CN110482869A - 一种耐侵蚀高模量玻璃纤维材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐侵蚀高模量玻璃纤维材料及其制备方法，属于无机非金属材料技术领域。在本发明技术方案中，通过改性纤维的添加阻止了裂纹的继续扩展，在此基础上，在玻璃在以离子交换为主的酸液腐蚀问题中，由于腐蚀界面会产生一定的拉应力并促使裂纹的产生，裂纹所产生的新表面使腐蚀逐渐深入到表面内层，降低了材料的抗腐蚀能力，称为应力腐蚀，所以本发明制备的纤维材料可以有效抑制或减小腐蚀裂纹这样，从本质上改善制备的玻璃材料中的致密结构，使其具有优异的密实性能，材料内部无法有效渗透腐蚀性物质，从而在提高材料性能的同时，改善材料的耐蚀性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐侵蚀高模量玻璃纤维材料及其制备方法，属于无机非金属材料技术领域。
背景技术
玻璃纤维是一种具有独特功能的无机非金属材料，具备绝缘性好、耐热性强、吸湿性小、伸长小以及不燃等特点，同时具有优异的力学性能、介电性能和化学稳定性。因此，玻璃纤维可用于复合材料增强、电绝缘、绝热保温和吸声等方面，在建筑、交通、环保、电子通讯、医疗器械、体育器材、航空、航天以及兵器工业等领域广泛应用。高强度高模量玻璃纤维的弹性模量一般大于80GPa，而拉伸强度超过了4000MPa，与无碱玻璃纤维相比而言，高强度高模量玻璃纤维的抗冲击性能和耐疲劳性能分别高出2倍和10倍，并且软化点提高了100℃以上。另外，高强度高模量玻璃纤维在成形加工、化学稳定性和耐热性等方面也具有显著的优势。因此，高强度高模量玻璃纤维在航空航天、舰船与鱼雷等武器、风机叶片、建筑与交通、电子通讯以及体育和医疗器械等领域的应用十分广泛。
凭借自身良好的抗冲击性能、较大的断裂伸长量以及优异的力学性能等优点，高强度高模量玻璃纤维成为了一种用于吸收能量的材料，在武器装备方面广泛应用于舰艇、鱼雷、火箭、防弹服及防弹装甲等。在风力发电中，单台风力机组的发电量与风力叶片的长度的平方成正比。因此，提高单台风力涡轮机容量需要增加风力叶片的长度，提高发电效率从而降低风力发电的成本。而风力叶片长度增加意味着在强风时叶片变形、弯曲以及折断或者与其它装置相碰的概率增大，这就需要风力叶片具有更高的强度和模量以及更好的抗冲击性能。高强度高模量玻璃纤维可以满足这些需求，所以其在风力发电中的应用更加广泛。 在建筑领域，高强度高模量玻璃纤维凭借其优异的力学性能、化学稳定性以及绝缘等性能，在地铁、煤路等紧急逃生通道以及海水、淡水腐蚀性介质环境中均有广泛的应用。在交通领域，高强度高模量玻璃纤维对于车辆的轻型化具有促进作用，同时，玻璃纤维的耐高温性能使其在消音器及汽车的发动机壳等方面均有应用。此外，高强度高模量玻璃纤维作为增强材料在滑雪板、帆船、球拍、自行车等体育设施与器材方面均有应用。高强度高模量玻璃纤维良好的化学稳定性和耐高温性使其在工业窑炉脱硫、除尘等以及作为用于除去汽车尾气中氮氧化物的催化剂载体材料等环保方面也有应用。
