CN110183176A - 一种高强透光水泥基复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强透光水泥基复合材料，包括材料基体层及涂覆在所述材料基体层表面的自清洁透明涂层；所述材料基体层由水泥基灌浆材料、透光树脂纤维组成；所述透光树脂纤维首先通过2‑氰基‑3‑[4‑(三氟甲基)苯基]‑丙烯酸乙酯、烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯、甲基丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷、烯丙基苯砜、氰烯菌酯经自由基聚合形成树脂材料，再将树脂材料制成树脂纤维，然后与玻璃纤维材料一起混纺，制成混纺纤维，最后通过交联处理制备而成。本发明还公开了所述高强透光水泥基复合材料的制备方法。本发明公开的高强透光水泥基复合材料具有强度大、综合性能优异、自清洁和透光能力强，耐久性好，能有效提高光利用效率的优点。

Description

一种高强透光水泥基复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种高强透光水泥基复合材料及其制备方法。
背景技术
随着智能建筑材料的发展及人们生活水平的提高，对建筑材料的功能化需求越来越高。透光水泥基复合材料作为一种常见的智能建筑材料，在促进建筑节能、装饰，以及光纤混凝土市场化的推广方面有着广泛的前景，是能使混凝土结构兼具力学性能承载、透光和装饰效果的一种材料，是现阶段乃至今后一段时间内建筑节能领域墙体材料重要的发展方向之一。发展性能优异的透光水泥基复合材料具有显著的社会和经济价值，对促进功能建筑材料的发展具有非常重要的意义。
常见的透光水泥基复合材料是将传统水泥材料与光导纤维结合起来，制成具有透光功能的复合材料，其不仅能提高室内的采光度，而且不影响水泥制品的牢固性，但是其也会造成光污染，并且在美观性、节能和光能利用方面还不够，另外，这类材料一旦出现沾污，透光性受到很大影响，同时由于其特殊的孔洞结构特征，清洁也是难点。
鉴于采用光纤类材料作导光组分制备光纤导光水泥基材料时普遍存在光纤植入、光线取向和材料成本的问题，近年来出现采用树脂类材料作导光组分制备树脂导光水泥基材料的研究。与光纤类材料作导光组分相比，透光树脂的成本更低、视角更广、捕光能力更强，采用透光树脂作导光组分制备树脂导光水泥基材料可以降低成本、提高透明度。但是现有技术中的水泥基透光树脂类复合材料普遍存在耐候性较差，树脂与水泥材料之间的相容性不好，需要另外涂覆界面改性剂的技术问题，除此之外，这种材料在实际使用时需要频繁清洗，一旦用于高层建筑表皮，将大大增加其清洗成本和使用成本。
因此，开发一种综合性能优异、自清洁和透光能力强，耐久性好，能有效提高光利用效率的高强透光水泥基复合材料符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景。
发明内容
为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种高强透光水泥基复合材料及其制备方法，该制备方法简单易行，施工方便，原料来源广泛，价格低廉，适合规模化生产，具有较高的市场推广应用价值；制备得到的高强透光水泥基复合材料具有强度大、综合性能优异、自清洁和透光能力强，耐久性好，能有效提高光利用效率的优点。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是，一种高强透光水泥基复合材料，包括材料基体层及涂覆在所述材料基体层表面的自清洁透明涂层；所述材料基体层由水泥基灌浆材料、透光树脂纤维组成；所述自清洁透明涂层为将清洁透明涂料均匀喷涂在材料基体层的室外透光面上所形成的罩面涂层。
进一步地，所述透光树脂纤维首先通过2-氰基-3-[4-(三氟甲基)苯基]-丙烯酸乙酯、烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯、甲基丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷、烯丙基苯砜、氰烯菌酯经自由基聚合形成树脂材料，再将树脂材料制成树脂纤维，然后与玻璃纤维材料一起混纺，制成混纺纤维，最后通过交联处理制备而成。
