一种含人造石树脂的耐高温建筑材料及其制备方法与流程

本发明涉及人造石，具体为一种含人造石树脂的耐高温建筑材料及其制备方法。

背景技术：

1、人造石主要包括树脂型人造石材、复合型人造石材、水泥型人造石材等；其中树脂型人造石材是以不饱和聚脂树脂为胶结剂，固化剂、苯乙烯交联剂，颜料等作为助剂，经混合搅拌、固化成型等工艺加工而成。不饱和聚脂树脂具有粘度小，易成型、光泽好、固化快、化学性能稳定等优点，在人造石中有广泛的应用。中国专利cn108641321b公开了一种人造石用耐热氧老化不饱和聚酯树脂材料的制备方法，在不饱和聚酯树脂中加入抗氧剂，光稳定剂等物质，能有效避免抗氧剂添加所带来的力学性能急剧下降的缺陷。但是该专利的人造石用不饱和聚酯树脂材料没有展现出很好的耐高温、耐水防水等性能。

2、石英是由二氧化硅组成的矿物，其廉价易得，耐高温性能好，耐磨性能强，化学性能稳定，可以作为人造石、保温板等建筑材料的填料，广泛应用在建筑建造领域。采用硅烷偶联剂等对石英表面进行处理，可以提高石英的表面性能，改善石英与高分子材料的界面性能，从而得到性能更好的建筑材料。

技术实现思路

1、本发明解决了不饱和聚酯树脂人造石材料的耐高温性能不佳，力学强度较低的问题。

2、本发明提供以下技术方案：一种含人造石树脂的耐高温建筑材料，包括40-55重量份不饱和聚酯树脂、45-60重量份氨基改性石英粉、2-6重量份苯乙烯、3.5-10重量份苯乙烯基二氮环氧丙基杂萘酮、1.1-1.6重量份固化剂过氧化甲乙酮、0.8-1.2重量份促进剂异辛酸钴或环烷酸钴。

3、苯乙烯基二氮环氧丙基杂萘酮的制备方法如下：

4、s1、向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、二氯甲烷中的任一种溶剂、吡啶、4-(4-羟基苯基)-2,3-二氮杂萘酮，搅拌溶解后加入4-乙烯基苯甲酰氯，室温下反应4-8h，将溶液浓缩，产物经过甲醇洗涤后，在乙酸乙酯中重结晶，得到苯乙烯基二氮杂萘酮。反应式为：。

5、s2、向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺、苯乙烯基二氮杂萘酮、环氧氯丙烷、碳酸钾，室温下反应12-18h，将溶液浓缩，产物经过蒸馏水、甲醇洗涤后，在乙酸乙酯中重结晶，得到苯乙烯基二氮环氧丙基杂萘酮。反应式为：

6、。

7、其中，s1中吡啶、4-(4-羟基苯基)-2,3-二氮杂萘酮、4-乙烯基苯甲酰氯的比例为（1-1.1）mol:1mol:（0.8-1.1）mol。

8、其中，s2中苯乙烯基二氮杂萘酮、环氧氯丙烷、碳酸钾的比例为1mol:（1.1-1.3）mol:（1.1-1.3）mol。

9、其中，氨基改性石英粉的制备方法如下：向反应瓶中加入ph为4-5的醋酸溶液、γ-氨丙基三乙氧基硅烷，搅拌溶解后加入石英粉，混合均匀，加热至100-130℃，搅拌并冷凝回流反应6-12h，过滤，蒸馏水洗涤，干燥，得到氨基改性石英粉。

10、其中，石英粉的平均粒径为1250-4000目。

11、其中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷、石英粉的比例为（0.05-0.1）g:1g。

12、其中，含人造石树脂的耐高温建筑材料的制备方法如下：将不饱和聚酯树脂、氨基改性石英粉搅拌混匀，然后加入苯乙烯、苯乙烯基二氮环氧丙基杂萘酮、固化剂、促进剂，倒入模具中，并放入真空振动压机中，控制真空度为-0.07 mpa至-0.09 mpa，真空脱泡并振动压实1-3min，脱模后将物料进行热固化和养护处理，得到含人造石树脂的耐高温建筑材料。

