一种硅晶石复合栈道板的制备方法与流程

本发明涉及硅晶石板材，具体涉及一种硅晶石复合栈道板的制备方法。

背景技术：

1、景观栈道一般位于户外，由于所处的地理位置环境略微特殊，为了提高安全系数，景观栈道在一开始的选材、施工和后期的管理都必须要进行严格的质量把关。但由于栈道的使用环境对木材的侵蚀作用很大，致使铺设栈道的木板必须采用优质木材并作防腐处理。因此，不论从生态资源的保护，还是从经济上考虑，都应采用一种对环境友好、耐腐蚀、使用寿命长、造价适中的板材替代这种耗费大量自然资源的防腐木。

2、硅晶石栈道板，是a级不燃材质，这种板材防水性能极强，并且在露天环境下，还具有抗腐、抗虫蛀、坚固耐用的性能，即使长期处在潮湿阴雨的环境中，也不会发生肿胀或者变形的现象。但是硅晶石韧性较差、脆性大，容易开裂，使得硅晶石在板材生产应用中受限。目前，现有技术会引入玄武岩纤维来提高材料的韧性，但是玄武岩纤维表面光滑、粘结性差、表面呈现化学惰性，直接引入玄武岩纤维得到的材料粘合力差，生产出的硅晶石栈道板的抗压强度也不够高，从而降低了硅晶石栈道板的使用寿命。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种硅晶石复合栈道板的制备方法。

2、一种硅晶石复合栈道板的制备方法，包括以下步骤：

3、步骤1：制备含酰亚胺环硅烷偶联剂

4、在氮气保护下，将双酚a型二醚二酸酐型酰亚胺化合物和四氢呋喃加入至反应瓶中进行磁力搅拌，溶解后加入氯铂酸钠的异丙醇溶液，并缓慢滴加三乙氧基硅烷进行反应后，冷却至室温用旋转蒸发仪除去四氢呋喃，得到灰黑色油状物，再用乙醇重结晶，得到的含酰亚胺环硅烷偶联剂；

5、步骤2：制备改性玄武岩纤维

6、将玄武岩纤维置于丙酮溶液中加热冷凝回流，然后捞出用去离子水将玄武岩纤维清洗干净，接着把清洗后的玄武岩纤维均匀分散于混合溶液中，然后捞出清洗后的玄武岩纤维用去离子水清洗干净，再浸渍于植酸水溶液中，然后再捞出并清洗干净后干燥，随后浸渍于氨基封端聚合物有机溶液中，最后捞出用去离子水清洗干净，干燥后得到改性玄武岩纤维；

7、步骤3：机械力化学制备改性膨润土

8、取2.7-3质量份钙基膨润土并在其中掺入聚丙烯酸钠，聚丙烯酸钠的掺量为膨润土质量的6-7％，然后加入100质量份蒸馏水，置于球磨罐内球磨15-60min，得到机械力化学改性膨润土；

9、步骤4：制备硅晶石复合泥料

10、用乳化机将改性膨润土乳化，并将页岩经过湿磨、过筛、干燥，接着将页岩、长石、青石和黏土依次加入混料机，进行初步搅拌，得到混合料，然后在混合料中依次加入改性玄武岩纤维、乳化的改性膨润土和水进行搅拌混合成泥料；

11、步骤5：制备超高分子量阴离子聚丙烯酰胺

12、在棕色广口瓶中加入丙烯酰胺、丙烯酸和水混合，然后依次加入偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、甲酸钠、尿素和异丙醇混合，使用naoh调节反应体系的ph值，在冰浴中通入氮气后，加入氧化还原引发剂，待反应完全后冷至室温，得超高分子量阴离子聚丙烯酰胺溶液；

13、步骤6：硅晶石复合栈道板的成型

14、将泥料装入带有纹理的模具中进行夯实处理，得到板坯，在泥料夯实过程中，均匀持续喷注超高分子量阴离子聚丙烯酰胺溶液，将夯实的板坯置于干燥器内进行干燥，将干燥后的板坯进行高温烧结，再保温后，即得硅晶石复合栈道板。

15、进一步地，步骤1制备含酰亚胺环硅烷偶联剂，具体步骤如下：

16、步骤1.1：在氮气保护下，将3-3.2质量份双酚a型二醚二酸酐型酰亚胺化合物和100质量份四氢呋喃加入至反应瓶中，用磁力搅拌器搅拌，得到溶解后的双酚a型二醚二酸酐型酰亚胺化合物；

17、步骤1.2：在溶解后的双酚a型二醚二酸酐型酰亚胺化合物中加入0.8-1质量份氯铂酸钠的异丙醇溶液，然后滴加1.74-1.81质量份三乙氧基硅烷，滴完之后加热升温至50-70℃，恒温下搅拌6-8h，反应结束后，冷却至室温后，用旋转蒸发仪除去四氢呋喃，得到灰黑色油状物；

18、步骤1.3：将灰黑色油状物用乙醇重结晶，得到的含酰亚胺环硅烷偶联剂。

19、进一步地，步骤s2制备改性玄武岩纤维，具体步骤如下：

20、步骤2.1：将玄武岩纤维置于丙酮溶液中加热冷凝回流，冷凝回流的温度为80-100℃，冷凝回流的时间为12-48h，然后捞出玄武岩纤维用去离子水清洗干净，再把清洗后的玄武岩纤维均匀分散于含酰亚胺环硅烷偶联剂、无水乙醇和去离子水的混合溶液中，然后捞出清洗后的玄武岩纤维用去离子水清洗干净后干燥，干燥的温度为40-80℃，干燥的时间为2-5h，得到处理后的玄武岩纤维；