进一步地，所述透光树脂纤维的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将2-氰基-3-[4-(三氟甲基)苯基]-丙烯酸乙酯、烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯、甲基丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷、烯丙基苯砜、氰烯菌酯、光引发剂混合均匀后，置于模具中，并于波长为220-250nm的紫外光下照射30-40分钟，得到树脂材料；
步骤S2、将经过步骤S1制备得到的树脂材料加入到双螺杆中熔融挤出，后经过熔融、挤压、喷丝成型，得到树脂纤维；
步骤S3、按经过步骤S2制备得到的树脂纤维、玻璃纤维为原料进行开清棉工序将二者充分混匀，最后依次经过梳棉、并条、粗纱、细纱后制得混纺纤维；
步骤S4、将经过步骤S3制备得到的混纺纤维浸泡于50-60℃下含有1,5-己二烯二环氧化物、碱性催化剂的乙醇中10小时，后取出，用水洗3次，再用乙醇洗2次，最后置于真空干燥箱70-80℃下干燥至恒重。
优选地，步骤S1中所述2-氰基-3-[4-(三氟甲基)苯基]-丙烯酸乙酯、烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯、甲基丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷、烯丙基苯砜、氰烯菌酯、光引发剂的质量比为1:1:1:0.5:1:(0.03-0.05)。
优选地，所述光引发剂选自安息香、安息香乙醚、二苯基乙酮中的至少一种。
优选地，步骤S3中所述树脂纤维、玻璃纤维的质量比为1:(0.2-0.4)。
优选地，步骤S4中所述混纺纤维、1,5-己二烯二环氧化物、碱性催化剂、乙醇的质量比为1:(0.2-0.4):(0.3-0.5):(5-10)。
优选地，所述碱性催化剂选自三乙胺、三苯基膦、四丁基溴化铵中的至少一种。
进一步地，所述水泥基灌浆材料由如下重量份的原料制成：硅酸盐水泥35-55份、皂石粉3-7份、长石粉5-10份、细砂60-80份、添加剂1-3份、水40-60份。
优选地，所述添加剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤C1：将(2Z)-4-氧代-4-[3-(三氟甲基)-5,6-二氢-[1,2,4]三唑并[4,3-a]吡嗪-7(8H)-基]-1-(2,4,5-三氟苯基)丁-2-烯-2-胺、4,4'-二异硫氰酸基-2,2'-二苯乙烯磺酸二钠、8-{3-[(2E)-2-辛烯-1-基]-2-环氧乙烷基}辛酸、偶氮二异丁腈加入到四氢呋喃中，在60-80℃下搅拌反应3-5小时，后旋蒸除去四氢呋喃，得到中间产物；
步骤C2：将经过步骤C1制备得到的中间产物、单(6-氨基-6-去氧)倍他环糊精加入到二甲亚砜中，在80-90℃下搅拌反应4-6小时，后旋蒸除去二甲亚砜，得到添加剂。
优选地，步骤C1中所述(2Z)-4-氧代-4-[3-(三氟甲基)-5,6-二氢-[1,2,4]三唑并[4,3-a]吡嗪-7(8H)-基]-1-(2,4,5-三氟苯基)丁-2-烯-2-胺、4,4'-二异硫氰酸基-2,2'-二苯乙烯磺酸二钠、8-{3-[(2E)-2-辛烯-1-基]-2-环氧乙烷基}辛酸、偶氮二异丁腈、四氢呋喃的质量比1:1:1:(0.02-0.04):(10-15)。
优选地，步骤C2中所述中间产物、单(6-氨基-6-去氧)倍他环糊精、二甲亚砜的质量比为1:0.2:(3-5)。
进一步地，所述高强透光水泥基复合材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤N1：将透光树脂纤维放入制备高强透光水泥基复合材料的模具中，同时将水泥基灌浆材料搅拌均匀后浇入该模具中，固化5-10天后拆模，再经抛光打磨，得到材料基体层；所述透光树脂纤维总面积和高强透光水泥基复合材料横截面面积的比值为0.04-0.06；所述透光树脂纤维之间的距离为3-5mm；
步骤N2：取自清洁透明涂料，并将其均匀喷涂在经过步骤N1制备得到的材料基体层的室外透光面上形成罩面涂层，在常温下自然干燥或80℃～90℃烘干后，得到高强透光水泥基复合材料。
优选地，所述自清洁透明涂料为预先制备，制备方法参考中国发明专利201510506386.8。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
(1)本发明提供的高强透光水泥基复合材料，制备方法简单易行，施工方便，原料来源广泛，价格低廉，适合规模化生产，具有广泛的市场推广应用价值。