在实际使用过程中，高模量玻璃纤维除了要满足产品机械性能要求，其使用寿命和安全性能也很重要。由于现代工业环境下不可避免的酸雨影响，除了机械劳损外，高模量玻璃纤维的耐腐蚀性也是影响其使用寿命的重要因素。所以为增强材料的玻璃纤维的耐蚀性对高模量玻璃纤维的耐腐蚀性有很大影响，所以制备一种具有优异耐侵蚀性能的高模量玻璃纤维材料很有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐侵蚀高模量玻璃纤维材料及其制备方法，以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种耐侵蚀高模量玻璃纤维材料及其制备方法，该耐侵蚀高模量玻璃纤维材料包括花岗岩粉末、铝溶胶硅烷偶联剂和改性纤维，所述的花岗岩粉末、铝溶胶硅烷偶联剂和改性纤维之间的重量份为：按重量份数计，花岗岩粉末为45～50份、铝溶胶为1～2份、硅烷偶联剂为1～2份和改性纤维为6～8份。
所述的改性纤维为石棉纤维经煅烧改性后包覆环氧树脂制备而成；通过材料的包覆改性，进一步提高填充材料的韧性强度，同时针状纤维能延长裂纹扩展路径，以此来吸收断裂能量，提高材料耐腐蚀性能。
所述的包覆环氧树脂中分散有改性分散颗粒；通过在石棉纤维表面包覆后形成具有凹凸不平结构的表面，再将其添加至材料内部，由于纤维之间的有效缠结和填充，通过凹凸不平的结构形成有效的摩擦力和缠结力，一步改善材料的致密结构和添加性能，从而改善材料的耐蚀性能。
所述的花岗岩粉末粒径为500～1000目；通过较小粒径的花岗岩粉末，使得在花岗岩粉体中石英相与添加的铝溶胶热分解的高活性氧化铝发生固相反应中反应更加彻底，这样的固相反应可以固溶低熔点的钠、钙氧化物，生成钙长石相，显著提高钙长石含量，这样含量的提高，有效改善玻璃材料内部韧性强度的提升。
一种耐侵蚀高模量玻璃纤维材料及其制备方法，该耐侵蚀高模量玻璃纤维材料具体制备步骤为：
（1）改性分散颗粒的制备；
（2）改性纤维的制备；
（3）玻璃液制备；
（4）拉丝牵引制备玻璃纤维。
一种耐侵蚀高模量玻璃纤维材料及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：
（1）改性分散颗粒的制备：分别称取原料硅溶胶、铝酸钠和去离子水置于搅拌机中，搅拌混合并置于室温下静置陈化，收集陈化液并将其置于不锈钢反应釜中，升温加热并晶化处理，收集混合液并抽滤，收集得滤饼并洗涤液、干燥，得烘干改性颗粒并置于研钵中，研磨分散并收集分散颗粒，得改性分散颗粒；
（2）改性纤维的制备：取蛇纹石石棉纤维并将其置于坩埚中，保温煅烧后，程序升温并保温煅烧，静置冷却至室温，得煅烧改性石棉纤维，将改性分散颗粒添加至环氧树脂中，搅拌混后并超声分散，收集分散浆液并按质量比1:15，将固化剂添加至分散浆液中，搅拌混合得改性混合液，将改性混合液喷涂至煅烧改性石棉纤维表面，待喷涂处理完成后，静置固化，得改性纤维；包覆改性纤维，提高纤维材料使用中韧性不足的缺陷；
（3）玻璃液制备：分别称量花岗岩粉末、铝溶胶、硅烷偶联剂和改性纤维置于球磨罐中，球磨处理，收集球磨浆料并置于干燥箱中，干燥至恒重，过筛得过筛浆料，将过筛浆料与聚乙烯醇溶液搅拌混合并研磨造粒，过筛并置于模具中，压制成型，收集压制坯料，将压制成型的坯料置于马弗炉中，保温处理，随后快速升温保温烧结，收集得玻璃液；通过压制成型，控制玻璃液中物质成型结合致密，提高材料的致密形态，阻止拉应力的产生和扩散。
（4）拉丝牵引制备玻璃纤维：将制备的玻璃液水淬处理，收集水淬玻璃颗粒并置于坩埚中，二次熔融并保温，收集二次熔融玻璃液后，将二次熔融玻璃液置于铂金漏嘴中，收集流出的玻璃丝并引至拉丝机中，拉丝牵引即可制备得所述的耐侵蚀高模量玻璃纤维材料。
