纤维表面膜结构的化学成分进行分析。样品在4000cm-1至500cm-1之间连续扫描，分辨率为4cm-1，扫描次数为32次，在室温下进行。
图4中最上面的曲线是MPS改性钢纤维，最下面的曲线是MPS/MPTS改性钢纤维。有该图可知，两根曲线均在3500cm-1附近出现了较宽的OH伸缩振动吸收峰。两根曲线在2928cm-1处出现了对应亚甲基CH2不对称伸缩振动吸收峰。两根曲线在2870cm-1处出现了甲基CH3对称吸收峰。两根曲线在1712cm-1处出现的为羰基C＝O的伸缩振动吸收峰，在1637cm-1处出现了不饱和双键C＝C的伸缩振动峰。MPS组和MPTS/MPS组分别在1159cm-1和1241cm-1处出现了C-O的伸缩振动峰。MPS组和MPTS/MPS组分别在1304cm-1和1280cm-1处出现烯烃的变角振动吸收峰，它们为硅烷偶联剂MPS引入的基团。两根曲线分别在1547cm-1和1446cm-1处出现甲基CH3的不对称变形振动峰和亚甲基CH2面内变形振动峰。两根曲线在1068cm-1和1026cm-1处出现了吸收峰，它们为Si-O-Si的伸缩振动峰，表明硅烷之间发生了缩聚反应。两根曲线均在902cm-1处出现了Si-OH的振动峰，来自于硅烷偶联剂在溶液中的水解反应，且硅烷之间并没有完全发生缩聚。这些特征峰的出现表明着吸附在钢纤维的硅烷之间发生了缩聚反应，且羧基和双键均存在于钢纤维表面的固体层中。
MPTS/MPS曲线在2388cm-1处出现了虽然不大但很明显的峰，为Cu-S的伸缩振动吸收峰，而在未使用含硫醇基团(-SH)的硅烷偶联剂MPS的对照组改性纤维曲线(黑色，MPS组)中，未在2388cm-1附近发现明显的吸收峰，表明硅烷不仅通过物理方式吸附在纤维表面，还通过硫醇基团发生化学键合作用而结合在钢纤维表面。
实验二：SEM表面形貌分析实验
使用型号为HAITCHI S-3400N的扫描电子显微镜对改性后的两种钢纤维和未经改性的钢纤维进行表面形貌分析。分析结果如图5至图7所示。
图5至图7为不同实验组镀铜纤维的表面围观形貌。图5(a)为未经MPTS和/或MPS处理的钢纤维表面形貌，可见其表面光滑，没有明显的附着物，粗糙度低。图6(b)为使用MPTS和MPS处理过的钢纤维表面形貌，其表面附着较多硅烷反应物，增加了纤维表面的粗糙度。图7(c)为仅使用MPS处理的钢纤维表面形貌，其表面也附着着硅烷反应物，表面粗糙程度优于未经MPTS和/或MPS处理的钢纤维。
图5至图7的实验结果说明，一方面，使用硅烷偶联剂处理的两组钢纤维表面的粗糙程度较未经硅烷偶联剂处理的钢纤维均有了很大的提升，增加了纤维与水泥基体的接触面积和界面间摩擦力，且覆盖的反应物也能对钢纤维起到保护的作用，能够增加钢纤维的耐腐蚀性能。另一方面，在同样的分辨率下，MPTS/MPS改性组的钢纤维表面反应物明显多于MPS改性组钢纤维，在界面粘结力的提升和耐腐蚀保护作用方面会有性能的差异。
为了进一步观察不同偶联剂处理的钢纤维表面形貌差别，对两组钢纤维表面形貌提升分辨率进行了观察，如图8和图9所示。图8为图6中黑框选中部分的放大，图9为图7中黑框选中部分的放大，它们均为钢纤维表面和硅烷反应物层的过渡区域。如图8(a)所示，硅烷偶联剂反应层从镀铜钢纤维表面，由近到远连续地堆积起来，形成一层密实的改性层。如图9(b)中，可见到反应层与钢纤维表面间有间隙的存在，边缘处表面层甚至有很明显地脱离钢纤维的现象存在。说明用MPTS和MPS处理过的钢纤维表面形貌优于仅使用MPS处理的钢纤维表面形貌。
实验三：改性钢纤维的耐腐蚀性实验
采用Mapada UV-6300分光光度计测定浸泡了改性钢纤维的质量分数为5％的NaCl溶液的吸光光度值，来比较未改性钢纤维(未经硅烷偶联剂改性组)、实验组改性钢纤维(MPTS/MPS改性组)和对照组改性钢纤维(MPS改性组)在NaCl溶液中的腐蚀产物的量。以5％NaCl溶液作为标准溶液，采用1.0cm×1.0cm四面通光的石英比色皿。
如图10所示，从横向来看，随着腐蚀时间的变长，三组腐蚀溶液的颜色均有明显提升，即腐蚀程度均变大。从纵向来看，从腐蚀了相同时间来看，可以看到腐蚀溶液颜色变深的速度如下：MPTS/MPS改性组<MPS组<未经硅烷偶联剂改性组。
上述为耐腐蚀的定性描述，为了更准确的研究各组纤维耐腐蚀能力的强弱，对腐蚀溶液进行紫外-可见吸收光谱测试，以光谱可见光范围的积分(Integrate)为纵坐标，腐蚀时间(Time)为横坐标得到图11。纵坐标积分的大小表示着溶液吸光的大小，越大则表明溶液颜色越深，对应的钢纤维受腐蚀程度越大，即其耐腐蚀能力越弱。由图11所示曲线可看出，随着腐蚀时间的变长，变化程度与上述定性描述一致。钢纤维在模拟海水溶液中腐蚀144h后，MPTS/MPS组腐蚀溶液吸光度为未改性组(Not cured)的44.8％，而MPS组腐蚀溶液吸光度为未改性组的91.4％，可以得出各组钢纤维的耐腐蚀性性能强弱为：MPTS/MPS组>MPS组>未改性组。
结合SEM形貌分析和红外结构分析，MPTS/MPS组具有最强的耐腐蚀性能，可解释为该组中，发生的化学键合(Cu-S-Si)使得镀铜钢纤维与偶联剂反应层的结合最强，强于MPS改性组中反应层和钢纤维间发生的物理吸附作用。最强的结合力使得偶联反应层对钢纤维的保护作用为最强，最大限度地提升了钢纤维的耐腐蚀性能。
实验四：单纤维拔出试验
试件制作采用“8字模”，依照标准CECS13-89钢纤维混凝土试验方法进行单纤维拔出试验，钢纤维与水泥砂浆的黏结强度按下式计算：
fsf,b,u＝Fmax/(4usf·lsf,em)
fsf,b,i＝Fsf,s,i/(4usf·lsf,em)
式中fsf,b,u——钢纤维与水泥砂浆的极限粘结强度(MPa)；
fsf，b，i——钢纤维开始滑移时的粘结强度(MPa)；
