纤维体表 面附着有晶种的多个单根纤维体，其中在所述多个单根纤维体中，纤维体选自以下的至少 一种:纤维素类纤维，如棉花、粘胶纤维、大麻、黄麻、剑麻、马尼拉麻、竹、纤维素、再生纤维 素(如Lycoeell?);矿物类纤维，如碳、玻璃、矿棉、玄武岩、氧化物陶瓷;金属类纤维，钢； 或合成聚合物纤维，其选自聚酰胺、聚酯、聚乙烯醇、芳族聚酰胺或由聚乙烯、聚丙烯、聚甲 醛、聚(偏二氟乙烯）、聚（甲基戊烯）、聚（乙烯-氯三氟乙烯）、聚(氟乙烯）、聚(环氧乙烷）、聚 (对苯二甲酸乙二醇酯）、聚（对苯二甲酸丁二醇酯）和聚丁烯组成的聚烯烃;或其任意混合 物。
[0025] 优选地，本发明涉及一种无机粘合剂组合物，其包含选自无机粘合剂体系、复合材 料，优选水硬性、潜在水硬性和非水硬性粘合剂的无机粘合剂基体材料以及单根纤维体表 面附着有晶种的多个单根纤维体，其中在所述多个单根纤维体中，所述至少一种合成聚合 物是聚丙烯或聚乙烯醇。
[0026] 另外，本发明还涉及一种无机粘合剂组合物，其包含选自无机粘合剂体系、复合材 料，优选水硬性、潜在水硬性和非水硬性粘合剂的无机粘合剂基体材料以及单根纤维体表 面附着有晶种的多个单根纤维体，其中所述无机粘合剂组合物是水泥质材料或石膏基材 料。
[0027] 本发明还涉及如上所述的无机粘合剂组合物，其还包含消泡剂、加气剂、缓凝剂、 减缩剂(shrinkage reducers)、可再分散粉末、硬化加速剂、防冻剂、增塑剂、减水剂、腐蚀 抑制剂和/或抗风化剂或其混合物。
[0028] 本发明的一个优势在于能够使得用如上所述的多个单根纤维体增强的结构的机 械稳定性提尚。
[0029] 本发明的另一个优势在于所述结构还可由选自非水硬性材料、灰泥材料、石膏，或 水硬性材料、水泥质材料、砂浆、混凝土的材料制成。
[0030] 本发明的一个具体方面为一种由含有或已掺入如本说明书中所描述的本发明的 纤维的灰泥、粉饰灰泥、混凝土或砂浆所制成的结构。所述含有或已掺入本发明的纤维的结 构也可以视作"纤维增强"结构，其中本发明的纤维向该结构传递物理特性，使该结构更加 耐物理应力，如开裂、张力、或应变等。
[0031] 本发明的其他方面为包含本发明的纤维增强混凝土复合材料的有韧性、抗裂性、 高抗张强度的成型制品。
【具体实施方式】
[0032] 许多纤维，特别是疏水性纤维，基本上具有差的与无机粘合剂体系的界面粘结强 度。这严重限制了多种聚合物纤维在高性能无机粘合剂基复合材料中的有效使用，特别是 对于容易获得并且廉价的纤维如聚丙烯纤维。为克服该问题，许多用于提高和/或增加纤维 向无机粘合剂基体材料(如混凝土)的粘结的措施是本领域普通技术人员已知的。在大多数 情况下，通过使用与较大旦数的纤维相比低旦数的大量细纤维来增加纤维的表面积而提高 纤维与基体之间的机械性粘结。如US 2012146254中所公开，增加表面积的另一方式通过磨 损纤维的末端来实现。US 5,731，080公开了多个的表面上具有相当大量微纤维的扩大比表 面积的纤维。另外沉淀的碳酸钙晶体被微纤维缠结并机械性地连接至纤维，产生由纤维-结 晶体异质结构所组成的复合产品。基本上，该技术由制备引入了填料如碳酸钙的纤维的悬 浮液，通常是水性悬浮液构成。随着水性介质的移除，填料机械性地保留在微纤维网上，产 生矿物负载大于20%的产品。但是机械性粘结有其局限性，并且随着张应力的增加，纤维趋 向于被从基体拔出，特别是在用于建筑领域的无机粘合剂基基体中。在本发明中，我们提供 了通过在纤维上附着用作晶种的结晶颗粒而具有对特别是基于无机粘合剂体系的基体的 化学粘结的结合方式的改性纤维。
[0033] "晶种"应理解为lnm至ΙΟμπι、优选最高达5μηι、更优选5nm至1.5μηι且典型为10nm至 300nm以及甚至更优选10nm-100nm的尺寸的晶体。晶种提供并用作模板和核区，其他分子可 在该模板和核区上聚集并生长为更大的晶体。
[0034] 晶种颗粒可选自，但不限于，水合硅酸钙、钙矾石、石膏、二氧化硅、碳酸钙、羟基磷 灰石、氧化镁、氧化铝、层状硅酸盐和/或层状双氢氧化物或其混合物。