所述的改性分散颗粒的制备步骤为：按重量分数据计，分别称量45～50份固含量10～15％硅溶胶、10～15份质量分数铝酸钠和45～50份去离子水置于搅拌机中，搅拌混合并置于室温下静置陈化，收集陈化液并将其置于不锈钢反应釜中，升温加热并置于95～105℃下晶化处理，收集混合液并抽滤，收集得滤饼并用去离子水冲洗至洗涤液呈中性，真空烘箱中干燥，得烘干改性颗粒并置于研钵中，研磨分散并收集分散颗粒，得改性分散颗粒。
所述的改性纤维的制备步骤为：取蛇纹石石棉纤维并将其置于坩埚中，将坩埚置于100～110℃下保温煅烧3～5min后，再按5℃/min升温至550～600℃，保温煅烧并保温，静置冷却至室温，得煅烧改性石棉纤维，按质量比1:15，将改性分散颗粒添加至环氧树脂中，搅拌混后并超声分散，收集分散浆液并按质量比1:15，将固化剂添加至分散浆液中，搅拌混合得改性混合液，将改性混合液喷涂至煅烧改性石棉纤维表面，待喷涂完成后，静置固化，得改性纤维。
所述的喷涂处理中，喷涂厚度为0.5～0.8μm；通过喷涂均匀合适的涂层，使其添加使用时，具有优异的包覆增韧强度，同时也可以有效降低包覆层厚度过高，界面结合强度不佳的问题。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）在本发明技术方案中，纤维与玻璃的界面存在应力场，使得在微晶玻璃中传播的裂纹改性石棉纤维时发生偏转，由于本发明技术方案采用的石棉纤维为针状结构，针状纤维能延长裂纹扩展路径，以此来吸收断裂能量，通过在裂纹尖端处存在一个晶粒与玻璃的界面开裂区域，使晶粒把裂纹桥接起来，且裂纹需延伸，必须施加更大能量绕过晶粒或使晶粒破坏穿过晶粒，晶粒使得裂纹沿晶粒界面偏转又能在界面上造成弹性不连续状态，从而阻止了裂纹的继续扩展，在此基础上，在玻璃在以离子交换为主的腐蚀问题中，由于玻璃内Si4+、Fe3+、Ca2+、Mg2+、Na+等与酸液中的氢离子替换，导致腐蚀界面会产生一定的拉应力并促使裂纹的产生，裂纹所产生的新表面使腐蚀逐渐深入到表面内层，降低了材料的抗腐蚀能力，称为应力腐蚀，所以本发明制备的纤维材料可以有效抑制或减小腐蚀裂纹这样，从本质上改善制备的玻璃材料中的致密结构，使其具有优异的密实性能，材料内部无法有效渗透腐蚀性物质，从而在提高材料性能的同时，改善材料的耐蚀性能。
（2）本发明技术方案采用花岗岩粉末为主要材料制备高模量耐蚀性玻璃纤维，首先，由于在烧结过程中，所采用的花岗岩粉体中石英相与添加的铝溶胶热分解的高活性氧化铝发生固相反应，这样的固相反应可以固溶低熔点的钠、钙氧化物，生成钙长石相，显著提高钙长石含量，这样含量的提高，有效改善玻璃材料内部韧性强度的提升，于此同时，在本发明技术方案中，通过分子筛包覆，对材料表面进行改性处理，由于本发明技术方案中采用的是分子筛包覆改性石棉纤维，通过具有优异结构性能的分子筛材料包覆改性，既可以有效包覆改性石棉纤维材料，使其韧性增强，又使石棉纤维表面包覆后形成具有凹凸不平结构的表面，再将其添加至材料内部，由于纤维之间的有效缠结和填充，通过凹凸不平的结构形成有效的摩擦力和缠结力，进一步改善传统石棉纤维由于韧性不足，导致添加后材料性能下降的问题，进一步改善材料的致密结构和添加性能，从而改善材料的耐蚀性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