(2)本发明提供的高强透光水泥基复合材料，避免了传统水泥基透光树脂类复合材料普遍存在耐候性较差，树脂与水泥材料之间的相容性不好，需要另外涂覆界面改性剂，在实际使用时需要频繁清洗，一旦用于高层建筑表皮，将大大增加其清洗成本和使用成本的技术问题，具有强度大、综合性能优异、自清洁和透光能力强，耐久性好，能有效提高光利用效率的优点。
(3)本发明提供的高强透光水泥基复合材料，透光成分采用透光树脂纤维，这种材料是玻璃纤维和透光树脂纤维混纺制成，结合了二者的优点，在保证其更高的透光性的同时，提高了其强度和材料的密实性；纤维经过交联化处理，提高了其综合性能；水泥基灌浆材料中添加有皂石粉、长石粉，协同作用能提高材料的密实性，进而提高材料的综合性能，添加剂中含有氟硅结构，氨基环糊精结构和羧基结构，这些结构使得添加剂功能多样，减水率高，材料综合性能优异；由于在透光树脂纤维中引入了硅氧烷结构，无需再涂覆改性剂，使得材料各组分之间相容性好，材料稳定性佳。
具体实施方式
为了使本技术领域人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述特征、目的以及优点更加清晰易懂，下面结合实施例对本发明做进一步的说明。实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本发明实施例中使用到的自清洁透明涂料为预先制备，制备方法参考中国发明专利201510506386.8实施例1，其他原料均为商业购买。
实施例1
一种高强透光水泥基复合材料，包括材料基体层及涂覆在所述材料基体层表面的自清洁透明涂层；所述材料基体层由水泥基灌浆材料、透光树脂纤维组成；所述自清洁透明涂层为将清洁透明涂料均匀喷涂在材料基体层的室外透光面上所形成的罩面涂层。
所述透光树脂纤维首先通过2-氰基-3-[4-(三氟甲基)苯基]-丙烯酸乙酯、烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯、甲基丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷、烯丙基苯砜、氰烯菌酯经自由基聚合形成树脂材料，再将树脂材料制成树脂纤维，然后与玻璃纤维材料一起混纺，制成混纺纤维，最后通过交联处理制备而成。
所述透光树脂纤维的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将2-氰基-3-[4-(三氟甲基)苯基]-丙烯酸乙酯1kg、烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯1kg、甲基丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷1kg、烯丙基苯砜0.5kg、氰烯菌酯1kg、安息香0.03kg混合均匀后，置于模具中，并于波长为220nm的紫外光下照射30分钟，得到树脂材料；
步骤S2、将经过步骤S1制备得到的树脂材料加入到双螺杆中熔融挤出，后经过熔融、挤压、喷丝成型，得到树脂纤维；
步骤S3、按经过步骤S2制备得到的树脂纤维、玻璃纤维为原料进行开清棉工序将二者充分混匀，最后依次经过梳棉、并条、粗纱、细纱后制得混纺纤维；
步骤S4、将经过步骤S3制备得到的混纺纤维1kg浸泡于50℃下含有1,5-己二烯二环氧化物0.2kg、三乙胺0.3kg的乙醇5kg中10小时，后取出，用水洗3次，再用乙醇洗2次，最后置于真空干燥箱70℃下干燥至恒重。
所述水泥基灌浆材料由如下重量份的原料制成：硅酸盐水泥35份、皂石粉3份、长石粉5份、细砂60份、添加剂1份、水40份。
所述添加剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤C1：将(2Z)-4-氧代-4-[3-(三氟甲基)-5,6-二氢-[1,2,4]三唑并[4,3-a]吡嗪-7(8H)-基]-1-(2,4,5-三氟苯基)丁-2-烯-2-胺1kg、4,4'-二异硫氰酸基-2,2'-二苯乙烯磺酸二钠1kg、8-{3-[(2E)-2-辛烯-1-基]-2-环氧乙烷基}辛酸1kg、偶氮二异丁腈0.02kg加入到四氢呋喃10kg中，在60℃下搅拌反应3小时，后旋蒸除去四氢呋喃，得到中间产物；
步骤C2：将经过步骤C1制备得到的中间产物1kg、单(6-氨基-6-去氧)倍他环糊精0.2kg加入到二甲亚砜3kg中，在80℃下搅拌反应4小时，后旋蒸除去二甲亚砜，得到添加剂。
