[發明專利]一種利用硅烷對鋼纖維進行批量表面處理的裝置及方法

在審

• 申請號: 201810504017.9
• 申請日: 2018-05-23
• 公開（公告）號: CN108842459A
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 楊貞軍;姚勇
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: D06M15/643
• 分類號: D06M15/643
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

本發明提供了一種利用硅烷對鋼纖維進行批量表面處理的裝置及方法。該處理過程分為：預處理、流水線處理、二次高溫固化、機械切割四個過程?，F有的利用硅烷對鋼材進行表面處理的對象大多為板材、單根鋼纖維或者者鋼筋等，且現在的利用硅烷對金屬進行表面處理的方式，大多為浸漬涂覆的方式。本發明所采用的大批量處理方式，與單根纖維的處理方式相比，主要是在涂覆階段，采用流水線式處理方式代替浸漬的處理方式，且在高溫固化后，增加機械切割的步驟。本發明提供的流水線式處理方式，實現對鋼纖維的批量處理，效率較高，節省人力。

技術領域

本發明涉及建筑材料領域，是一種對鋼纖維實現批量處理的裝置和工藝。

背景技術

硅烷已被證明是一種優異的偶聯劑，可加強兩種不同材料之間的界面。特別是硅烷偶聯劑的應用，顯著提高了各種纖維的結合強度，從而提高了纖維增強復合材料的力學性能。

硅烷涂層不僅確保了鋼基材與涂層之間的附著力，而且為化學腐蝕提供了有效的屏障。硅烷已被廣泛應用于工業中，并被證明對于處理鍍鋅鋼、不銹鋼、鋁材等多種金屬材料非常有效。纖維的表面處理研究，一般還是采用浸漬的處理方式，如圖1(a)所示。當對大量的鋼纖維同時進行浸漬處理時，其通常是預先將鋼絲切割成大量鋼纖維，然后將其同時放置在容器中浸漬，如圖1(b)所示。但此種方式會造成鋼纖維之間在浸漬過程中相互粘結。雖然可以在處理完成后，采用機械將粘結的纖維打散，然而這導致纖維表面涂層分布不均，且大量的粘結部位并未被涂層包裹。因此，有必要針對鋼纖維批量表面處理提供一種新的解決方法。

發明內容

本發明提供了一種利用硅烷對鋼纖維進行批量表面處理的方式。現有的利用硅烷對鋼材進行表面處理的對象大多為板材、鋼筋或單根的鋼纖維，且現在的利用硅烷對金屬進行表面處理的方式，大多為浸漬涂覆的方式。本發明提供的流水線式處理方式，實現對鋼纖維的批量處理，效率較高，節省人力。

本發明具體采用的技術方案如下：

利用硅烷對鋼纖維進行批量表面處理的裝置，其包括卷軸、收線器、第一酸洗槽、第二酸洗槽和管式爐；所述的卷軸、收線器、第一酸洗槽、第二酸洗槽和管式爐順次放置，形成連續的流水線；待處理的鋼纖維一端纏繞于卷軸上，另一端在輥軸的導向下依次穿過第一酸洗槽和第二酸洗槽的槽腔，然后穿過管式爐的爐膛，最終收卷于收線器上。

作為優選，所述的第一酸洗槽和第二酸洗槽的槽腔中盛有硅烷水解液作為表面處理劑。

本發明的另一目的在于提供一種利用上述裝置對鋼纖維進行批量表面處理的方法，其包括預處理、流水線處理、二次高溫固化、機械切割四個過程，具體的流程如下：

1)對鋼絲進行預處理；

2)將預處理后的鋼絲纏繞于卷軸，以流水線處理方式完成鋼絲的批量表面處理；處理過程中，鋼絲在收線器的收卷力帶動下，依次在第一酸洗槽和第二酸洗槽中利用硅烷水解液對鋼絲進行硅烷涂覆處理，然后在管式爐中高溫固化；

3)將高溫固化處理后的鋼絲進行二次高溫固化；

4)對二次高溫固化后的鋼絲進行機械切割，批量得到預設長度的鋼纖維。

作為優選，所述的硅烷水解液由硅烷偶聯劑或混合硅烷偶聯劑在含醇水溶液中水解得到。

進一步的，所述的硅烷偶聯劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的1種或多種。

進一步的，所述的醇為甲醇和乙醇中的一種或二者的混合液。

作為優選，所述的預處理包括對鋼絲依次進行酸洗、去離子水清洗、堿洗、去離子水清洗和甲醇清洗。

作為優選，所述的二次高溫固化采用可通風的恒溫烘箱進行。