CN113173749A - 一种含有改性玄武岩纤维的胶凝材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含有改性玄武岩纤维的胶凝材料及其制备方法，所述胶凝材料包括水泥、固废骨料和改性玄武岩纤维，所述改性玄武岩纤维的制备原料包括玄武岩纤维、凹凸棒石和硅烷偶联剂。所述制备方法包括：预处理玄武岩纤维，改性凹凸棒石，改性玄武岩纤维，制备所述胶凝材料。本发明提供的凹凸棒石表面修饰玄武岩纤维，显著提高了玄武岩纤维的表面粗糙度，增加玄武岩纤维的表面活性，改善玄武岩纤维在胶凝材料中界面性能，相比于常规的玄武岩纤维，其应用在胶凝材料中时，可大幅度提升材料的力学性能，提高材料韧性和强度。本发明处理工艺简单，成本低廉，产生的污染物较少，环保性高。

Description

一种含有改性玄武岩纤维的胶凝材料及其制备方法
技术领域
本发明属于新型无机材料技术领域，具体涉一种含有改性玄武岩纤维的胶凝材料及其制备方法。
背景技术
玄武岩纤维是以玄武岩矿石为原料，通过熔融拉丝工艺制备得到的一种新型高性能无机纤维，其制造过程中无需任何添加剂，且无硼和其他碱金属氧化物排出，对环境无污染。此外，玄武岩纤维具有一系列优异的特性，如高比强度和比模量、优异的耐高温性能、耐腐蚀性能、低吸湿性能等。玄武岩纤维作为一种极具应用前景的新型高性能无机纤维，近年来得到了研究者的广泛关注，可以将其作为增强纤维制备水泥基复合材料。在无机纤维中，玄武岩纤维的优势主要体现在：一方面，可在部分技术上替代严重短缺且昂贵的碳纤维材料，且不产生与石棉相关的环境问题；另一方面，在很多方面都优于玻璃纤维，且与金属、塑料、无机非金属材料等有良好的兼容性。
玄武岩短切纤维通常被用作增强复合材料，然而，玄武岩纤维表面光滑，不利于其与基体材料粘结。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种含有改性玄武岩纤维的胶凝材料及其制备方法，第一方面，所述胶凝材料包括水泥、固废骨料和改性玄武岩纤维，所述改性玄武岩纤维的制备原料包括玄武岩纤维、凹凸棒石和硅烷偶联剂。
本发明所述的胶凝材料利用改性玄武岩纤维代替现有技术中的玄武岩纤维，增强胶凝材料的抗折强度和抗压强度。本发明利用凹凸棒石独特的纤维状特征、较大的比表面积和良好的流变性特点，采用凹凸棒石表面修饰玄武岩纤维，显著增加玄武岩纤维的表面活性，改善玄武岩纤维在所述胶凝材料中界面性能，大幅度提升玄武岩纤维对所述胶凝材料的韧性的增强效果。
可选的，所述固废骨料选自铁尾矿、矿粉、粉煤灰、砂子或高炉渣中的一种或两种以上的组合。
可选的，所述硅烷偶联剂选自硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560或硅烷偶联剂KH570中的一种。
可选的，所述玄武岩纤维的长度为10-30mm。
可选的，所述凹凸棒石的粒径为260-460nm，优选为390-460nm。
传统的玄武岩纤维表面改性方法有等离子体处理法、表面涂层处理法、表面化学改性处理法等，但这些方法对玄武岩纤维表面粗糙度的提升幅度有限，不能很好的解决玄武岩纤维表面过于光滑，在胶凝材料中界面性能不足的缺点。新兴的碳纳米管表面修饰法，可以增加玄武岩纤维与其基体之间的界面的相互作用，使层间剪切力增强，但碳纳米管等纳米碳材料价格昂贵，不利于压缩成本从而实现规模化生产。
凹凸棒石具有层链状晶体结构和纤维状形貌，所述改性玄武岩纤维的表面即具有凹凸棒石上述独特的形貌特征，能改善由于玄武岩纤维表面过于光滑造成的界面性能差、力学性能低等问题。另外，本发明特异性地选择凹凸棒石作为改性原料，凹凸棒石为无机矿物，与玄武岩纤维以及所述胶凝材料的各组分相容性较好；凹凸棒石有强吸水性，且在水中崩散，其悬浮液即使遇到电介质也不絮凝沉淀，因此凹凸棒石在反应介质中表现出优异的分散性，其改性的玄武岩纤维的分散性也随之提高，有利于所述改性玄武岩纤维在所述胶凝材料中分散均匀，整体提高所述胶凝材料的强度。凹凸棒石的引入还能够增强所述胶凝材料的除臭、杀菌性能。