所述高强透光水泥基复合材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤N1：将透光树脂纤维放入制备高强透光水泥基复合材料的模具中，同时将水泥基灌浆材料搅拌均匀后浇入该模具中，固化5天后拆模，再经抛光打磨，得到材料基体层；所述透光树脂纤维总面积和高强透光水泥基复合材料横截面面积的比值为0.04；所述透光树脂纤维之间的距离为3mm；
步骤N2：取自清洁透明涂料，并将其均匀喷涂在经过步骤N1制备得到的材料基体层的室外透光面上形成罩面涂层，在常温下自然干燥后，得到高强透光水泥基复合材料。
实施例2
一种高强透光水泥基复合材料，包括材料基体层及涂覆在所述材料基体层表面的自清洁透明涂层；所述材料基体层由水泥基灌浆材料、透光树脂纤维组成；所述自清洁透明涂层为将清洁透明涂料均匀喷涂在材料基体层的室外透光面上所形成的罩面涂层。
所述透光树脂纤维首先通过2-氰基-3-[4-(三氟甲基)苯基]-丙烯酸乙酯、烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯、甲基丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷、烯丙基苯砜、氰烯菌酯经自由基聚合形成树脂材料，再将树脂材料制成树脂纤维，然后与玻璃纤维材料一起混纺，制成混纺纤维，最后通过交联处理制备而成。
所述透光树脂纤维的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将2-氰基-3-[4-(三氟甲基)苯基]-丙烯酸乙酯1kg、烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯1kg、甲基丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷1kg、烯丙基苯砜0.5kg、氰烯菌酯1kg、安息香乙醚0.035kg混合均匀后，置于模具中，并于波长为230nm的紫外光下照射32分钟，得到树脂材料；
步骤S2、将经过步骤S1制备得到的树脂材料加入到双螺杆中熔融挤出，后经过熔融、挤压、喷丝成型，得到树脂纤维；
步骤S3、按经过步骤S2制备得到的树脂纤维1kg、玻璃纤维0.25kg为原料进行开清棉工序将二者充分混匀，最后依次经过梳棉、并条、粗纱、细纱后制得混纺纤维；
步骤S4、将经过步骤S3制备得到的混纺纤维1kg浸泡于52℃下含有1,5-己二烯二环氧化物0.25kg、三苯基膦0.35kg的乙醇6kg中10小时，后取出，用水洗3次，再用乙醇洗2次，最后置于真空干燥箱73℃下干燥至恒重。
所述水泥基灌浆材料由如下重量份的原料制成：硅酸盐水泥40份、皂石粉4.5份、长石粉6.5份、细砂65份、添加剂1.5份、水45份。
所述添加剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤C1：将(2Z)-4-氧代-4-[3-(三氟甲基)-5,6-二氢-[1,2,4]三唑并[4,3-a]吡嗪-7(8H)-基]-1-(2,4,5-三氟苯基)丁-2-烯-2-胺1kg、4,4'-二异硫氰酸基-2,2'-二苯乙烯磺酸二钠1kg、8-{3-[(2E)-2-辛烯-1-基]-2-环氧乙烷基}辛酸1kg、偶氮二异丁腈0.025kg加入到四氢呋喃11kg中，在65℃下搅拌反应3.5小时，后旋蒸除去四氢呋喃，得到中间产物；
步骤C2：将经过步骤C1制备得到的中间产物1kg、单(6-氨基-6-去氧)倍他环糊精0.2kg加入到二甲亚砜3.5kg中，在82℃下搅拌反应4.5小时，后旋蒸除去二甲亚砜，得到添加剂。
所述高强透光水泥基复合材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤N1：将透光树脂纤维放入制备高强透光水泥基复合材料的模具中，同时将水泥基灌浆材料搅拌均匀后浇入该模具中，固化6.5天后拆模，再经抛光打磨，得到材料基体层；所述透光树脂纤维总面积和高强透光水泥基复合材料横截面面积的比值为0.045；所述透光树脂纤维之间的距离为3.5mm；
步骤N2：取自清洁透明涂料，并将其均匀喷涂在经过步骤N1制备得到的材料基体层的室外透光面上形成罩面涂层，在常温下自然干燥或83℃烘干后，得到高强透光水泥基复合材料。
实施例3
