1.本发明其涉及一种户外乒乓球桌用的复合材料。
背景技术：
2.乒乓球是中国国球，是一种世界流行的球类体育项目。乒乓球桌是进行乒乓球运动时必不可少的设施，兵乓球桌一般包括台面、支架和拦网，所述支架设于台面底部，所述拦网垂直于台面并将台面分成对称的两部分。乒乓球台面可由任何材料制成，比如木料、玻璃钢、大理石、smc板、锯末板等材质，国际规定乒乓球台面应使用坚实木料为制作材质，需具有一定弹性。
3.乒乓球广泛适用于户内或户外运动，其中户外乒乓球桌要求其台面经得起日晒雨淋，具有不易老化、使用寿命长等特性，还要考虑到各种气候的影响，能够耐高温、耐紫外线、耐腐蚀。显然，木质的台面难以满足上述要求，由此业内人士开发了许多新材质的乒乓球台面，比如2008年11月12日公开的专利cn 101301521a公开了一种制造乒乓球桌的方法，包括以下步骤：1)桌面底板的制作：在底板模具上用不饱和树脂制作形状与球桌桌面形状相吻合的底板，固化后备用；2)桌面主板的制作：在主板模具上涂上胶衣树脂，再涂上不饱和树脂，不饱和树脂固化后，涂上不饱和树脂和滑石粉的混合物，覆上带小孔的基板，并紧压基板，完成桌面主板的制作；3)桌面的制作：主板上涂不饱和树脂，将备用的底板覆盖在涂有不饱和树脂桌面主板上，压紧，固化后完成桌面的制作。主板模具包括底板和边框，边框底面固定在底板靠近四个周边的上表面上，底板和边框之间的固定是可分离结构，采用上述方法，能保证基板上的小孔内填充树脂，提高玻璃钢球桌台面的质量和生产效率。
技术实现要素：
4.因此，针对以上内容，本发明提供一种户外乒乓球桌用的复合材料，解决现有木质的乒乓球台面不适合户外使用，不耐腐蚀、易老化的问题。
5.为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
6.一种户外乒乓球桌用的复合材料，包括以下重量份的原料：水泥90～110份、河砂55～65份、可再分散乳胶粉0.5～0.8份、聚丙烯纤维0.3～0.6份、粉煤灰4～8份、甘蔗渣灰3～6份、木质纤维素0.3～0.8份、减少剂0.2～0.4份、偏高岭土负载二氧化锆1～3份、水36～48份、环氧树脂5～10份、固化剂1～2份、助剂0.4～1份。
7.进一步的改进是：所述助剂包括以下质量百分数的组分:消泡剂15～24％、分散剂15～24％、气相二氧化硅56～70％。
8.进一步的改进是：所述偏高岭土负载二氧化锆按以下步骤制得:
9.(1)将偏高岭土粉末加入氢氧化钠溶液中，进行加热搅拌反应，待反应完成后过滤、洗涤、干燥，得到改性偏高岭土；
10.(2)将氧氯化锆溶解于去离子水中，配制成氧氯化锆水溶液，然后将改性偏高岭土加入氧氯化锆水溶液，在20～40℃温度下反应0.5～2h，反应过程中保持溶液的ph值在8.0
～9.0，反应结束后进行固液分离，得到固体，再进行煅烧处理，得到偏高岭土负载二氧化锆。
11.进一步的改进是：步骤(1)的反应温度为66～80℃，反应时间为3～5h。
12.进一步的改进是：步骤(2)中氧氯化锆与改性偏高岭土的质量比为1:8～1:16。
13.进一步的改进是：步骤(2)中煅烧温度为650～800℃，煅烧时间为2～4h。
14.进一步的改进是：步骤(2)所述固液分离采用离心分离或抽滤洗涤的方法。
15.进一步的改进是：所述复合材料还包括1.5～2.5份微胶囊，所述微胶囊是以n-羧乙基壳聚糖和磺胺嘧啶为芯材，阿拉伯胶和明胶为壁材通过复凝聚法制备得到。
16.进一步的改进是：所述芯材与壁材的质量比为1:1～1:3。
17.进一步的改进是：所述芯材中n-羧乙基壳聚糖的质量占比为35～65％，所述壁材中明胶的质量占比为50～70％。
18.通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：
19.本发明配方中添加环氧树脂，固化后在水泥浆料表面形成保护层，具有良好的防水与抗渗性。当应用本发明复合材料制备的乒乓球台面出现微裂纹时，诱发微胶囊破裂释放出n-羧乙基壳聚糖和磺胺嘧啶，未完全固化的环氧树脂与其发生开环反应，交联形成网络结构修复出现的裂纹，延长台面的使用寿命。另外，n-羧乙基壳聚糖与磺胺嘧啶均具有广谱抗菌性，能够抑制大多数革兰阳性菌及革兰阴性菌，通过开环反应将抗菌化合物键合在基体上，使n-羧乙基壳聚糖与磺胺嘧啶能够均匀分散在浆料中，硬化后形成的台面具有抗菌性。