按重量分数据计，分别称量45～50份固含量10～15％硅溶胶、10～15份质量分数铝酸钠和45～50份去离子水置于搅拌机中，搅拌混合并置于室温下静置陈化15～20h，收集陈化液并将其置于不锈钢反应釜中，升温加热并置于95～105℃下晶化处理10～12h，收集混合液并抽滤，收集得滤饼并用去离子水冲洗至洗涤液呈中性，再在45～50℃下真空烘箱中干燥10～12h，得烘干改性颗粒并置于研钵中，研磨分散并收集分散颗粒，得改性分散颗粒；取蛇纹石石棉纤维并将其置于坩埚中，将坩埚置于100～110℃下保温煅烧3～5min后，再按5℃/min升温至550～600℃，保温煅烧并保温15～20min，静置冷却至室温，得煅烧改性石棉纤维，按质量比1:15，将改性分散颗粒添加至环氧树脂中，搅拌混后并置于200～300W下超声分散10～15min，收集分散浆液并按质量比1:15，将固化剂添加至分散浆液中，搅拌混合得改性混合液，将改性混合液喷涂至煅烧改性石棉纤维表面，控制喷涂厚度为0.5～0.8μm，待喷涂完成后，静置固化20～24h，得包覆改性纤维；按重量份数计，分别称量45～50份500～1000花岗岩粉末、1～2份铝溶胶、1～2份硅烷偶联剂和6～8份包覆改性纤维置于球磨罐中，在300～350rpm下球磨处理1～2h，收集球磨浆料并置于干燥箱中，在100～110℃下干燥至恒重，过100目筛得过筛浆料，按质量比1:10，将过筛浆料与质量分数15％聚乙烯醇溶液搅拌混合并研磨造粒，过150目筛并置于模具中，再在150～160MPa下压制成型，收集压制坯料并置于马弗炉中，再在500～550℃下保温处理1～2h，随后按50℃/min升温至1050～1100℃，保温烧结2～3h，收集玻璃液并水淬处理，收集水淬玻璃颗粒并置于坩埚中，二次熔融并保温20～30min，收集二次熔融玻璃液并置于铂金漏嘴中，收集流出的玻璃丝并引至拉丝机中，拉丝牵引即可制备得所述的耐侵蚀高模量玻璃纤维材料。
实施例1
按重量分数据计，分别称量45份固含量10％硅溶胶、10份质量分数铝酸钠和45份去离子水置于搅拌机中，搅拌混合并置于室温下静置陈化15h，收集陈化液并将其置于不锈钢反应釜中，升温加热并置于95℃下晶化处理10h，收集混合液并抽滤，收集得滤饼并用去离子水冲洗至洗涤液呈中性，再在45℃下真空烘箱中干燥10～12h，得烘干改性颗粒并置于研钵中，研磨分散并收集分散颗粒，得改性分散颗粒；取蛇纹石石棉纤维并将其置于坩埚中，将坩埚置于100℃下保温煅烧3min后，再按5℃/min升温至550℃，保温煅烧并保温15min，静置冷却至室温，得煅烧改性石棉纤维，按质量比1:15，将改性分散颗粒添加至环氧树脂中，搅拌混后并置于200W下超声分散10min，收集分散浆液并按质量比1:15，将固化剂添加至分散浆液中，搅拌混合得改性混合液，将改性混合液喷涂至煅烧改性石棉纤维表面，控制喷涂厚度为0.5μm，待喷涂完成后，静置固化20h，得包覆改性纤维；按重量份数计，分别称量45份500花岗岩粉末、1份铝溶胶、1份硅烷偶联剂和6份包覆改性纤维置于球磨罐中，在300rpm下球磨处理1h，收集球磨浆料并置于干燥箱中，在100℃下干燥至恒重，过100目筛得过筛浆料，按质量比1:10，将过筛浆料与质量分数15％聚乙烯醇溶液搅拌混合并研磨造粒，过150目筛并置于模具中，再在150MPa下压制成型，收集压制坯料并置于马弗炉中，再在500℃下保温处理1h，随后按50℃/min升温至1050℃，保温烧结2h，收集玻璃液并水淬处理，收集水淬玻璃颗粒并置于坩埚中，二次熔融并保温20min，收集二次熔融玻璃液并置于铂金漏嘴中，收集流出的玻璃丝并引至拉丝机中，拉丝牵引即可制备得所述的耐侵蚀高模量玻璃纤维材料。