一种高强透光水泥基复合材料，包括材料基体层及涂覆在所述材料基体层表面的自清洁透明涂层；所述材料基体层由水泥基灌浆材料、透光树脂纤维组成；所述自清洁透明涂层为将清洁透明涂料均匀喷涂在材料基体层的室外透光面上所形成的罩面涂层。
所述透光树脂纤维首先通过2-氰基-3-[4-(三氟甲基)苯基]-丙烯酸乙酯、烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯、甲基丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷、烯丙基苯砜、氰烯菌酯经自由基聚合形成树脂材料，再将树脂材料制成树脂纤维，然后与玻璃纤维材料一起混纺，制成混纺纤维，最后通过交联处理制备而成。
所述透光树脂纤维的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将2-氰基-3-[4-(三氟甲基)苯基]-丙烯酸乙酯1kg、烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯1kg、甲基丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷1kg、烯丙基苯砜0.5kg、氰烯菌酯1kg、二苯基乙酮0.04kg混合均匀后，置于模具中，并于波长为230nm的紫外光下照射35分钟，得到树脂材料；
步骤S2、将经过步骤S1制备得到的树脂材料加入到双螺杆中熔融挤出，后经过熔融、挤压、喷丝成型，得到树脂纤维；
步骤S3、按经过步骤S2制备得到的树脂纤维1kg、玻璃纤维0.3kg为原料进行开清棉工序将二者充分混匀，最后依次经过梳棉、并条、粗纱、细纱后制得混纺纤维；
步骤S4、将经过步骤S3制备得到的混纺纤维1kg浸泡于55℃下含有1,5-己二烯二环氧化物0.3kg、四丁基溴化铵0.4kg的乙醇7.5kg中10小时，后取出，用水洗3次，再用乙醇洗2次，最后置于真空干燥箱75℃下干燥至恒重。
所述水泥基灌浆材料由如下重量份的原料制成：硅酸盐水泥45份、皂石粉5份、长石粉7.5份、细砂70份、添加剂2份、水50份。
所述添加剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤C1：将(2Z)-4-氧代-4-[3-(三氟甲基)-5,6-二氢-[1,2,4]三唑并[4,3-a]吡嗪-7(8H)-基]-1-(2,4,5-三氟苯基)丁-2-烯-2-胺1kg、4,4'-二异硫氰酸基-2,2'-二苯乙烯磺酸二钠1kg、8-{3-[(2E)-2-辛烯-1-基]-2-环氧乙烷基}辛酸1kg、偶氮二异丁腈0.03kg加入到四氢呋喃13kg中，在70℃下搅拌反应4小时，后旋蒸除去四氢呋喃，得到中间产物；
步骤C2：将经过步骤C1制备得到的中间产物1kg、单(6-氨基-6-去氧)倍他环糊精0.2kg加入到二甲亚砜4kg中，在85℃下搅拌反应5小时，后旋蒸除去二甲亚砜，得到添加剂。
所述高强透光水泥基复合材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤N1：将透光树脂纤维放入制备高强透光水泥基复合材料的模具中，同时将水泥基灌浆材料搅拌均匀后浇入该模具中，固化8天后拆模，再经抛光打磨，得到材料基体层；所述透光树脂纤维总面积和高强透光水泥基复合材料横截面面积的比值为0.05；所述透光树脂纤维之间的距离为4mm；
步骤N2：取自清洁透明涂料，并将其均匀喷涂在经过步骤N1制备得到的材料基体层的室外透光面上形成罩面涂层，在常温下自然干燥或85℃烘干后，得到高强透光水泥基复合材料。
实施例4
一种高强透光水泥基复合材料，包括材料基体层及涂覆在所述材料基体层表面的自清洁透明涂层；所述材料基体层由水泥基灌浆材料、透光树脂纤维组成；所述自清洁透明涂层为将清洁透明涂料均匀喷涂在材料基体层的室外透光面上所形成的罩面涂层。
所述透光树脂纤维首先通过2-氰基-3-[4-(三氟甲基)苯基]-丙烯酸乙酯、烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯、甲基丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷、烯丙基苯砜、氰烯菌酯经自由基聚合形成树脂材料，再将树脂材料制成树脂纤维，然后与玻璃纤维材料一起混纺，制成混纺纤维，最后通过交联处理制备而成。