Fmax——钢纤维拔出时的最大荷载(N)；
Fsf，s，i——钢纤维开始滑移时的荷载(N)；
usf——钢纤维横截面周长(mm)；
lsf,em——钢纤维埋入端长度(mm)。
从图12中可以看到，三组曲线均分为三个部分，荷载与位移呈线性变化阶段，纤维与基体主要通过内聚力作用粘结，当纤维开始滑动(即荷载达到Fsf,s,i)后，纤维与基体由摩擦力和内聚力的共同作用粘结，在纤维拔出后(即荷载达到Fmax)，纤维与基体之间的作用则主要为摩擦力。
力学性能如下表2所示，经硅烷偶联剂处理过的钢纤维的力学性能指标均优于未处理的钢纤维组。特别地，MPTS/MPS处理组与水泥基体滑移时载荷、拔出时最大载荷、滑移时的粘结强度和极限粘结强度均大于MPS组，表明了改组钢纤维与水泥基体具有最好的粘结能力。位移控制量为2.5mm时，未改性组钢纤维所做功为0.0067N·m；MPS组为0.0096N·m，相对于未改性组提升了43.3％；MPTS/MPS组钢纤维所做的功为0.0217N·m，相对于未改性组提升了223.9％，提升最为明显，与预期的化学键合和物理吸附的共同作用能最大限度提升钢纤维与水泥基体的粘结强度是符合的。
表2力学性能表
由于钢纤维对混凝土的增韧作用主要靠钢纤维在基体中的扰动或者拔出来消耗外界的冲击能量来达成，表明该种改性手段对于增强钢纤维与水泥基体粘结强度，进而增加混凝土韧性，同样的，该层化合物与钢纤维有着最大的粘结强度，其对于钢纤维的耐腐蚀性能也有最大提升效果。
熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种改性钢纤维，其特征在于：其包括：
钢纤维；
铜镀层，镀于所述钢纤维的表面；
高分子层，与所述铜镀层的表面通过共价键和物理吸附作用连接。
2.根据权利要求1所述的改性钢纤维，其特征在于：所述共价键为单硫键；和/或，
所述高分子层由3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和3-巯基丙基三甲氧基硅烷缩合而成。
3.根据权利要求2所述的改性钢纤维，其特征在于：所述3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和3-巯基丙基三甲氧基硅烷的质量比为1:1。
4.根据权利要求1所述的改性钢纤维，其特征在于：所述铜镀层的厚度为0.001mm±10％，所述钢纤维的直径为0.2mm±5％，所述铜镀层的厚度与钢纤维的直径之比在(1:117)～(1:86)之间。
5.一种改性钢纤维的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)、对镀铜的钢纤维的表面进行预处理，得到预处理后的纤维；
(2)、将3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和3-巯基丙基三甲氧基硅烷在溶剂中混合均匀，将pH值调节至酸性条件，搅拌特定时间，得到改性液；
(3)、在所述改性液中加入所述预处理后的纤维，进行搅拌反应，后处理后，得到改性钢纤维。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，预处理为：依次用蒸馏水和乙醇清洗所述镀铜的钢纤维数次，干燥后得到所述预处理后的纤维。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：在步骤(2)中，所述溶剂为水和乙醇的混合溶液。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：在步骤(2)中，所述混合溶液中乙醇与水的体积比为1:9。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：在步骤(2)中，将pH值调节至4-5。
10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：在步骤(2)中，将pH值调节至4.8。
11.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：在步骤(2)中，3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和3-巯基丙基三甲氧基硅烷的质量比为1:1。
12.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：在步骤(3)中，搅拌反应的温度为50-60℃，搅拌反应的时间为10-12h。
13.根据权利要求5所示的制备方法，其特征在于：在步骤(3)中，所述后处理包括：将搅拌反应得到的纤维冷却至室温，抽滤掉悬浮液，用乙醇多次清洗，干燥。
CN201910293481.2A 2019-04-12 2019-04-12 一种改性钢纤维及其制备方法 Pending CN110002780A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910293481.2A CN110002780A (zh) 2019-04-12 2019-04-12 一种改性钢纤维及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910293481.2A CN110002780A (zh) 2019-04-12 2019-04-12 一种改性钢纤维及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110002780A true CN110002780A (zh) 2019-07-12