实施例2
按重量分数据计，分别称量47份固含量12％硅溶胶、12份质量分数铝酸钠和47份去离子水置于搅拌机中，搅拌混合并置于室温下静置陈化17h，收集陈化液并将其置于不锈钢反应釜中，升温加热并置于100℃下晶化处理11h，收集混合液并抽滤，收集得滤饼并用去离子水冲洗至洗涤液呈中性，再在47℃下真空烘箱中干燥11h，得烘干改性颗粒并置于研钵中，研磨分散并收集分散颗粒，得改性分散颗粒；取蛇纹石石棉纤维并将其置于坩埚中，将坩埚置于105℃下保温煅烧4min后，再按5℃/min升温至575℃，保温煅烧并保温17min，静置冷却至室温，得煅烧改性石棉纤维，按质量比1:15，将改性分散颗粒添加至环氧树脂中，搅拌混后并置于250W下超声分散12min，收集分散浆液并按质量比1:15，将固化剂添加至分散浆液中，搅拌混合得改性混合液，将改性混合液喷涂至煅烧改性石棉纤维表面，控制喷涂厚度为0.7μm，待喷涂完成后，静置固化22h，得包覆改性纤维；按重量份数计，分别称量47份750花岗岩粉末、2份铝溶胶、1份硅烷偶联剂和7份包覆改性纤维置于球磨罐中，在325rpm下球磨处理1h，收集球磨浆料并置于干燥箱中，在105℃下干燥至恒重，过100目筛得过筛浆料，按质量比1:10，将过筛浆料与质量分数15％聚乙烯醇溶液搅拌混合并研磨造粒，过150目筛并置于模具中，再在155MPa下压制成型，收集压制坯料并置于马弗炉中，再在525℃下保温处理1h，随后按50℃/min升温至1075℃，保温烧结2h，收集玻璃液并水淬处理，收集水淬玻璃颗粒并置于坩埚中，二次熔融并保温25min，收集二次熔融玻璃液并置于铂金漏嘴中，收集流出的玻璃丝并引至拉丝机中，拉丝牵引即可制备得所述的耐侵蚀高模量玻璃纤维材料。
实施例3
按重量分数据计，分别称量50份固含量15％硅溶胶、15份质量分数铝酸钠和50份去离子水置于搅拌机中，搅拌混合并置于室温下静置陈化20h，收集陈化液并将其置于不锈钢反应釜中，升温加热并置于105℃下晶化处理12h，收集混合液并抽滤，收集得滤饼并用去离子水冲洗至洗涤液呈中性，再在50℃下真空烘箱中干燥12h，得烘干改性颗粒并置于研钵中，研磨分散并收集分散颗粒，得改性分散颗粒；取蛇纹石石棉纤维并将其置于坩埚中，将坩埚置于110℃下保温煅烧5min后，再按5℃/min升温至600℃，保温煅烧并保温20min，静置冷却至室温，得煅烧改性石棉纤维，按质量比1:15，将改性分散颗粒添加至环氧树脂中，搅拌混后并置于300W下超声分散15min，收集分散浆液并按质量比1:15，将固化剂添加至分散浆液中，搅拌混合得改性混合液，将改性混合液喷涂至煅烧改性石棉纤维表面，控制喷涂厚度为0.8μm，待喷涂完成后，静置固化24h，得包覆改性纤维；按重量份数计，分别称量50份1000花岗岩粉末、2份铝溶胶、2份硅烷偶联剂和8份包覆改性纤维置于球磨罐中，