所述透光树脂纤维的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将2-氰基-3-[4-(三氟甲基)苯基]-丙烯酸乙酯1kg、烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯1kg、甲基丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷1kg、烯丙基苯砜0.5kg、氰烯菌酯1kg、光引发剂0.045kg混合均匀后，置于模具中，并于波长为240nm的紫外光下照射38分钟，得到树脂材料；所述光引发剂是安息香、安息香乙醚、二苯基乙酮按质量比1:3:5混合而成；
步骤S2、将经过步骤S1制备得到的树脂材料加入到双螺杆中熔融挤出，后经过熔融、挤压、喷丝成型，得到树脂纤维；
步骤S3、按经过步骤S2制备得到的树脂纤维1kg、玻璃纤维0.35kg为原料进行开清棉工序将二者充分混匀，最后依次经过梳棉、并条、粗纱、细纱后制得混纺纤维；
步骤S4、将经过步骤S3制备得到的混纺纤维1kg浸泡于58℃下含有1,5-己二烯二环氧化物0.35kg、碱性催化剂0.45kg的乙醇9.5kg中10小时，后取出，用水洗3次，再用乙醇洗2次，最后置于真空干燥箱78℃下干燥至恒重；所述碱性催化剂是三乙胺、三苯基膦、四丁基溴化铵按质量比1:3:5混合而成。
所述水泥基灌浆材料由如下重量份的原料制成：硅酸盐水泥53份、皂石粉6份、长石粉9份、细砂78份、添加剂2.5份、水55份。
所述添加剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤C1：将(2Z)-4-氧代-4-[3-(三氟甲基)-5,6-二氢-[1,2,4]三唑并[4,3-a]吡嗪-7(8H)-基]-1-(2,4,5-三氟苯基)丁-2-烯-2-胺1kg、4,4'-二异硫氰酸基-2,2'-二苯乙烯磺酸二钠1kg、8-{3-[(2E)-2-辛烯-1-基]-2-环氧乙烷基}辛酸1kg、偶氮二异丁腈0.035kg加入到四氢呋喃14.5kg中，在78℃下搅拌反应4.5小时，后旋蒸除去四氢呋喃，得到中间产物；
步骤C2：将经过步骤C1制备得到的中间产物1kg、单(6-氨基-6-去氧)倍他环糊精0.2kg加入到二甲亚砜4.5kg中，在88℃下搅拌反应5.5小时，后旋蒸除去二甲亚砜，得到添加剂。
所述高强透光水泥基复合材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤N1：将透光树脂纤维放入制备高强透光水泥基复合材料的模具中，同时将水泥基灌浆材料搅拌均匀后浇入该模具中，固化9天后拆模，再经抛光打磨，得到材料基体层；所述透光树脂纤维总面积和高强透光水泥基复合材料横截面面积的比值为0.055；所述透光树脂纤维之间的距离为4.5mm；
步骤N2：取自清洁透明涂料，并将其均匀喷涂在经过步骤N1制备得到的材料基体层的室外透光面上形成罩面涂层，在常温下自然干燥或88℃烘干后，得到高强透光水泥基复合材料。
实施例5
一种高强透光水泥基复合材料，包括材料基体层及涂覆在所述材料基体层表面的自清洁透明涂层；所述材料基体层由水泥基灌浆材料、透光树脂纤维组成；所述自清洁透明涂层为将清洁透明涂料均匀喷涂在材料基体层的室外透光面上所形成的罩面涂层。
所述透光树脂纤维首先通过2-氰基-3-[4-(三氟甲基)苯基]-丙烯酸乙酯、烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯、甲基丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷、烯丙基苯砜、氰烯菌酯经自由基聚合形成树脂材料，再将树脂材料制成树脂纤维，然后与玻璃纤维材料一起混纺，制成混纺纤维，最后通过交联处理制备而成。
所述透光树脂纤维的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将2-氰基-3-[4-(三氟甲基)苯基]-丙烯酸乙酯1kg、烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯1kg、甲基丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷1kg、烯丙基苯砜0.5kg、氰烯菌酯1kg、安息香乙醚0.05kg混合均匀后，置于模具中，并于波长为250nm的紫外光下照射40分钟，得到树脂材料；
步骤S2、将经过步骤S1制备得到的树脂材料加入到双螺杆中熔融挤出，后经过熔融、挤压、喷丝成型，得到树脂纤维；
