[发明专利]一种水工建筑用耐冲磨的无机复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种水工建筑用耐冲磨的无机复合材料及其制备方法，包括以下重量份的原料：氮化铝陶瓷粉7.5‑9.6份、聚四氟乙烯48‑56份、凹凸棒土52.5‑57份、丙烯酸胶粉16.7‑20.6份、羟丙基甲基纤维素11.3‑14.2份、玻璃微珠20‑23.5份、矿渣65‑78份和玄武岩纤维18.6‑22.3份。本发明原料来源广泛，通过将不同的原料采用不同的制备工艺，得到不同的产物，再将不同的产物混合，在各种产物的协同作用下，制备的成品具有良好的抗冲磨强度、抗冻性和抗氯离子侵蚀性，具有广阔的使用前景。

技术领域

本发明涉及一种复合材料，具体是一种水工建筑用耐冲磨的无机复合材料。

背景技术

随着科技的发展和人们使用需求的增多，单一的材料已经越来越不能满足人们的使用需求，复合材料的种类越来越多。复合材料是人们运用先进的材料制备技术将不同性质的材料组分优化组合而成的新材料。

含沙高速水流对水工建筑物过流面混凝土的冲刷磨损和空蚀破坏，是水工泄流建筑物如溢流坝、泄洪洞(槽)、泄水闸等常见的病害。尤其是当流速较高且水流中又夹带着悬移质和推移质时，建筑物遭受的冲磨腐蚀就更为严重，危及水利工程的安全，因此提高建筑物的抗冲磨性能的复合材料具有广阔的用途。

现有的抗冲磨材料按胶凝材料主要分为有机胶凝类和无机胶凝类。有机胶凝类主要有高分子聚合物的聚合物胶结混凝土、呋喃混凝土、环氧树脂混凝土等。无机胶凝类主要有纤维混凝土、粉煤灰混凝土等，也有使用铸石板、条石、钢板等。

有机胶凝类抗冲磨材料虽然具有很高的抗冲磨能力，但容易老化开裂；无机胶凝类冲磨材料虽然具有很高的抗冲磨能力，但是抗腐蚀能力低；铸石板、条石、钢板等材料的抗冲击强度低，极易被击碎、折断，这都为人们的使用带来了困扰。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水工建筑用耐冲磨的无机复合材料，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种水工建筑用耐冲磨的无机复合材料，包括以下重量份的原料：氮化铝陶瓷粉7.5-9.6份、聚四氟乙烯48-56份、凹凸棒土52.5-57份、丙烯酸胶粉16.7-20.6份、羟丙基甲基纤维素11.3-14.2份、玻璃微珠20-23.5份、矿渣65-78份和玄武岩纤维18.6-22.3份。

作为本发明进一步的方案：玻璃微珠采用空心玻璃微珠，羟丙基甲基纤维素采用工业级羟丙基甲基纤维素。

作为本发明进一步的方案：玄武岩纤维的长度为1.6-3.3mm。

所述水工建筑用耐冲磨的无机复合材料的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将羟丙基甲基纤维素浸泡在质量分数为4-6％的氢氧化钠溶液中10-15分钟，取出并且用蒸馏水洗净，烘干，得到改性羟丙基甲基纤维素；

步骤二，将氮化铝陶瓷粉、玻璃微珠、矿渣和适量的水在球磨机中球磨并且过120-150目筛，在室温下密封陈化20-24小时，得到第一混合物；

步骤三，将聚四氟乙烯加热至熔融状态，边搅拌边向其中加入丙烯酸胶粉和玄武岩纤维，完全加入完毕后继续搅拌20-35分钟，然后在电场中保持30-50秒，得到第二混合物；

步骤四，将凹凸棒土、改性羟丙基甲基纤维素和第一混合物超声搅拌混合1.6-2.5小时，再向其中加入第二混合物和破乳剂并且高速搅拌均匀，得到半成品；

步骤五，将半成品冷压成型，然后热压烧结，烧结后在蒸汽釜中养护10-15小时，自然冷却至室温，即得到成品。

作为本发明进一步的方案：步骤二中球磨机的球料比为72-88:1,球磨温度为60-75摄氏度。