13、其中，热固化的温度为80-85℃，时间为2-3h；养护的温度为20-30℃，时间为48-72h。

14、技术效果：本发明的耐高温建筑材料以氨基改性的石英粉作为填料，以不饱和聚酯树脂作为人造石树脂，以含有环氧基团的苯乙烯基二氮环氧丙基杂萘酮代替部分苯乙烯作为交联剂，与不饱和聚酯树脂发生反应，在不饱和聚酯树脂的固化体系中引入环氧基团，并且在固化过程中，其环氧基团可以与氨基改性石英粉表面的氨基发生反应，从而使不饱和聚酯树脂、苯乙烯基二氮环氧丙基杂萘酮、石英粉之间形成紧密的化学交联网络，可以抑制水分子进入材料内部，从而降低吸水率，显著提高了耐高温建筑材料的耐水防水性能。同时在不饱和聚酯树脂的固化网络中引入高热结构稳定性的二氮杂萘酮稠环结构，在高温的蒸馏水中不会发生热分解，使不饱和聚酯树脂维持稳定的紧密的化学交联网络，仍然保持较低的吸水率。

15、本发明的石英粉表面经过γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性后，与不饱和聚酯树脂的相容性较好，并且引入的氨基，可以与不饱和聚酯树脂、苯乙烯基二氮环氧丙基杂萘酮发生交联固化，增强了石英粉与不饱和聚酯树脂之间的界面结合强度，有利于提高材料的弯曲强度和冲击强度。同时在不饱和聚酯树脂的固化网络中引入高热结构稳定性的二氮杂萘酮稠环结构，使不饱和聚酯树脂有更好的耐高温性能，经过高温热处理，耐高温建筑材料仍然保持很高的弯曲强度和冲击强度。

技术特征：

1.一种含人造石树脂的耐高温建筑材料，其特征在于，所述含人造石树脂的耐高温建筑材料包括40-55重量份不饱和聚酯树脂、45-60重量份氨基改性石英粉、2-6重量份苯乙烯、3.5-10重量份苯乙烯基二氮环氧丙基杂萘酮、1.1-1.6重量份固化剂、0.8-1.2重量份促进剂；

2.根据权利要求1所述的含人造石树脂的耐高温建筑材料，其特征在于，所述s1中溶剂为n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、二氯甲烷中的任一种。

3.根据权利要求1所述的含人造石树脂的耐高温建筑材料，其特征在于，所述s1中吡啶、4-(4-羟基苯基)-2,3-二氮杂萘酮、4-乙烯基苯甲酰氯的比例为（1-1.1）mol:1mol:（0.8-1.1）mol。

4.根据权利要求1所述的含人造石树脂的耐高温建筑材料，其特征在于，所述s2中苯乙烯基二氮杂萘酮、环氧氯丙烷、碳酸钾的比例为1mol:（1.1-1.3）mol:（1.1-1.3）mol。

5.根据权利要求1所述的含人造石树脂的耐高温建筑材料，其特征在于，所述固化剂为过氧化甲乙酮；促进剂为异辛酸钴、环烷酸钴中的任一种。

6.根据权利要求1所述的含人造石树脂的耐高温建筑材料，其特征在于，所述氨基改性石英粉的制备方法如下：

7.根据权利要求6所述的含人造石树脂的耐高温建筑材料，其特征在于，所述石英粉的平均粒径为1250-4000目。

8.根据权利要求6所述的含人造石树脂的耐高温建筑材料，其特征在于，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷、石英粉的比例为（0.05-0.1）g:1g。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的含人造石树脂的耐高温建筑材料的制备方法，其特征在于，将不饱和聚酯树脂、氨基改性石英粉搅拌混匀，然后加入苯乙烯、苯乙烯基二氮环氧丙基杂萘酮、固化剂、促进剂，倒入模具中，并放入真空振动压机中，控制真空度为-0.07 mpa至-0.09 mpa，真空脱泡并振动压实1-3min，脱模后将物料进行热固化和养护处理，得到含人造石树脂的耐高温建筑材料。

10.根据权利要求9所述的含人造石树脂的耐高温建筑材料的制备方法，其特征在于，所述热固化的温度为80-85℃，时间为2-3h；养护的温度为20-30℃，时间为48-72h。

技术总结本发明涉及人造石技术领域，且公开了一种含人造石树脂的耐高温建筑材料及其制备方法，本发明的耐高温建筑材料以氨基改性的石英粉作为填料，以不饱和聚酯树脂作为人造石树脂，以含有环氧基团的苯乙烯基二氮环氧丙基杂萘酮代替部分苯乙烯作为交联剂，不饱和聚酯树脂、苯乙烯基二氮环氧丙基杂萘酮、石英粉之间形成紧密的化学交联网络，可以抑制水分子进入材料内部，从而降低吸水率，提高耐水防水性能。同时在不饱和聚酯树脂的固化网络中引入高热结构稳定性的二氮杂萘酮稠环结构，在高温的蒸馏水中不会发生热分解，仍然保持较低的吸水率。并且提高了建造材料的弯曲强度和冲击强度等性能。技术研发人员：杨得志,简伟闯,冯伟荣受保护的技术使用者：佛山市荣冠玻璃建材有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27