[发明专利]一种防尘耐沾污纤维增强水泥制品及制备方法

权利要求书

1.一种防尘耐沾污纤维增强水泥制品，其特征在于，由碳纳米管掺杂纤维增强水泥装饰面层、纤维增强水泥结构层组成；所述的碳纳米管掺杂纤维增强水泥装饰面层由72.5-124份纤维增强水泥面层干粉砂浆、10.5-17.5份改性碳纳米管预分散粉体、0.5-3份分散剂和10-30水制备而成；所述的纤维增强水泥面层干粉砂浆由30-50份水泥、30-50份砂、0.5-3份减水剂、0.5-3份憎水剂、1-5份色粉、0.5-3份聚合物制备而成；所述的纤维增强水泥结构层由40-60份水泥、30-50份砂、3-5份增强纤维、0.5-3份聚合物、0.5-3份外加剂和10-30水制备而成；

所述的改性碳纳米管预分散粉体由0.01-0.5份改性碳纳米管、10-15份水泥、0.5-2份分散剂制备而成；具体制备步骤如下：

（1）将市售碳纳米管置于碱性溶液中浸泡10-48h，进行碱化处理增加碳纳米管的缺陷，然后置于烘箱中烘干；所述的碱性溶液选用pH值为9-10时，浸泡时间为10-24h；所述的碱性溶液选用pH值为7-9时，浸泡时间为24-48h；

（2）将烘干的碳纳米管分散于质量比3-5wt%偶联剂醇溶液中，60-80℃条件下搅拌，对碳纳米管进行表面亲水改性，增强碳纳米管与水泥基材料之间的结合力；所述的偶联剂选用铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂中的一种或多种；所述的醇溶液选用甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇中的一种；

（3）将0.01-0.5份改性碳纳米管、10-15份水泥、0.5-2份分散剂混合15-30分钟，进行预分散，得改性碳纳米管预分散粉体。

2.根据权利要求1所述的一种防尘耐沾污纤维增强水泥制品，其特征在于，所述的憎水剂为硅氧烷、丙烯酸类聚合物、醋酸乙烯酯聚合物、环氧树脂、聚氨酯中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种防尘耐沾污纤维增强水泥制品，其特征在于，所述的分散剂为六偏磷酸钠、聚乙二醇、聚乙烯醇、壬基酚聚氧乙烯醚、十六烷基苯磺酸钠、辛基苯基聚氧乙烯醚中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种防尘耐沾污纤维增强水泥制品，其特征在于，所述的聚合物采用可再分散乳胶粉、聚丙乳液、苯丙乳液、硅丙乳液中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种防尘耐沾污纤维增强水泥制品，其特征在于，所述的增强纤维采用玻璃纤维、钢纤维、碳纤维、玄武岩纤维、PVA纤维、PU纤维、PP纤维、尼龙纤维中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种防尘耐沾污纤维增强水泥制品，其特征在于，所述的外加剂采用减水剂、防冻剂、早强剂、增稠剂、缓凝剂中的一种或多种；所述的减水剂选用萘磺酸盐甲醛缩合物、磺化三聚氰胺甲醛缩合物、聚羧酸减水剂中的一种；所述的防冻剂选用氯化钙、碳酸钾、亚硝酸钠中的一种；所述的早强剂选用硫酸盐、亚硝酸盐、三乙醇胺中的一种；所述的增稠剂选用羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺中的一种；所述的缓凝剂选用木钙、糖蜜、柠檬酸中的一种。

7.一种防尘耐沾污纤维增强水泥制品的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

（1）将市售碳纳米管置于碱性溶液中浸泡10-48h，进行碱化处理增加碳纳米管的缺陷，然后置于烘箱中烘干；所述的碱性溶液选用pH值为9-10时，浸泡时间为10-24h；所述的碱性溶液选用pH值为7-9时，浸泡时间为24-48h；

（2）将烘干的碳纳米管分散于质量比3-5wt%偶联剂醇溶液中，60-80℃条件下搅拌，对碳纳米管进行表面亲水改性，增强碳纳米管与水泥基材料之间的结合力；所述的偶联剂选用铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂中的一种或多种；所述的醇溶液选用甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇中的一种；

（3）将0.01-0.5份改性碳纳米管、10-15份水泥、0.5-2份分散剂混合15-30分钟，进行预分散，得改性碳纳米管预分散粉体；

（4）将30-50份水泥、30-50份砂、0.5-3份减水剂、0.5-3份憎水剂、1-5份色粉、0.5-3份聚合物混合15-30分钟制备成纤维增强水泥面层干粉砂浆；

（5）将72.5-114份纤维增强水泥面层干粉砂浆、10.5-17.5份改性碳纳米管预分散粉体、0.5-3份分散剂和10-30份水混合15-30分钟制备成碳纳米管掺杂纤维增强水泥装饰面层砂浆，在模具中进行面层喷射或浇注制得碳纳米管掺杂纤维增强水泥装饰面层，自然固化10-60分钟；

（6）将40-60份水泥、30-50份砂、3-5份增强纤维、0.5-3份聚合物、0.5-3份外加剂和10-30份水制备成纤维增强水泥结构层砂浆，采用喷射或振动浇注到制作好的碳纳米管掺杂纤维增强水泥装饰面层模具中，辊压密实，24h后脱模；

（7）养护3-7天，制得防尘耐沾污纤维增强水泥制品。