20.偏高岭土具有火山灰活性，能够与水泥水化反应生成的氢氧化钙发生二次水化反应，加速水泥水化反应的进行；偏高岭土水化反应生成具有填充效应的水化硅酸钙及水化硫铝酸钙，优化了浆料的内部孔结构，有效改善了复合材料的力学性能及耐久性。偏高岭土是高岭土在高温下煅烧脱羟基形成的无定型硅酸铝，由于高岭土的矿物组成和结构有序度不同，所选择的煅烧温度和时间也不相同。若没有采用最佳的煅烧条件，形成的偏高岭土往往火山灰活性低，导致水泥混凝土早期力学性能较低。纳米氧化锆能够改善水泥浆料的微观结构，降低孔隙率，增加密实度，提高复合材料的力学性能和抗渗性。但纳米级颗粒难以均匀分散，易发生团聚形成大颗粒，无法发挥应有的作用。本发明利用偏高岭土为载体，负载纳米氧化锆，实现了纳米氧化锆的稳定分散，团聚现象明显下降；氧化锆负载在偏高岭土表面，则增大偏高岭土表面的摩擦系数，改善偏高岭土与水泥水化产物之间的界面结合力，另外高比表面积的氧化锆还能够提供为水化产物的形成提供额外的成核位点，促进加速期的水化反应，使浆料中的氢氧化钙含量更高，增加偏高岭土发生反应的几率，从而提高偏高岭土的火山灰活性。
21.配方中添加适量的乳胶粉能够提高复合材料的韧性和抗折强度，改善复合材料的内部结构。聚丙烯纤维具有阻裂效应，掺入配方中分散均匀，能够有效阻止水泥基体早期容易出现的离析沉降裂缝、塑性裂缝、干缩裂缝，有助于提高复合材料的抗渗性；聚丙烯纤维还能够提高复合材料的耐久性以及受到冲击时吸收能量的能力，减少应力集中的现象。但聚丙烯纤维的疏水性，易造成纤维与水泥基体界面呈弱界面效应，对复合材料的强度不利。通过添加粉煤灰，能够增大水泥基体的流动性，改善基体界面与聚丙烯纤维界面的粘结力。木质纤维素具有良好的柔韧性和分散性，能提高复合材料的稳定性、强度和密实度。甘蔗渣
作为农业固体废弃物，往往直接采用焚烧处理，得不到有效利用。甘蔗渣煅烧后的甘蔗渣灰中含有高含量的二氧化硅，将甘蔗渣灰加入配方中，既实现了废物的二次利用，又能够起到成核位点的作用，消耗水化产物氢氧化钙，减少界面薄弱区的产生，使复合材料整体结构更加致密。
具体实施方式
22.以下将结合具体实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
23.若未特别指明，实施例中所采用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所采用的试剂和产品也均为可商业获得的。所用试剂的来源、商品名以及有必要列出其组成成分者，均在首次出现时标明。
24.实施例1
25.一种户外乒乓球桌用的复合材料，包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥90份、河砂55份、可再分散乳胶粉0.5份、聚丙烯纤维0.3份、粉煤灰4份、甘蔗渣灰3份、木质纤维素0.3份、聚羧酸减少剂0.2份、偏高岭土负载二氧化锆1份、水36份、双酚a型环氧树脂5份、t31固化剂1份、消泡剂0.06份、分散剂0.08份、气相二氧化硅0.26份、微胶囊1.5份。
26.所述偏高岭土负载二氧化锆按以下步骤制得:
27.(1)将偏高岭土粉末加入氢氧化钠溶液中，进行加热搅拌反应5h，反应温度为66℃，待反应完成后过滤、洗涤、干燥，得到改性偏高岭土；
28.(2)将氧氯化锆溶解于去离子水中，配制成浓度为1mol/l的氧氯化锆水溶液，然后将改性偏高岭土加入氧氯化锆水溶液，所述氧氯化锆与改性偏高岭土的质量比为1:8，在20℃温度下反应2h，反应过程中保持溶液的ph值在8.0～9.0，反应结束后进行离心分离，得到固体，再进行煅烧处理，煅烧温度为650℃，煅烧时间为4h，得到偏高岭土负载二氧化锆。
29.所述微胶囊按以下步骤制得：
30.a.按质量比1:1称取阿拉伯胶和明胶，加热搅拌溶解，制得质量分数为1％的壁材溶液；
