[發(fā)明專利]碳納米管纖維水泥基材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810064522.2
• 申請日: 2008-05-16
• 公開（公告）號: CN101274831A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 段忠東;羅健林
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B14/38;C04B18/14
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 韓末洙

1、碳納米管纖維水泥基材料，其特征在于碳納米管纖維水泥基材料由纖維分散劑、有機(jī)溶劑、碳纖維、碳納米管、去離子水、超塑化劑、聚合物乳液、礦物摻合料和水泥制成的，其中碳納米管與纖維分散劑的質(zhì)量比為1∶0.5～15，碳纖維與纖維分散劑的質(zhì)量比為1∶0.1～10，碳納米管與碳纖維的質(zhì)量比為1∶0.5～15，去離子水與水泥的質(zhì)量比為0.30～0.80∶1，超塑化劑與水泥的質(zhì)量比為0.005～0.015∶1，聚合物乳液與水泥的質(zhì)量比為0.05～0.20∶1，礦物摻合料與水泥的質(zhì)量比為0.05～0.15∶1。

2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管纖維水泥基材料，其特征在于纖維分散劑是陽離子型分散劑、陰離子型分散劑、非離子型分散劑中的一種，或者是非離子型分散劑與陽離子型分散劑、陰離子型分散劑中一種的組合；陽離子型分散劑為十六烷基三甲基溴化銨；非離子型分散劑為甲基纖維素、羧乙基纖維素、壬基酚聚氧乙烯醚、阿拉伯膠中的一種或幾種的組合，陰離子型為十二烷基苯磺酸鈉、聚丙烯酸鈉中的一種或幾種的組合。

3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管纖維水泥基材料，其特征在于碳納米管是平均管徑為1nm～200nm、長度為0.1μm～20μm的碳納米管；碳纖維是公稱直徑為2～7μm，長度為1～6mm的短切聚丙烯腈基碳纖維；超塑化劑為β-萘系磺酸鹽甲醛縮合物系高效減水劑、磺化三聚氰胺甲醛樹脂系高效減水劑、羧酸聚醚酯嵌段共聚物系高效減水劑中的一種或幾種的混合。

4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管纖維水泥基材料，其特征在于聚合物乳液為羧基丁苯乳液、聚醋酸乙烯乳液、苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液中的一種；礦物摻合料為硅灰、粉煤灰、沸石粉、石英粉中的一種或幾種的混合。

5、制備權(quán)利要求1所述的碳納米管纖維水泥基材料的方法，其特征在于碳納米管纖維水泥基材料的制備方法如下：一、將纖維分散劑溶于有機(jī)溶劑中配制成質(zhì)量濃度為0.1％～10％溶液，然后將碳納米管加入到溶液中，磁力攪拌10～60min、超聲分散10～60min，再將碳纖維加入超聲處理后的溶液中，然后超聲分散10～60min，得到纖維分散液；二、將去離子水、超塑化劑、聚合物乳液、礦物摻合料和水泥混合攪拌，得到水泥混合漿料；三、將步驟一得到的纖維分散液加入水泥混合漿料中攪拌3～5min，得纖維水泥初步混合漿料；四、將初步混合漿料喂入高剪切膠體磨中高速剪切5～30min，再將攪勻的漿料裝入試模中振實、抹平；五、在試模最上面覆蓋一層10～30目的銅網(wǎng)，移至真空干燥箱中在真空度為-0.01MPa～-0.08MPa、加熱溫度為30～80℃的條件下減壓消泡，加熱揮發(fā)溶劑0.5～3h，24h后拆模，再放到相對濕度為100％的室溫水中養(yǎng)護(hù)28d，即得碳納米管纖維水泥基材料；其中步驟一中碳納米管與纖維分散劑的質(zhì)量比為1∶0.5～15，碳纖維與纖維分散劑的質(zhì)量比為1∶0.1～10，碳納米管與碳纖維的質(zhì)量比為1∶0.5～15；步驟二中去離子水與水泥的質(zhì)量比為0.30～0.80∶1，超塑化劑與水泥的質(zhì)量比為0.005～0.015∶1，聚合物乳液與水泥的質(zhì)量比為0.05～0.20∶1，礦物摻合料與水泥的質(zhì)量比為0.05～0.15∶1，步驟三中纖維分散液中的碳納米管和碳纖維的總質(zhì)量與水泥混合漿料中水泥的質(zhì)量比為1∶20～200。

6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的碳納米管纖維水泥基材料的制備方法，其特征在于步驟一中纖維分散劑是陽離子型分散劑、陰離子型分散劑、非離子型分散劑中的一種，或者是非離子型分散劑與陽離子型分散劑、陰離子型分散劑中一種的組合；陽離子型分散劑為十六烷基三甲基溴化銨；非離子型分散劑為甲基纖維素、羧乙基纖維素、壬基酚聚氧乙烯醚、阿拉伯膠中的一種或幾種的組合，陰離子型為十二烷基苯磺酸鈉、聚丙烯酸鈉中的一種或幾種的組合。

7、根據(jù)權(quán)利要求5所述的碳納米管纖維水泥基材料的制備方法，其特征在于步驟一中的有機(jī)溶劑為無水乙醇、丙酮、四氫呋喃、二甲基甲酰胺、氯仿、乙酸乙酯或十氫萘。

8、根據(jù)權(quán)利要求5所述的碳納米管纖維水泥基材料的制備方法，其特征在于步驟一中的碳納米管是平均管徑為1nm～200nm、長度為0.1μm～20μm的碳納米管；碳纖維是公稱直徑為2～7μm、長度為1～6mm的短切聚丙烯腈基碳纖維。