改性原理为：所述硅烷偶联剂水解后生成硅醇，硅醇分别与凹凸棒石表面的羟基、玄武岩纤维表面的羟基产生作用，分别附着在凹凸棒石和玄武岩纤维的表面，然后凹凸棒石和玄武岩纤维表面的硅醇，发生脱水缩合反应，使得凹凸棒石附着于玄武岩纤维上。
可选的，所述胶凝材料还包括有机骨料，所述有机骨料包括改性聚乙烯醇，使用有机骨料能够进一步提高所述胶凝材料的强度。所述改性聚乙烯醇的制备原料包括聚乙烯醇、凹凸棒石和硅烷偶联剂。
优选的，所述聚乙烯醇的醇解度为87-89mol％，粘度为40-48mPa.s。
然而，现有技术中聚乙烯醇用于水泥基材料的难度较大，工艺复杂，且不利于水泥基材料的流动性能，聚乙烯醇常温下不溶于水，需要在70-90℃的热水中才有一定量溶解。本发明中的凹凸棒石能够通过硅烷偶联剂，“桥联”至与聚乙烯醇，对聚乙烯醇进行修饰，显著改善其亲水性，以及与所述胶凝材料中各组分的混合性能，提高聚乙烯醇的分散性能。至此，本发明选择的改性活性物质—凹凸棒石，既能够改性玄武岩纤维，增加其表面活性，同时，还能作用于有机骨料，为获得高性能水泥基材料提供了新的选择和方法。
可选的，所述胶凝材料的制备原料的质量份数如下：水泥20-30份，固废骨料80-100份，改性玄武岩纤维0.1-2份，改性聚乙烯醇5-8份，水15-20份；
所述改性玄武岩纤维的制备原料的质量份数如下：玄武岩纤维85-100份、凹凸棒石10-18份，硅烷偶联剂5-10份；将制备得到的改性玄武岩纤维取0.1-2质量份，加入到水泥和固废骨料中，制备所述胶凝材料。
所述改性聚乙烯醇的制备原料的质量份数如下：聚乙烯醇80-100份、凹凸棒石6-10份，硅烷偶联剂3-5份；将制备得到的改性聚乙烯醇取5-8质量份，加入到水泥和固废骨料中，制备所述胶凝材料。
所述固废骨料中各组分的的质量份数如下：铁尾矿40-44份，砂子15-18份，矿粉15-20份，粉煤灰10-13份，高炉渣0-5份。
第二方面，本发明提供了所述胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：
S100：使用刻蚀剂浸泡处理玄武岩纤维，得到预处理的玄武岩纤维；
S200：制备第一硅烷偶联剂溶液，并用第一硅烷偶联剂溶液改性凹凸棒石，得到第一混合液；
S300：将步骤S100得到的所述预处理的玄武岩纤维加入所述第一混合液并搅拌，进行改性，得到所述改性玄武岩纤维；
S400：将所述水泥、固废骨料、所述改性玄武岩纤维与水进行搅拌，得到所述胶凝材料。
可选的，所述刻蚀剂为氢氧化钠溶液或盐酸溶液，浓度为1-2mol/L。
步骤S100具体为：(1)将玄武岩纤维置于研钵中进行研磨分散，使其分散均匀；(2)将分散的玄武岩纤维置于1mol/L的刻蚀剂中浸泡1h，然后水洗至中性，得到预处理的玄武岩纤维。
可选的，所述第一硅烷偶联剂溶液的质量分数为5-8％。
步骤S200具体为：(3)配置第一硅烷偶联剂溶液，在60℃下搅拌20-30min，使硅烷偶联剂完全水解；(4)将凹凸棒石加入第一硅烷偶联剂溶液中，进行改性，60℃下搅拌30-40min，得到第一混合液。
可选的，步骤S300的改性温度为50-60℃，改性时间为1.5-2h。所述改性玄武岩纤维放入烘箱中，在100℃下烘干5min即可使用。
可选的，步骤(3)中搅拌速率为100-120r/min，使硅烷偶联剂可以充分水解。
可选的，步骤S300的搅拌速率为60-80r/min，既保证第一混合液中的凹凸棒石不会发生沉降，又保证了玄武岩纤维在第一混合液中充分改性。