Family

ID=67171381

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910293481.2A Pending CN110002780A (zh) 2019-04-12 2019-04-12 一种改性钢纤维及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110002780A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110963808A (zh) * 2019-12-05 2020-04-07 长兴兴鹰新型耐火建材有限公司 一种循环流化床锅炉用钢纤维增强耐磨抗热震浇注料
CN116693250A (zh) * 2023-04-23 2023-09-05 天元建设集团有限公司 一种钢纤维混凝土

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101638757A (zh) * 2009-08-20 2010-02-03 中国地质大学（武汉） 一种钢纤维表面防腐及改性处理的方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101638757A (zh) * 2009-08-20 2010-02-03 中国地质大学（武汉） 一种钢纤维表面防腐及改性处理的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110963808A (zh) * 2019-12-05 2020-04-07 长兴兴鹰新型耐火建材有限公司 一种循环流化床锅炉用钢纤维增强耐磨抗热震浇注料
CN116693250A (zh) * 2023-04-23 2023-09-05 天元建设集团有限公司 一种钢纤维混凝土

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110820349B (zh) 多巴胺-聚乙烯亚胺-纳米颗粒联合改性聚四氟乙烯-芳纶混纺织物的方法
US20200308421A1 (en) Durable hydrophilic-super-hydrophobic bipolar self-cleaning composite film, and preparation method therefor
CN110002780A (zh) 一种改性钢纤维及其制备方法
CN111607283B (zh) 改性埃洛石、基于改性埃洛石的复合涂层及其制备方法
CN105802142A (zh) 石墨烯改性纤维增强树脂基复合材料及其制作方法
CN106927707A (zh) 一种硅烷偶联剂改性钢纤维表面的处理方法
CN101100569A (zh) 一种防空泡腐蚀富锌涂料及其制备方法
CN1888139A (zh) 钢基陶瓷梯度材料涂层及其制备方法
CN108264280A (zh) 钢纤维混凝土
CN108035143A (zh) 一种同时提高碳纤维环氧复合材料界面强度和韧性的方法
Tanoglu et al. Use of silane coupling agents to enhance the performance of adhesively bonded alumina to resin hybrid composites
CN114713479A (zh) 一种通过激光固化提高液料喷涂EP+PDMS/SiO2超疏水涂层耐久性能的方法
CN104131459B (zh) 一种含CNTs的乙烯基酯类碳纤维上浆剂及其制备方法
CN201148705Y (zh) 一种抗裂体系
CN107216473A (zh) 基于多巴胺提高碳纤维增强复合材料表面涂装性能的方法
CN112831244A (zh) 一种彩涂漆及应用彩涂漆的彩涂板制备方法
CN107139303A (zh) 一种防火隔热松木实木门加工工艺
CN1693379A (zh) 一种柔性纤维抗裂腻子及其制备方法
CN112960927B (zh) 一种纳米材料吸附钢纤维及其制备方法和应用
CN1693403A (zh) 纳米粉末改性环氧胶粘剂的制备方法
WO2023116024A1 (zh) 悬浮隧道管段混凝土防腐蚀材料及防腐蚀方法
Chen et al. Mechanism of adhesion promotion between aluminium sheet and polypropylene with maleic anhydride‐grafted polypropylene by γ‐aminopropyltriethoxy silane
Oh et al. Electrical and mechanical properties of high-strength strain-hardening cementitious composites containing silvered polyethylene fibers
CN107880673A (zh) 一种抗指纹不锈钢复合板及其制备方法
CN107760184A (zh) 木构件涂料及生产方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190712