步骤S3、按经过步骤S2制备得到的树脂纤维1kg、玻璃纤维0.4kg为原料进行开清棉工序将二者充分混匀，最后依次经过梳棉、并条、粗纱、细纱后制得混纺纤维；
步骤S4、将经过步骤S3制备得到的混纺纤维1kg浸泡于60℃下含有1,5-己二烯二环氧化物0.4kg、三乙胺0.5kg的乙醇10kg中10小时，后取出，用水洗3次，再用乙醇洗2次，最后置于真空干燥箱80℃下干燥至恒重。
所述水泥基灌浆材料由如下重量份的原料制成：硅酸盐水泥55份、皂石粉7份、长石粉10份、细砂80份、添加剂3份、水60份。
所述添加剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤C1：将(2Z)-4-氧代-4-[3-(三氟甲基)-5,6-二氢-[1,2,4]三唑并[4,3-a]吡嗪-7(8H)-基]-1-(2,4,5-三氟苯基)丁-2-烯-2-胺1kg、4,4'-二异硫氰酸基-2,2'-二苯乙烯磺酸二钠1kg、8-{3-[(2E)-2-辛烯-1-基]-2-环氧乙烷基}辛酸1kg、偶氮二异丁腈0.04kg加入到四氢呋喃15kg中，在80℃下搅拌反应5小时，后旋蒸除去四氢呋喃，得到中间产物；
步骤C2：将经过步骤C1制备得到的中间产物1kg、单(6-氨基-6-去氧)倍他环糊精0.2kg加入到二甲亚砜5kg中，在90℃下搅拌反应6小时，后旋蒸除去二甲亚砜，得到添加剂。
所述高强透光水泥基复合材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤N1：将透光树脂纤维放入制备高强透光水泥基复合材料的模具中，同时将水泥基灌浆材料搅拌均匀后浇入该模具中，固化10天后拆模，再经抛光打磨，得到材料基体层；所述透光树脂纤维总面积和高强透光水泥基复合材料横截面面积的比值为0.06；所述透光树脂纤维之间的距离为5mm；
步骤N2：取自清洁透明涂料，并将其均匀喷涂在经过步骤N1制备得到的材料基体层的室外透光面上形成罩面涂层，在常温下自然干燥或90℃烘干后，得到高强透光水泥基复合材料。
对比例1
本例提供一种高强环保透光水泥砂浆，按照中国发明专利CN 106242444 B实施例1的配方制备而成。
对比例2
本例提供一种高强透光水泥基复合材料，配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是所述透光树脂纤维没有与玻璃纤维混纺，之间由树脂纤维制成。
对比例3
本例提供一种高强透光水泥基复合材料，配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是所述水泥基灌浆材料没有添加皂石粉。
对比例4
本例提供一种高强透光水泥基复合材料，配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是所述水泥基灌浆材料没有添加添加剂。
将以上实施例1-5及对比例1-5制备得到的高强透光水泥基复合材料进行性能测试，测试方法及测试结果见表1。
表1
从表1可以看出，本发明实施例公开的高强透光水泥基复合材料具有更加优异的抗压强度、透光性和耐沾污性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种高强透光水泥基复合材料，其特征在于，包括材料基体层及涂覆在所述材料基体层表面的自清洁透明涂层；所述材料基体层由水泥基灌浆材料、透光树脂纤维组成；所述自清洁透明涂层为将清洁透明涂料均匀喷涂在材料基体层的室外透光面上所形成的罩面涂层。
2.根据权利要求1所述的一种高强透光水泥基复合材料，其特征在于，所述透光树脂纤维首先通过2-氰基-3-[4-(三氟甲基)苯基]-丙烯酸乙酯、烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯、甲基丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷、烯丙基苯砜、氰烯菌酯经自由基聚合形成树脂材料，再将树脂材料制成树脂纤维，然后与玻璃纤维材料一起混纺，制成混纺纤维，最后通过交联处理制备而成。
3.根据权利要求1所述的一种高强透光水泥基复合材料，其特征在于，所述水泥基灌浆材料由如下重量份的原料制成：硅酸盐水泥35-55份、皂石粉3-7份、长石粉5-10份、细砂60-80份、添加剂1-3份、水40-60份。