可选的，步骤S400之前还包括：(5)配置第二硅烷偶联剂溶液，在60℃下搅拌20-30min，使硅烷偶联剂完全水解；(6)将凹凸棒石加入第二硅烷偶联剂溶液中，进行改性，60℃下搅拌30-40min，得到第二混合液；(7)将聚乙烯醇加入所述第二混合液并搅拌，进行改性，得到所述改性聚乙烯醇。
可选的，所述第二硅烷偶联剂溶液的质量分数为2-4％。
可选的，步骤(5)中搅拌速率为100-120r/min，步骤(7)的搅拌速率为80-100r/min，保证了聚乙烯醇在第二混合液中充分改性。
本发明所述的含有改性玄武岩纤维的胶凝材料及其制备方法，有益效果：所述改性玄武岩纤维既具有玄武岩纤维的耐腐蚀性好、价格低廉、原料易得、低导热性和较好的介电性能等多重优良性能，又显著提高了玄武岩纤维的表面粗糙度，增加玄武岩纤维的表面活性，改善玄武岩纤维在胶凝材料中界面性能，相比于常规的玄武岩纤维，其应用在胶凝材料中时，可大幅度提升材料的力学性能，提高材料韧性和强度。本发明处理工艺简单，成本低廉，产生的污染物较少，环保性较高。
附图说明
图1为未改性的玄武岩纤维SEM图。
图2为改性的玄武岩纤维的表面SEM图(100μm)。
图3为改性的玄武岩纤维的表面SEM图(20μm)。
图4为改性的玄武岩纤维的表面SEM图(10μm)。
图5为改性的玄武岩纤维的表面SEM图(5μm)及部分放大图。
具体实施方式
以下实施例和对比例所用的水泥为C25水泥。
实施例1
本实施例所述的胶凝材料的制备原料的质量份数如下：水泥20份，河北省涞源县铁尾矿40份，砂子15份，河北唐钢股份有限公司矿粉15份，河南省郑州市粉煤灰10份，改性玄武岩纤维0.1份，水15份；
所述改性玄武岩纤维的制备原料的质量份数如下：玄武岩纤维100份(长度10mm)、凹凸棒石10份(粒径260nm)，硅烷偶联剂KH570为5份；将制备得到的改性玄武岩纤维取0.1质量份，加入到水泥和固废骨料中，制备所述胶凝材料。
所述的胶凝材料的制备方法如下：
(1)将玄武岩纤维置于研钵中进行研磨分散，使其分散均匀；
(2)将分散的玄武岩纤维置于1mol/L的NaOH溶液中浸泡1h，然后水洗至中性，得到预处理的玄武岩纤维；
(3)配置第一硅烷偶联剂溶液，质量分数为5％，在60℃下搅拌20-30min，搅拌速率为100r/min，使硅烷偶联剂完全水解；
(4)将凹凸棒石加入第一硅烷偶联剂溶液中，进行改性，60℃下搅拌30-40min，得到第一混合液；
(5)将步骤(2)得到的所述预处理的玄武岩纤维加入所述第一混合液并搅拌，搅拌速率为60r/min，进行改性，得到所述改性玄武岩纤维；
(6)将水泥、固废骨料、所述改性玄武岩纤维与水混合并进行搅拌，得到所述胶凝材料。
对比例1
本对比例所述的胶凝材料的制备原料的质量份数如下：水泥20份，铁尾矿40份，砂子15份，矿粉15份，粉煤灰10份，玄武岩纤维0.1份，水15份。
所述的胶凝材料的制备方法：
(1)将玄武岩纤维置于研钵中进行研磨分散，使其分散均匀；
(2)将水泥、固废骨料、玄武岩纤维与水混合并进行搅拌，得到所述胶凝材料。
对比例2
本对比例所述的胶凝材料的制备原料的质量份数如下：水泥20份，铁尾矿40份，砂子15份，矿粉15份，粉煤灰10份，改性玄武岩纤维0.1份，水15份；
所述改性玄武岩纤维的制备原料的质量份数如下：玄武岩纤维100份(长度20mm)、凹凸棒石10份(粒径390nm)；将制备得到的改性玄武岩纤维取0.1质量份，加入到水泥和固废骨料中，制备所述胶凝材料。
所述的胶凝材料的制备方法：
(1)将玄武岩纤维置于研钵中进行研磨分散，使其分散均匀；
(2)将分散的玄武岩纤维置于1mol/L的NaOH溶液中浸泡1h，然后水洗至中性，得到预处理的玄武岩纤维；
(3)将凹凸棒石加入水中，60℃下搅拌分散，再加入步骤(2)得到的所述预处理的玄武岩纤维，60℃下搅拌混合，搅拌速率为60r/min，得到改性玄武岩纤维；