[0035] 通常使用水合娃酸|丐或二水合硫酸钙晶体。通过在水溶液中在梳形聚合物的存在 下使水溶性钙化合物与水溶性硅酸盐化合物反应而制备水合硅酸钙颗粒（W 0 2 010 / 026155)。也可以根据本领域普通技术人员已知的任意其他方法来制备水合硅酸钙颗粒，例 如通过CaO与Si0 2的水热反应或机械化学反应。
[0036] 关于其组成可通过以下经验式来描述可能含有外来离子（如镁和铝）的水合硅酸 钙：
[0037] a CaO，Si〇2，b Al2〇3，c H20，d X，e W
[0038] X为碱金属
[0039] W为碱土金属
[0040]
[0041] 在优选实施方案中，除硅酸根和钙离子以外，水溶液还含有以溶解的铝盐和/或溶 解的镁盐的形式提供的其他的溶解离子。作为铝盐，可优选使用铝卤化物、硝酸铝、氢氧化 铝和/或硫酸铝。铝卤化物中更优选的是氯化铝。镁盐优选可为硝酸镁、氯化镁和/或硫酸 镁。
[0042] 优选地，铝和/或镁与钙和硅的摩尔比小。更优选地，选择摩尔比的方式是使得前 述经验式中a、b和e的优选范围得到满足(0.66<a< 1.8;0<b<0.1;0<e<0.1)。
[0043] 可通过本说明书中所描述的途径之一来获得水合硅酸钙晶种颗粒。
[0044] 在本发明的实施方案中，在第一步中，将水溶性钙化合物与含有水溶性梳形聚合 物的水溶液混合，从而获得优选以溶液形式存在的混合物，在随后的第二步中向该混合物 中加入水溶性硅酸盐化合物。第二步的水溶性硅酸盐化合物也可含有水溶性梳形聚合物。 所述梳形聚合物用作稳定剂，并且还促进并支持晶种向纤维的粘合、连接或固定，并且可根 据如文献中所记载的步骤得到。
[0045] "梳形聚合物"是基于不饱和二羧酸衍生物和氧亚烷基二醇烯基醚(oxyalkylene glycol alkenyl ethers)的共聚物，以及通过将在下文中详细描述的方法而得到的基于芳 族或杂芳族化合物的缩聚产物。
[0046]除水以外，水溶液也可含有一种或多种其他溶剂(如醇类如乙醇和/或异丙醇）。优 选地，除水以外的溶剂与水和其他溶剂(如醇）总和的重量百分比为最高达20重量％、更优 选小于10重量％且最优选小于5重量％。但是最优选不含任何溶剂的水性体系。
[0047] 进行本发明的方法的温度范围没有特别的限制。但是由体系的物理状态施加了某 些限制。优选在〇至l〇〇°C、更优选5至80°C且最优选15至35°C的范围内进行。优选不超过80 〇C。
[0048] 还可在不同压力下进行本方法，优选在1至5巴的范围内。
[0049] pH值取决于反应物(水溶性钙化合物和水溶性硅酸盐）的量和沉淀的水合硅酸钙 的溶解度。优选的是，在合成结束时的pH值高于8，优选在8至13.5的范围内。
[0050] 在另一优选实施方案中，包含梳形聚合物的水溶液另外还含有作为溶解于其中的 组分的水溶性钙化合物和水溶性硅酸盐化合物。这意指在包含水溶性梳形聚合物的水溶液 的存在下发生水溶性钙化合物与水溶性硅酸盐化合物的反应以沉淀水合硅酸钙。
[0051] 另一优选实施方案的特征在于向包含水溶性梳形聚合物的水溶液中优选分别地 加入水溶性钙化合物的溶液和水溶性硅酸盐化合物的溶液。
[0052] 为说明如何进行本发明的此方面，例如可分别制备三种溶液(水溶性钙化合物的 溶液(I)，水溶性硅酸盐化合物的溶液(II)和梳形聚合物的溶液(III)。溶液(I)和（II)优选 分别和同时加入到溶液(III)中。除了其良好的可行性以外，该制备方法的优点在于可获得 相对较小的粒度。
[0053] 可通过以下方法获得表面粘合有或附着有晶种的纤维：用通过如上所述方法所获 得的晶种材料对纤维进行处理或在纤维存在下合成水合硅酸钙晶种颗粒。
[0054] 在本发明的优选实施方案中，根据本发明，水溶性钙化合物的溶液和水溶性硅酸 盐化合物的溶液优选分别和/或同时加入到含有水溶性梳形聚合物的纤维悬浮液中。
[0055] 在本发明的另一优选实施方案中，将纤维浸入到通过如上所述方法之一所获得的 含有水溶性梳形聚合物、水溶性钙化合物和水溶性硅酸盐化合物的水溶液中。