4.根据权利要求3所述的一种高强透光水泥基复合材料，其特征在于，所述添加剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤C1：将(2Z)-4-氧代-4-[3-(三氟甲基)-5,6-二氢-[1,2,4]三唑并[4,3-a]吡嗪-7(8H)-基]-1-(2,4,5-三氟苯基)丁-2-烯-2-胺、4,4'-二异硫氰酸基-2,2'-二苯乙烯磺酸二钠、8-{3-[(2E)-2-辛烯-1-基]-2-环氧乙烷基}辛酸、偶氮二异丁腈加入到四氢呋喃中，在60-80℃下搅拌反应3-5小时，后旋蒸除去四氢呋喃，得到中间产物；
步骤C2：将经过步骤C1制备得到的中间产物、单(6-氨基-6-去氧)倍他环糊精加入到二甲亚砜中，在80-90℃下搅拌反应4-6小时，后旋蒸除去二甲亚砜，得到添加剂。
5.根据权利要求4所述的一种高强透光水泥基复合材料，其特征在于，步骤C1中所述(2Z)-4-氧代-4-[3-(三氟甲基)-5,6-二氢-[1,2,4]三唑并[4,3-a]吡嗪-7(8H)-基]-1-(2,4,5-三氟苯基)丁-2-烯-2-胺、4,4'-二异硫氰酸基-2,2'-二苯乙烯磺酸二钠、8-{3-[(2E)-2-辛烯-1-基]-2-环氧乙烷基}辛酸、偶氮二异丁腈、四氢呋喃的质量比1:1:1:(0.02-0.04):(10-15)；步骤C2中所述中间产物、单(6-氨基-6-去氧)倍他环糊精、二甲亚砜的质量比为1:0.2:(3-5)。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的高强透光水泥基复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤N1：将透光树脂纤维放入制备高强透光水泥基复合材料的模具中，同时将水泥基灌浆材料搅拌均匀后浇入该模具中，固化5-10天后拆模，再经抛光打磨，得到材料基体层；
步骤N2：取自清洁透明涂料，并将其均匀喷涂在经过步骤N1制备得到的材料基体层的室外透光面上形成罩面涂层，在常温下自然干燥或80℃～90℃烘干后，得到高强透光水泥基复合材料。
7.一种透光树脂纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、将2-氰基-3-[4-(三氟甲基)苯基]-丙烯酸乙酯、烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯、甲基丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷、烯丙基苯砜、氰烯菌酯、光引发剂混合均匀后，置于模具中，并于波长为220-250nm的紫外光下照射30-40分钟，得到树脂材料；
步骤S2、将经过步骤S1制备得到的树脂材料加入到双螺杆中熔融挤出，后经过熔融、挤压、喷丝成型，得到树脂纤维；
步骤S3、按经过步骤S2制备得到的树脂纤维、玻璃纤维为原料进行开清棉工序将二者充分混匀，最后依次经过梳棉、并条、粗纱、细纱后制得混纺纤维；
步骤S4、将经过步骤S3制备得到的混纺纤维浸泡于50-60℃下含有1,5-己二烯二环氧化物、碱性催化剂的乙醇中10小时，后取出，用水洗3次，再用乙醇洗2次，最后置于真空干燥箱70-80℃下干燥至恒重。
8.根据权利要求7所述的一种透光树脂纤维的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述2-氰基-3-[4-(三氟甲基)苯基]-丙烯酸乙酯、烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯、甲基丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷、烯丙基苯砜、氰烯菌酯、光引发剂的质量比为1:1:1:0.5:1:(0.03-0.05)。
9.根据权利要求7所述的一种透光树脂纤维的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述树脂纤维、玻璃纤维的质量比为1:(0.2-0.4)；步骤S4中所述混纺纤维、1,5-己二烯二环氧化物、碱性催化剂、乙醇的质量比为1:(0.2-0.4):(0.3-0.5):(5-10)。
10.根据权利要求7所述的一种透光树脂纤维的制备方法，其特征在于，所述光引发剂选自安息香、安息香乙醚、二苯基乙酮中的至少一种；所述碱性催化剂选自三乙胺、三苯基膦、四丁基溴化铵中的至少一种。
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