[发明专利]一种氧化铈-氧化石墨烯改性GFRP筋及其制备方法

权利要求书

1.一种氧化铈-氧化石墨烯改性GFRP筋，其特征在于，包括高硅氧玻璃纤维以及包覆于高硅氧玻璃纤维内的若干单元纤维，各所述单元纤维间填充含有氧化铈-氧化石墨烯的乙烯基树脂；

所述单元纤维包括中心玻璃纤维以及间隔排布于中心玻璃纤维外部的外玻璃纤维和钢丝，所述中心玻璃纤维、外玻璃纤维和钢丝间填充含有氧化铈-氧化石墨烯的乙烯基树脂；

所述含有氧化铈-氧化石墨烯的乙烯基树脂的组分包括乙烯基树脂、氧化铈-氧化石墨烯复合材料、固化剂和阻聚剂，所述氧化铈-氧化石墨烯复合材料、固化剂、阻聚剂的掺量分别为乙烯基树脂重量的0.3%-0.5%、0.2%-0.4%和0.03%-0.05%；

所述氧化铈-氧化石墨烯复合材料通过以下方法制备：

将六水合硝酸铈加入到氧化石墨烯溶液中，搅拌，同时调节pH，获得反应液，将反应液投入反应釜中反应，制得氧化铈-氧化石墨烯复合材料。

2.根据权利要求1所述的氧化铈-氧化石墨烯改性GFRP筋，其特征在于，所述单元纤维的数量为7根，包括1根中心单元纤维和6根呈正六边形排布于中心单元纤维外部的外单元纤维。

3.根据权利要求1所述的氧化铈-氧化石墨烯改性GFRP筋，其特征在于，所述中心玻璃纤维的数量为1根，外玻璃纤维和钢丝分别为3根且呈正六边形间隔排布于中心玻璃纤维外部。

4.一种权利要求1~3任一项所述的氧化铈-氧化石墨烯改性GFRP筋的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将六水合硝酸铈加入到氧化石墨烯溶液中，搅拌，同时调节pH，获得反应液，将反应液投入反应釜中反应，制得氧化铈-氧化石墨烯复合材料；

将氧化铈-氧化石墨烯复合材料、固化剂、阻聚剂和乙烯基树脂混合均匀，制得含有氧化铈-氧化石墨烯的乙烯基树脂；

将外玻璃纤维和钢丝间隔排布于中心玻璃纤维外部，通过浸渍含有氧化铈-氧化石墨烯的乙烯基树脂进行拉拔挤压成型制成单元纤维；

将若干单元纤维排布，通过浸渍含有氧化铈-氧化石墨烯的乙烯基树脂进行二次拉拔挤压成型，然后在外部包裹高硅氧玻璃纤维，制得氧化铈-氧化石墨烯改性GFRP筋。

5.根据权利要求4所述的氧化铈-氧化石墨烯改性GFRP筋的制备方法，其特征在于，氧化石墨烯溶液的制备方法为：将氧化石墨烯饼料溶于蒸馏水并装入透析袋中以透析液透析3d，在冰水浴条件下通过超声细胞破碎仪进行超声剥离，以获得薄片状的氧化石墨烯溶液。

6.根据权利要求5所述的氧化铈-氧化石墨烯改性GFRP筋的制备方法，其特征在于，所述透析液的制备方法为：在蒸馏水中加入碳酸氢钠和乙二胺四乙酸二钠搅拌均匀。

7.根据权利要求5所述的氧化铈-氧化石墨烯改性GFRP筋的制备方法，其特征在于，所述超声细胞破碎仪的工作功率设为100w，超声时间设为超声2s停止5s循环进行，超声时间为30min，超声期间更换冰水，超声次数为3次。

8.根据权利要求4所述的氧化铈-氧化石墨烯改性GFRP筋的制备方法，其特征在于，所述氧化铈-氧化石墨烯复合材料中氧化石墨烯与氧化铈的摩尔比为1:2。

9.根据权利要求4所述的氧化铈-氧化石墨烯改性GFRP筋的制备方法，其特征在于，将六水合硝酸铈加入到氧化石墨烯溶液中，磁力搅拌30min，同时缓慢注入NH₃•H₂O调节pH至11-12，获得反应液，将反应液投入聚四氟乙烯内衬里的不锈钢高压反应釜中反应，在180℃下反应24h制得氧化铈-氧化石墨烯复合材料。

10.根据权利要求4所述的氧化铈-氧化石墨烯改性GFRP筋的制备方法，其特征在于，单元纤维经二次拉拔挤压成型并包裹高硅氧玻璃纤维后，在其表面进行喷砂处理，制得的氧化铈-氧化石墨烯改性GFRP筋。