(4)将水泥、固废骨料、改性玄武岩纤维与水混合并进行搅拌，得到所述胶凝材料。
对比例3
本对比例所述的胶凝材料的制备原料的质量份数，与实施例1相同。
所述的胶凝材料的制备方法，与实施例1相同，区别在于：没有步骤(2)的玄武岩纤维在NaOH溶液中预处理的环节。
实施例2
本实施例所述的胶凝材料的制备原料的质量份数，与实施例1相同，区别在于：再加入高炉渣5份。
所述的胶凝材料的制备方法，与实施例1相同。
实施例3
本实施例所述的胶凝材料的制备原料的质量份数，与实施例2相同，区别在于：还包括改性聚乙烯醇5份；
所述改性聚乙烯醇的制备原料的质量份数如下：聚乙烯醇100份(醇解度为87-89mol％，粘度为40-48mPa.s)、凹凸棒石10份，硅烷偶联剂5份；将制备得到的改性聚乙烯醇取5质量份，加入到水泥和固废骨料中，制备所述胶凝材料。
所述的胶凝材料的制备方法，与实施例2相同，区别在于：在步骤(5)和(6)之间增加改性聚乙烯醇的制备：
(a)配置第二硅烷偶联剂溶液，质量分数为2％，在60℃下搅拌20-30min，搅拌速率为100r/min，使硅烷偶联剂完全水解；
(b)将凹凸棒石加入第二硅烷偶联剂溶液中，进行改性，60℃下搅拌30-40min，得到第二混合液；
(c)将聚乙烯醇加入所述第二混合液并搅拌，搅拌速率为80r/min，进行改性，得到所述改性聚乙烯醇。
实施例4
本实施例所述的胶凝材料的制备原料的质量份数，与实施例3相同，区别在于：玄武岩纤维的长度为30mm。
所述的胶凝材料的制备方法，与实施例3相同。
实施例5
本实施例所述的胶凝材料的制备原料的质量份数，与实施例3相同，区别在于：玄武岩纤维的长度为40mm。
所述的胶凝材料的制备方法，与实施例3相同。
实施例6
本实施例所述的胶凝材料的制备原料的质量份数，与实施例4相同，区别在于：凹凸棒石的粒径为390nm。
所述的胶凝材料的制备方法，与实施例4相同。
实施例7
本实施例所述的胶凝材料的制备原料的质量份数，与实施例4相同，区别在于：凹凸棒石的粒径为460nm。
所述的胶凝材料的制备方法，与实施例4相同。
实施例8
本实施例所述的胶凝材料的制备原料的质量份数，与实施例4相同，区别在于：凹凸棒石的粒径为470nm。
所述的胶凝材料的制备方法，与实施例4相同。
实施例9
本实施例所述的胶凝材料的制备原料的质量份数，与实施例6相同，区别在于：改性玄武岩纤维2份。
所述的胶凝材料的制备方法，与实施例6相同。
实施例10
本实施例所述的胶凝材料的制备原料的质量份数，与实施例6相同，区别在于：改性玄武岩纤维2.5份。
所述的胶凝材料的制备方法，与实施例6相同。
实施例11
本实施例所述的胶凝材料的制备原料的质量份数，与实施例6相同，区别在于：所述改性玄武岩纤维的制备原料的质量份数如下：玄武岩纤维85份(长度30mm)、凹凸棒石18份(粒径390nm)，硅烷偶联剂KH570为10份；将制备得到的改性玄武岩纤维取0.1质量份，加入到水泥和固废骨料中，制备所述胶凝材料。
所述的胶凝材料的制备方法，与实施例6相同。
实施例12
本实施例所述的胶凝材料的制备原料的质量份数，与实施例6相同，区别在于：所述改性玄武岩纤维的制备原料的质量份数如下：玄武岩纤维105份(长度30mm)、凹凸棒石20份(粒径390nm)，硅烷偶联剂KH570为11份；将制备得到的改性玄武岩纤维取0.1质量份，加入到水泥和固废骨料中，制备所述胶凝材料。
所述的胶凝材料的制备方法，与实施例6相同。
实施例13
本实施例所述的胶凝材料的制备原料的质量份数，与实施例11相同，区别在于：改性聚乙烯醇8份。
所述的胶凝材料的制备方法，与实施例11相同。
实施例14
本实施例所述的胶凝材料的制备原料的质量份数，与实施例11相同，区别在于：改性聚乙烯醇9份。
所述的胶凝材料的制备方法，与实施例11相同。
