[发明专利]一种水泥基材料增强玄武岩纤维专用浸润剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种水泥基材料增强玄武岩纤维专用浸润剂及其制备方法，本发明浸润剂包括以下重量份组分：40‑60份的成膜剂、5‑15份的偶联剂、1‑5份润滑剂、10‑20份的改性剂、30‑50份的水；所述改性剂包括质量比为2‑4︰1‑3︰3‑6的可溶性磷酸盐、强碱、可溶性硅酸盐；利用改性剂在浸润的同时对纤维表面进行改性，使纤维表面粗糙度增加并形成大量活性位点和活性基团，从而能与水泥基材料进行化学键合和机械铆合，与水泥基体形成统一、稳定的整体，对水泥基材料的增强作用显著，增强效果优异，促进了玄武岩纤维在水泥基材料增强领域中的推广应用。

技术领域

本发明涉及玄武岩纤维浸润剂领域，具体涉及一种水泥基材料增强玄武岩纤维专用浸润剂及其制备方法。

背景技术

玄武岩纤维是一种新出现的新型无机环保绿色高性能纤维材料，是未来我国重点发展的四大高性能纤维之一，它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成的玄武岩石料在高温熔融后，通过纺丝工艺制备而成的。玄武岩连续纤维不仅稳定性好，而且还具有电绝缘性、抗腐蚀、抗燃烧、耐高温等多种优异性能，而且，玄武岩纤维的生产工艺产生的废弃物少，对环境污染小，产品废弃后可直接转入生态环境中，无任何危害，因而是一种名副其实的绿色、环保材料。玄武岩连续纤维已在纤维增强复合材料、摩擦材料、造船材料、隔热材料、汽车行业、高温过滤织物以及防护领域等多个方面得到了广泛的应用。

水泥基材料是一种同时具有弹－粘－塑性的复合材料，它具有脆性大、韧性差等先天性缺陷，而在水泥基材料中加入纤维材料可以大幅度提高水泥基材料的抗压、抗折、抗弯、抗剪、抗冲击强度和韧性，并相应地使水泥基材料的抗裂、抗渗等性能得到很大程度的提高；因而，可以预见，将无毒、无污染、来源广泛、性能优异、稳定的玄武岩纤维用于水泥基材料的增强必将是今后提高水泥基材料性能的新趋势。但由于现有玄武岩纤维自身结构和性能稳定，纤维表面光滑、表面活性位点少，造成玄武岩纤维在复合改性材料中难以与水泥基材料化学键合和机械铆合形成统一的、稳定的整体，即玄武岩纤维在水泥基材料中是独立存在，对水泥基材料的增强作用也相对减弱，增强效果不甚理想。

浸润剂作为纤维生产过程中用到的最重要的辅助试剂，不仅能对纤维进行物理包覆，增加纤维韧性和润滑性，还能对纤维表面进行化学处理，增加纤维功能性，因此，采用浸润剂对纤维材料进行改性处理，即将纤维的生产和改性合二为一，节简化了生产步骤，节约了生产成本，缩短了生产周期，还能赋予纤维新的性能以满足纤维在不同领域、不同环境中的应用，因此，利用专用浸润剂在玄武岩纤维生产过程中对玄武岩纤维表面进行改性以提高玄武岩纤维与水泥基材料的相容性是可行的，有利于促进玄武岩纤维在水泥基材料增强领域中的推广应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有玄武岩纤维浸润剂不能提高玄武岩纤维与水泥基材料相容性的缺陷，提供一种水泥基材料增强玄武岩纤维专用浸润剂及其制备方法；本发明浸润剂中含有改性剂，通过改性剂在浸润的同时对纤维表面进行改性，使纤维表面粗糙度增加并接枝大量活性基团，从而提高玄武岩纤维与水泥基材料之间的化学键合和机械铆合能力，提高了玄武岩纤维与水泥基材料的相容性，促进了玄武岩纤维在水泥基材料增强领域中的推广应用。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种水泥基材料增强玄武岩纤维专用浸润剂，包括以下重量份组分：40-60份的成膜剂、5-15份的偶联剂、1-5份润滑剂、10-20份的改性剂、30-50份的水。

上述一种水泥基材料增强玄武岩纤维专用浸润剂，其中所述的改性剂包括可溶性磷酸盐︰强碱︰可溶性硅酸盐按质量比2-4︰1-3︰3-6混合而成的混合物；所述改性剂组成能快速对玄武岩纤维表面腐蚀、活化，形成粗糙表面，并接枝多种活性基团，使纤维表面形成大量活性位点和活性基团，从而能与水泥基体进行化学键合和机械铆合；所述的机械铆合是指基体材料通过收缩应力包紧粗糙表面的纤维而产生的摩擦结合；优选的，所述的改性剂包括可溶性磷酸盐︰强碱︰可溶性硅酸盐按质量比3︰2︰5混合而成的混合物。