在350rpm下球磨处理2h，收集球磨浆料并置于干燥箱中，在110℃下干燥至恒重，过100目筛得过筛浆料，按质量比1:10，将过筛浆料与质量分数15％聚乙烯醇溶液搅拌混合并研磨造粒，过150目筛并置于模具中，再在160MPa下压制成型，收集压制坯料并置于马弗炉中，再在550℃下保温处理2h，随后按50℃/min升温至1100℃，保温烧结3h，收集玻璃液并水淬处理，收集水淬玻璃颗粒并置于坩埚中，二次熔融并保温30min，收集二次熔融玻璃液并置于铂金漏嘴中，收集流出的玻璃丝并引至拉丝机中，拉丝牵引即可制备得所述的耐侵蚀高模量玻璃纤维材料。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
取本发明技术方案实施例1、实施例2和实施例3与对照组进行试验对比。
对照组1采用的技术方案为未添加改性包覆改性纤维材料制备的玻璃纤维；
对照组2采用的技术方案为添加了未包覆改性的煅烧改性石棉纤维；
实验步骤：
（1）将上述所述的实施例和对照组材料分别浸泡于配制好的质量分数10%硫酸溶液中，密封置于水浴槽中，80℃保温，定期取样检测拉伸强度保留率。
（2）将上述所述的实施例和对照组材料分别浸泡于配制好的质量分数10%硫酸溶液中，密封置于水浴槽中，25℃保温，定期取样检测质量保留率。
由上表可知，本发明制备的玻璃纤维新材料在80℃下拉伸强度保留效率较高，且在25℃下保温浸泡下质量损失小于1%，说明其具有优异的耐蚀性能，同时通过对照组1和对照组2数据表明，将对照组2和本发明技术方案实施例1、实施例2和实施例3进行对比，由于本发明技术方案添加了分子筛结构材料的包覆在改性纤维表面进行填充，通过凹凸不平的结构形成有效的摩擦力和缠结力，进一步改善传统石棉纤维由于韧性不足，导致添加后材料性能下降的问题，进一步改善材料的致密结构和添加性能，从而改善材料的耐蚀性能，所以，本发明技术方案制备的玻璃纤维，比对照组2中技术方案具有更加优异的耐蚀性能；
将对照组2和对照组1进行对比，很明显，未添加任何改性纤维材料的玻璃纤维，其耐蚀性能较差，这是由于在玻璃在以离子交换为主的腐蚀问题中，由于玻璃内Si4+、Fe3+、Ca2+、Mg2+、Na+等与酸液中的氢离子替换，导致腐蚀界面会产生一定的拉应力并促使裂纹的产生，裂纹所产生的新表面使腐蚀逐渐深入到表面内层，降低了材料的抗腐蚀能力，称为应力腐蚀，所以本发明制备的纤维材料可以有效抑制或减小腐蚀裂纹这样，从本质上改善制备的玻璃材料中的致密结构，使其具有优异的密实性能，材料内部无法有效渗透腐蚀性物质，从而在提高材料性能的同时，改善材料的耐蚀性能，所以对照组2技术方案的耐蚀性能较对照组1具有显著的提高。
Claims (9)
1.一种耐侵蚀高模量玻璃纤维材料及其制备方法，其特征在于：所述的耐侵蚀高模量玻璃纤维材料包括花岗岩粉末、铝溶胶硅烷偶联剂和改性纤维，所述的花岗岩粉末、铝溶胶硅烷偶联剂和改性纤维之间的重量份为：按重量份数计，花岗岩粉末为45～50份、铝溶胶为1～2份、硅烷偶联剂为1～2份和改性纤维为6～8份。
2.根据权利要求1所述的一种耐侵蚀高模量玻璃纤维材料及其制备方法，其特征在于：所述的改性纤维为石棉纤维经煅烧改性后包覆环氧树脂制备而成。
3.根据权利要求2所述的一种耐侵蚀高模量玻璃纤维材料及其制备方法，其特征在于：所述的包覆环氧树脂中分散有改性分散颗粒。