[0056] 通常，以如下比例使用各组分：
[0057] i)0.01至75重量％、优选0.01至51重量％、最优选0.01至15重量％的水溶性钙化 合物，
[0058] ii)0.01至75重量％、优选0.01至55重量％、最优选0.01至10重量％的水溶性硅酸 盐化合物，
[0059] iii)0.001至60重量％、优选0.1至30重量％、最优选0.1至10重量％的水溶性梳形 聚合物，
[0060] iv)24至99重量％、优选50至99重量％、最优选70至99重量％的水。
[0061 ]通常，水溶性钙化合物的存在形式为氯化钙、硝酸钙、甲酸钙、乙酸钙、碳酸氢钙、 溴化钙、碳酸钙、柠檬酸钙、氯酸钙、氟化钙、葡糖酸钙、氢氧化钙、次氯酸钙、碘酸钙、碘化 钙、乳酸钙、亚硝酸钙、草酸钙、磷酸钙、丙酸钙、硅酸钙、硬脂酸钙、硫酸钙、半水合硫酸钙、 二水合硫酸钙、硫化钙、酒石酸钙、铝酸钙、硅酸三钙和/或硅酸二钙。优选地，水溶性钙化合 物不为硅酸钙。因为溶解度低(特别是硅酸钙)和因为经济原因（价格）（特别是硅酸二钙和 硅酸三钙），所以较不优选硅酸盐硅酸钙、硅酸二钙和/或硅酸三钙。
[0062] 水溶性钙化合物的优选存在形式为乙酸钙、柠檬酸钙、酒石酸钙、甲酸钙和/或硫 酸钙。这些钙化合物的优点在于其无腐蚀性。柠檬酸钙和/或酒石酸钙优选与其他钙源结合 使用，原因是当以高浓度使用时，这些阴离子可能存在阻滞效应(retarding effect)。
[0063] 在本发明的另一实施方案中，钙化合物的存在形式为乙酸钙、氯化钙和/或硝酸 钙。这些钙化合物的优点在于其在水中溶解性良好、价格便宜并且易于获得。
[0064]最优选的钙化合物是乙酸钙。
[0065] 通常，水溶性硅酸盐化合物的存在形式为硅酸钠、硅酸钾、水玻璃、硅酸铝、硅酸三 钙、硅酸二钙、硅酸钙、硅酸、偏硅酸钠和/或偏硅酸钾。
[0066] 水溶性硅酸盐化合物的优选存在形式为偏硅酸钠、偏硅酸钾和/或水玻璃。这些硅 酸盐化合物的优点是其在水中的溶解性极佳。
[0067] 最优选的硅酸盐化合物为五水合偏硅酸钠。
[0068] 优选地，使用不同类型种类作为水溶性娃酸盐化合物和水溶性妈化合物。
[0069] 在优选方法中，通过阳离子交换剂从水合硅酸钙组成中除去水溶性碱金属离子 (如锂、钠、钾)和/或通过阴离子交换剂从水合硅酸钙组成中除去水溶性硝酸根和/或氯离 子。优选地，在制备晶种颗粒之后的第二过程步骤中通过使用离子交换剂来除去所述阳离 子和/或阴离子。适合作为阳离子交换剂的酸性离子交换剂例如基于聚苯乙烯磺酸钠或聚-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(聚AMPS)。碱性离子交换剂例如基于氨基，如聚(丙烯酰胺基-N-丙基三甲基氯化铵）（聚APTAC)。
[0070]梳形聚合物是水溶性的并且存在形式为在其主链上包含带有醚官能团和酸官能 团的侧链的共聚物。
[0071]优选地，水溶性梳形聚合物的存在形式为在酸单体(优选羧酸单体)和聚醚大分子 单体的存在下通过自由基聚合而制备的共聚物，因此共聚物的所有结构单元的总共至少 45mol %、优选至少80mol %通过并入聚合单元形式的酸单体(优选羧酸单体)和聚醚大分子 单体而制备。酸单体应理解为意指能够进行自由基共聚、具有至少一个碳双键、包含至少一 个酸性官能团（优选羧酸官能团）且在水性介质中作为酸反应的单体。另外，酸单体还应理 解为意指能够进行自由基共聚、具有至少一个碳双键、在水性介质中因水解而形成至少一 个酸性官能团（优选羧酸官能团）并且在水性介质中作为酸反应的单体(实例：马来酸酐或 (甲基)丙烯酸的可水解酯）。
[0072]在本发明的上下文中，聚醚大分子单体为能够进行自由基共聚、具有至少一个碳 双键、且具有至少两个醚氧原子的化合物，条件是共聚物中所存在的聚醚大分子单体结构 单元具有包含至少两个醚氧原子、优选至少4个醚氧原子、更优选至少8个醚氧原子、最优选 至少15个醚氧原子的侧链。
[0073]不构成酸单体或聚醚大分子单体的结构单元例如可为苯乙烯和苯乙烯衍生物(例 如甲基取代的衍生物）；乙