31.b.按照芯壁质量比1:1将芯材加入壁材溶液中，n-羧乙基壳聚糖占芯材总质量的35％，磺胺嘧啶占芯材总质量的35％，均质5min得到乳液，然后在45℃下恒温搅拌，用醋酸调节ph值至3.8～4.2，进行复凝聚反应15min，然后冷却至15℃以下，调节ph至6.0，加入谷氨酰胺转氨酶进行固化，固化时间为3h；
32.c.抽滤洗涤得到湿微胶囊，再经过喷雾干燥，即得粉末状微胶囊。
33.本实施例制备得到的复合材料进行性能测试，结果为：7d抗折强度为7.05mpa,28d抗折强度为8.90mpa,7d抗压强度为41.87mpa,28d抗压强度为54.21mpa,抗氯离子渗透系数为8.2
×
10-13
m2/s。
34.实施例2
35.一种户外乒乓球桌用的复合材料，包括以下重量份的原料：水泥100份、河砂60份、可再分散乳胶粉0.6份、聚丙烯纤维0.5份、粉煤灰5份、甘蔗渣灰4份、木质纤维素0.5份、聚羧酸减少剂0.3份、偏高岭土负载二氧化锆2份、水42份、环氧树脂8份、固化剂1.5份、消泡剂0.14份、分散剂0.17份、气相二氧化硅0.39份、微胶囊2份。
36.所述偏高岭土负载二氧化锆按以下步骤制得:
37.(1)将偏高岭土粉末加入氢氧化钠溶液中，进行加热搅拌反应4h，反应温度为72℃，待反应完成后过滤、洗涤、干燥，得到改性偏高岭土；
38.(2)将氧氯化锆溶解于去离子水中，配制成浓度为1mol/l的氧氯化锆水溶液，然后将改性偏高岭土加入氧氯化锆水溶液，所述氧氯化锆与改性偏高岭土的质量比为1:12，在30℃温度下反应1.5h，反应过程中保持溶液的ph值在8.0～9.0，反应结束后进行抽滤洗涤，得到固体，再进行煅烧处理，煅烧温度为720℃，煅烧时间为3h，得到偏高岭土负载二氧化锆。
39.所述微胶囊是以n-羧乙基壳聚糖和磺胺嘧啶为芯材，阿拉伯胶和明胶为壁材通过复凝聚法制备得到，芯材与壁材的质量比为1:2，所述芯材中n-羧乙基壳聚糖的质量占比为50％，所述壁材中明胶的质量占比为60％。
40.本实施例制备得到的复合材料进行性能测试，结果为：7d抗折强度为7.36mpa,28d抗折强度为9.17mpa,7d抗压强度为43.64mpa,28d抗压强度为55.80mpa,抗氯离子渗透系数为7.8
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10-13
m2/s。
41.实施例3
42.一种户外乒乓球桌用的复合材料，包括以下重量份的原料：水泥110份、河砂65份、可再分散乳胶粉0.8份、聚丙烯纤维0.6份、粉煤灰8份、甘蔗渣灰6份、木质纤维素0.8份、聚羧酸减少剂0.4份、偏高岭土负载二氧化锆3份、水48份、环氧树脂10份、固化剂2份、消泡剂0.24份、分散剂0.16份、气相二氧化硅0.60份、微胶囊2.5份。
43.所述偏高岭土负载二氧化锆按以下步骤制得:
44.(1)将偏高岭土粉末加入氢氧化钠溶液中，进行加热搅拌反应3h，反应温度为80℃，待反应完成后过滤、洗涤、干燥，得到改性偏高岭土；
45.(2)将氧氯化锆溶解于去离子水中，配制成浓度为1mol/l的氧氯化锆水溶液，然后将改性偏高岭土加入氧氯化锆水溶液，所述氧氯化锆与改性偏高岭土的质量比为1:16，在40℃温度下反应0.5h，反应过程中保持溶液的ph值在8.0～9.0，反应结束后进行离心分离，得到固体，再进行煅烧处理，煅烧温度为800℃，煅烧时间为2h，得到偏高岭土负载二氧化锆。
46.所述微胶囊是以n-羧乙基壳聚糖和磺胺嘧啶为芯材，阿拉伯胶和明胶为壁材通过复凝聚法制备得到，芯材与壁材的质量比为1:3，所述芯材中n-羧乙基壳聚糖的质量占比为65％，所述壁材中明胶的质量占比为70％。
47.本实施例制备得到的复合材料进行性能测试，结果为：7d抗折强度为7.22mpa,28d抗折强度为9.04mpa,7d抗压强度为42.55mpa,28d抗压强度为54.86mpa,抗氯离子渗透系数为8.1
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10-13
m2/s。
48.以上所记载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。