实施例15
本实施例所述的胶凝材料的制备原料的质量份数，与实施例13相同，区别在于：所述改性聚乙烯醇的制备原料的质量份数如下：聚乙烯醇80份、凹凸棒石6份，硅烷偶联剂3份；将制备得到的改性聚乙烯醇取8质量份，加入到水泥和固废骨料中，制备所述胶凝材料。
所述的胶凝材料的制备方法，与实施例13相同。
实施例16
本实施例所述的胶凝材料的制备原料的质量份数，与实施例13相同，区别在于：所述改性聚乙烯醇的制备原料的质量份数如下：聚乙烯醇105份、凹凸棒石11份，硅烷偶联剂6份；将制备得到的改性聚乙烯醇取8质量份，加入到水泥和固废骨料中，制备所述胶凝材料。
所述的胶凝材料的制备方法，与实施例13相同。
实施例17
本实施例所述的胶凝材料的制备原料的质量份数，与实施例13相同，区别在于：聚乙烯醇的醇解度为78mol％。
所述的胶凝材料的制备方法，与实施例13相同。
实施例18
本实施例所述的胶凝材料的制备原料的质量份数，与实施例13相同。
所述的胶凝材料的制备方法，与实施例13相同，区别在于，步骤(3)中配置第一硅烷偶联剂溶液的搅拌速率为120r/min。
实施例19
本实施例所述的胶凝材料的制备原料的质量份数，与实施例13相同。
所述的胶凝材料的制备方法，与实施例13相同，区别在于，步骤(3)中配置第一硅烷偶联剂溶液的搅拌速率为90r/min。
实施例20
本实施例所述的胶凝材料的制备原料的质量份数，与实施例18相同。
所述的胶凝材料的制备方法，与实施例18相同，区别在于，步骤(5)中预处理的玄武岩纤维改性时的搅拌速率为80r/min。
实施例21
本实施例所述的胶凝材料的制备原料的质量份数，与实施例18相同。
所述的胶凝材料的制备方法，与实施例18相同，区别在于，步骤(5)中预处理的玄武岩纤维改性时的搅拌速率为50r/min。
实施例22
本实施例所述的胶凝材料的制备原料的质量份数，与实施例20相同，区别在于，硅烷偶联剂为KH560。
所述的胶凝材料的制备方法，与实施例20相同。
实施例23
本实施例所述的胶凝材料的制备原料的质量份数，与实施例20相同。
所述的胶凝材料的制备方法，与实施例20相同，区别在于，步骤(2)为：将分散的玄武岩纤维置于1mol/L的HCl溶液中浸泡1h，然后水洗至中性，得到预处理的玄武岩纤维。
实施例24
本实施例所述的胶凝材料的制备原料的质量份数，与实施例20相同，区别在于：水泥30份，河北省涞源县铁尾矿44份，砂子18份，河北唐钢股份有限公司矿粉20份，河南省郑州市粉煤灰13份，高炉渣5份，水20份。
所述的胶凝材料的制备方法，与实施例20相同。
表1实施例1-24和对比例1-3的效果对比
Figure BDA0003034450310000101
Figure BDA0003034450310000111
由表1可知，本发明制备的所述胶凝材料，与对比例1使用未改性玄武岩纤维制得的胶凝材料相比，抗折强度和抗压强度均有明显提高；对比例2为添加硅烷偶联剂，可能导致玄武岩纤维与凹凸棒石的结合效果不理想，其强度提高有限，而且7天后强度与对比例1近似；对比例3未对玄武岩纤维进行刻蚀预处理，该预处理能提高玄武岩纤维的表面粗糙度，使得更多的羟基暴露在表面，为凹凸棒石提供更多的作用位点，提高改性效果。
图1为未改性的玄武岩纤维的SEM图，可见，玄武岩纤维表面较为光滑。图2-5展示了实施例20中，不同电镜放大倍数下的改性玄武岩纤维，在图2和3中，可以看到玄武岩纤维得到了良好的改性效果。图4中可以观察到在玄武岩纤维表面，凹凸棒石的致密的排布情况。图5进行了进一步放大，可以明显看出，凹凸棒石独特的纤维状结构完整的包裹住了玄武岩纤维，验证了玄武岩纤维改性成功。