4.根据权利要求5所述的一种耐侵蚀高模量玻璃纤维材料及其制备方法，其特征在于：所述的花岗岩粉末粒径为500～1000目。
5.根据权利要求1所述的一种耐侵蚀高模量玻璃纤维材料及其制备方法，其特征在于：所述的耐侵蚀高模量玻璃纤维材料具体制备步骤为：
（1）改性分散颗粒的制备；
（2）改性纤维的制备；
（3）玻璃液制备；
（4）拉丝牵引制备玻璃纤维。
6.根据权利要求4所述的一种耐侵蚀高模量玻璃纤维材料及其制备方法，其特征在于：该制备方法包括以下步骤：
（1）改性分散颗粒的制备：分别称取原料硅溶胶、铝酸钠和去离子水置于搅拌机中，搅拌混合并置于室温下静置陈化，收集陈化液并将其置于不锈钢反应釜中，升温加热并晶化处理，收集混合液并抽滤，收集得滤饼并洗涤液、干燥，得烘干改性颗粒并置于研钵中，研磨分散并收集分散颗粒，得改性分散颗粒；
（2）改性纤维的制备：取蛇纹石石棉纤维并将其置于坩埚中，保温煅烧后，程序升温并保温煅烧，静置冷却至室温，得煅烧改性石棉纤维，将改性分散颗粒添加至环氧树脂中，搅拌混后并超声分散，收集分散浆液并按质量比1:15，将固化剂添加至分散浆液中，搅拌混合得改性混合液，将改性混合液喷涂至煅烧改性石棉纤维表面，待喷涂处理完成后，静置固化，得改性纤维；
（3）玻璃液制备：分别称量花岗岩粉末、铝溶胶、硅烷偶联剂和改性纤维置于球磨罐中，球磨处理，收集球磨浆料并置于干燥箱中，干燥至恒重，过筛得过筛浆料，将过筛浆料与聚乙烯醇溶液搅拌混合并研磨造粒，过筛并置于模具中，压制成型，收集压制坯料，将压制成型的坯料置于马弗炉中，保温处理，随后快速升温保温烧结，收集得玻璃液；
（4）拉丝牵引制备玻璃纤维：将制备的玻璃液水淬处理，收集水淬玻璃颗粒并置于坩埚中，二次熔融并保温，收集二次熔融玻璃液后，将二次熔融玻璃液置于铂金漏嘴中，收集流出的玻璃丝并引至拉丝机中，拉丝牵引即可制备得所述的耐侵蚀高模量玻璃纤维材料。
7.根据权利要求5所述的一种耐侵蚀高模量玻璃纤维材料及其制备方法，其特征在于：所述的改性分散颗粒的制备步骤为：按重量分数据计，分别称量45～50份固含量10～15％硅溶胶、10～15份质量分数铝酸钠和45～50份去离子水置于搅拌机中，搅拌混合并置于室温下静置陈化，收集陈化液并将其置于不锈钢反应釜中，升温加热并置于95～105℃下晶化处理，收集混合液并抽滤，收集得滤饼并用去离子水冲洗至洗涤液呈中性，真空烘箱中干燥，得烘干改性颗粒并置于研钵中，研磨分散并收集分散颗粒，得改性分散颗粒。
8.根据权利要求5所述的一种耐侵蚀高模量玻璃纤维材料及其制备方法，其特征在于：所述的改性纤维的制备步骤为：取蛇纹石石棉纤维并将其置于坩埚中，将坩埚置于100～110℃下保温煅烧3～5min后，再按5℃/min升温至550～600℃，保温煅烧并保温，静置冷却至室温，得煅烧改性石棉纤维，按质量比1:15，将改性分散颗粒添加至环氧树脂中，搅拌混后并超声分散，收集分散浆液并按质量比1:15，将固化剂添加至分散浆液中，搅拌混合得改性混合液，将改性混合液喷涂至煅烧改性石棉纤维表面，待喷涂完成后，静置固化，得改性纤维。
9.根据权利要求5所述的一种耐侵蚀高模量玻璃纤维材料及其制备方法，其特征在于：所述的喷涂处理中，喷涂厚度为0.5～0.8μm。
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