21、步骤2.2：将处理后的玄武岩纤维浸渍于植酸与去离子水的水溶液中，然后捞出处理后的玄武岩纤维用去离子水清洗干净后干燥，干燥的温度为40-80℃，干燥的时间为2-5h，得到再处理的玄武岩纤维；

22、步骤2.3：将再处理的玄武岩纤维浸渍于氨基封端聚合物有机溶液中，然后捞出再处理的玄武岩纤维用去离子水清洗干净后干燥，干燥的温度为40-80℃，干燥的时间为2-5h，得到改性玄武岩纤维。

23、进一步地，含酰亚胺环硅烷偶联剂、无水乙醇和去离子水的质量比为(1-1.1):(3-4.4):(0.14-0.6)，反应温度50-70℃，反应时间2-4h。

24、进一步地，步骤2.2中植酸与去离子水的质量比为(0.05-0.4):100，浸渍的时间为5-30min。

25、进一步地，步骤2.3中氨基封端聚合物有机溶液中的氨基封端聚合物为液态的聚醚酰亚胺，氨基封端聚合物有机溶液中的有机溶剂为丙酮，氨基封端聚合物有机溶液中氨基封端聚合物与有机溶剂的体积比为(0.4-5):100，浸渍的时间为5-30min。

26、进一步地，步骤4制备硅晶石复合泥料，具体步骤如下：

27、步骤4.1：将步骤s3得到的机械力化学改性膨润土在乳化机乳化1-2h，得到乳化的机械力化学改性膨润土，将页岩经过湿磨、过筛、干燥，页岩的粒径＜100目，得到页岩粉料，备用；

28、步骤4.2：按重量百分含量计，将55％-65％的页岩粉料、6％-10％的长石、15％-20％的青石和10％-15％的黏土依次加入混料机，进行初步搅拌，得到混合料；

29、步骤4.3：在混合料中依次加入合料质量0.3-6％的改性玄武岩纤维、合料质量0.7-4％乳化的机械力化学改性膨润土和合料质量1-10％水进行搅拌混合，得到硅晶石复合泥料。

30、进一步地，步骤5制备超高分子量阴离子聚丙烯酰胺，具体步骤如下：

31、步骤5.1：在棕色广口瓶中加入丙烯酰胺、丙烯酸和水，丙烯酰胺、丙烯酸和水的质量比为(6-7):(3-4)：(1-10)，得到溶液a；

32、步骤5.2：将甲酸钠、尿素、异丙醇加入偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐中搅拌至完全溶解，甲酸钠、尿素和异丙醇的质量比为(0.4-0.61)：1：1，得到溶液b；

33、步骤5.3：将溶液a和溶液b混合，使用naoh调节反应体系的ph值为7.4-7.7，在冰浴中通入氮气1-2小时后，加入质量分数为0.025-0.028wt％过氧化氢-亚铁盐氧化还原引发剂，待反应完全后冷至室温，得超高分子量阴离子聚丙烯酰胺溶液。

34、进一步地，偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐的浓度为0.084-0.9wt％。

35、进一步地，步骤6硅晶石复合栈道板的成型，具体步骤如下：

36、步骤6.1：将泥料装入带有纹理的模具中进行夯实处理，得到板坯，在泥料夯实过程中，均匀持续喷注超高分子量阴离子聚丙烯酰胺溶液；

37、步骤6.2：将夯实的板坯置于干燥器内进行干燥，干燥条件为70-85℃，烘干5-6h，将干燥后的板坯在980℃-1100℃下高温烧结，保温30-60min后，即得硅晶石复合栈道板。

38、有益效果：

39、1、本发明通过改性玄武岩纤维改善硅晶石复合栈道板的韧性，有效改善硅晶石栈道板的开裂问题，且在制备改性玄武岩纤维的过程中，加入的含酰亚胺环硅烷偶联剂、植酸和氨基封端聚合物有机溶剂能够对玄武岩纤维的表面进行改造，提高玄武岩纤维的粗糙度，有利于玄武岩纤维与复合材料的充分接触，进而促进玄武岩纤维与其他材料的粘结，使得硅晶石复合栈道板的各组分结合更加紧密，提高硅晶石复合栈道板的抗压强度。

40、2、本发明在改性膨润土中，采用聚丙烯酸钠作为分散剂，具有高负电荷密度，使颗粒表面电位的绝对值增高，静电排斥作用增强，阻碍了颗粒间相互聚集和重力沉降，因而大大提高了矿浆的分散程度，与机械力改性膨润土相比，采用机械力化学法，以聚丙烯酸钠为改性剂，高能球磨机湿磨改性后的膨润土，泥浆的泌水率得到降低，表明钙基膨润土经机械力化学改性后助悬性能显著提高，有助于改善复合材料的悬浮性。

41、3、本发明在泥浆进行夯实过程中，均匀持续喷注超高分子量阴离子聚丙烯酰胺溶液，与阴离子聚丙烯酰胺溶液相比，超高分子量阴离子聚丙烯酰胺溶液能充分保证泥浆的脱水顺畅，提高泥浆界面强度，还能确保硅晶石复合栈道板的抗冻融性能，从而提高硅晶石复合栈道板的整体强度。