综上可知，本发明提供的所述胶凝材料及其制备方法，使用无机矿物凹凸棒石表面修饰的玄武岩纤维，极大的提升了玄武岩纤维表面的粗糙度及其力学强度，解决了其由于表面过于光滑在复合材料中界面性能不足的问题，胶凝材料的抗折强度和抗压强度均有了较大幅度的提升，具有良好的工业应用前景。

Claims (10)

1.一种含有改性玄武岩纤维的胶凝材料，其特征在于，所述胶凝材料包括水泥、固废骨料和改性玄武岩纤维，所述改性玄武岩纤维的制备原料包括玄武岩纤维、凹凸棒石和硅烷偶联剂。
2.根据权利要求1所述的胶凝材料，其特征在于，所述固废骨料选自铁尾矿、矿粉、粉煤灰、砂子或高炉渣中的一种或两种以上的组合；
所述硅烷偶联剂选自硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560或硅烷偶联剂KH570中的一种。
3.根据权利要求2所述的胶凝材料，其特征在于，所述玄武岩纤维的长度为10-30mm，所述凹凸棒石的粒径为260-460nm。
4.根据权利要求3所述的胶凝材料，其特征在于，所述胶凝材料还包括有机骨料，所述有机骨料包括改性聚乙烯醇，所述改性聚乙烯醇的制备原料包括聚乙烯醇、所述凹凸棒石和所述硅烷偶联剂。
5.根据权利要求4所述的胶凝材料，其特征在于，所述胶凝材料的制备原料的质量份数如下：水泥20-30份，固废骨料80-100份，改性玄武岩纤维0.1-2份，改性聚乙烯醇5-8份，水15-20份；
所述改性玄武岩纤维的制备原料的质量份数如下：玄武岩纤维85-100份、凹凸棒石10-18份，硅烷偶联剂5-10份；将制备得到的改性玄武岩纤维取0.1-2质量份，加入到水泥和固废骨料中，制备所述胶凝材料；
所述改性聚乙烯醇的制备原料的质量份数如下：聚乙烯醇80-100份、凹凸棒石6-10份，硅烷偶联剂3-5份；将制备得到的改性聚乙烯醇取5-8质量份，加入到水泥和固废骨料中，制备所述胶凝材料；
所述固废骨料中各组分的的质量份数如下：铁尾矿40-44份，砂子15-18份，矿粉15-20份，粉煤灰10-13份，高炉渣0-5份。
6.权利要求1-5所述的胶凝材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S100：使用刻蚀剂浸泡处理玄武岩纤维，得到预处理的玄武岩纤维；
S200：制备第一硅烷偶联剂溶液，并用第一硅烷偶联剂溶液改性凹凸棒石，得到第一混合液；
S300：将步骤S100得到的所述预处理的玄武岩纤维加入所述第一混合液并搅拌，进行改性，得到所述改性玄武岩纤维；
S400：将所述水泥、固废骨料、所述改性玄武岩纤维与水进行搅拌，得到所述胶凝材料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S100具体为：(1)将玄武岩纤维置于研钵中进行研磨分散，使其分散均匀；(2)将分散的玄武岩纤维置于刻蚀剂中浸泡，然后水洗至中性，得到预处理的玄武岩纤维。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤S200具体为：(3)配置第一硅烷偶联剂溶液，使硅烷偶联剂完全水解；(4)将凹凸棒石加入第一硅烷偶联剂溶液中，进行改性，得到第一混合液。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤S400之前还包括：(5)配置第二硅烷偶联剂溶液，使硅烷偶联剂完全水解；(6)将凹凸棒石加入第二硅烷偶联剂溶液中，进行改性，得到第二混合液；(7)将聚乙烯醇加入所述第二混合液并搅拌，进行改性，得到所述改性聚乙烯醇。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述第一硅烷偶联剂溶液的质量分数为5-8％；所述第二硅烷偶联剂溶液的质量分数为2-4％。
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