CN108359150A - 一种高强度高耐磨性建筑复合材料及其制备方法 - Google Patents

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CN108359150A CN201810179750.8A CN201810179750A CN108359150A CN 108359150 A CN108359150 A CN 108359150A CN 201810179750 A CN201810179750 A CN 201810179750A CN 108359150 A CN108359150 A CN 108359150A
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Abstract

本发明公开了一种高强度高耐磨性建筑复合材料及其制备方法，属于建筑材料制备技术领域。该建筑复合材料，包括以下原料：丁苯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、二氧化硅、烷基苯酚甲醛树脂、过氧化锌、硫磺、硫代二丙酸二月桂酯、硬脂酸、石墨、活性硅酸钙、碳酸钙、微晶纤维素、麦秆纤维、硅烷偶联剂KH‑570、强度补强助剂、耐磨改性填料；所述的高强度高耐磨性建筑复合材料是经过制备基料，交联改性基料，然后将氯磺化聚乙烯橡胶一次加热后加入硅烷偶联剂KH‑570、强度补强助剂和耐磨改性填料混合均匀，然后进行二次加热，并加入S2得到的交联改性基料混合搅拌，冷却至室温后制得。本发明建筑复合材料具有优异的强度和耐磨性能。

Description

一种高强度高耐磨性建筑复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料制备技术领域，具体涉及一种高强度高耐磨性建筑复合材料及其制备方法。
背景技术
热塑性木塑复合材料(WPC)是采用木纤维或植物纤维填充、增强，经热压复合、熔融挤出等不同加工方式制成的改性热塑性材料。近年随全球资源日趋枯竭，社会环保意识日见高涨，对木材和石化产品应用提出了更高要求。在这样的背景下，木塑复合材料这种既能发挥材料中各组分的优点，克服因木材强度低、变异性大及有机材料弹性模量低等造成的使用局限性，又能充分利用废弃的木材和塑料，减少环境污染。目前，提高材料附加值的产品愈来愈受到人们广泛关注。故普通的木塑材料的强度和耐磨性远满足不了实际使用时的需求。
中国专利申请文献“一种高强度复合材料及其制备方法(申请公布号：CN104151649A)”公开了一种高强度复合材料及其制备方法，该材料中各组分的重量百分比为：二氧化硅3-6％、氧化锌4-6％、硬脂酸2-5％、硫磺2-5％、聚甲醛塑料大理石混合体15-20％、硅烷偶联剂1-3％、其余为丁苯橡胶，该复合材料制备过程中，未使用稀贵材料，所取原料成本低，采用废料为原料，制备工艺简便，过程简单，得到的材料可以用于运输、建筑、军事等领域，具有防震、缓和冲击、绝热、隔音等作用，但是其强度和耐磨性能无法满足实际使用时的需求。
中国专利申请文献“一种耐磨型麦秆纤维木塑复合材料及其制备方法(申请公布号：CN106118106A)”公开了一种耐磨型麦秆纤维木塑复合材料及其制备方法，该木塑复合材料包括以下重量份的原料：改性麦秆纤维50-80份、聚氯乙烯(PVC)40-100份、偶联剂2-5份、相容剂2-10份、碳酸钙(粒径在200-300目)4-6份、润滑剂4-6份、抗氧化剂2-4份。该木塑复合材料是以改性麦秆、聚氯乙烯树脂、偶联剂、润滑剂为主要原料，通过木塑挤出成型工艺制备得到耐磨型麦秆纤维木塑复合材料，具有良好的界面粘结、耐磨性和表面硬度，综合力学性能优异，可应用于建筑材料和家具材料领域。但是其强度和耐磨无法满足实际使用时的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种高强度高耐磨性建筑复合材料及其制备方法，以解决在中国专利申请文献“一种高强度复合材料及其制备方法(申请公布号：CN104151649A)”和专利申请文献“一种耐磨型麦秆纤维木塑复合材料及其制备方法(申请公布号：CN106118106A)”公开的复合材料的基础上，如何优化组分、用量、方法等，提高该建筑复合材料的的强度和耐磨性的问题。
为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种高强度高耐磨性建筑复合材料，包括以下原料：丁苯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、二氧化硅、烷基苯酚甲醛树脂、过氧化锌、硫磺、硫代二丙酸二月桂酯、硬脂酸、石墨、活性硅酸钙、碳酸钙、微晶纤维素、麦秆纤维、硅烷偶联剂KH-570、强度补强助剂、耐磨改性填料；
所述强度补强助剂，以重量份为单位，包括以下原料：煅烧高岭土15-25份、纳米碳化硅4-8份、多壁碳纳米管2-6份、纳米蒙脱土4-8份、蒸馏水10-20份、过氧化二异丙苯1-5份、甲基丙烯酸甲酯3-6份、聚丙烯2-6份、聚甲基三乙氧基硅烷4-8份、空心玻璃微珠2-6份、丙烯酸异丙酯1-4份、羧基丁腈胶乳3-6份、硅烷偶联剂KH-5502-6份、聚苯硫醚4-8份；
所述耐磨改性填料，以重量份为单位，包括以下原料：聚丙二醇10-20份、2，4-甲苯二异氰酸酯4-8份、间苯二酚二缩水甘油醚3-6份、亚硫酰氯2-8份、纳米金刚石1-5份、滑石粉3-9份、钠基膨润土2-8份、蒸馏水4-8份、六偏磷酸钠3-6份、十六烷基三甲基溴化铵2-8份、三乙醇胺2-6份、硅烷偶联剂KH-5601-5份；
所述氯磺化聚乙烯橡胶、烷基苯酚甲醛树脂、过氧化锌、硫磺、硫代二丙酸二月桂酯、硅烷偶联剂KH-570、强度补强助剂、耐磨改性填料的重量比为27：10：5：3.5：4.5：2：15：20。
进一步的，所述氯磺化聚乙烯橡胶、烷基苯酚甲醛树脂、过氧化锌、硫磺、硫代二丙酸二月桂酯、硅烷偶联剂KH-570、强度补强助剂、耐磨改性填料的重量比为(18-36)：(8-12)：(4-6)：(2-5)：(3-6)：(1-3)：(10-20)：(15-25)。
进一步的，以重量份为单位，包括以下原料：丁苯橡胶80-120份、氯磺化聚乙烯橡胶18-36份、二氧化硅8-12份、烷基苯酚甲醛树脂8-12份、过氧化锌4-6份、硫磺2-5份、硫代二丙酸二月桂酯3-6份、硬脂酸4-8份、石墨3-6份、活性硅酸钙2-8份、碳酸钙1-5份、微晶纤维素3-9份、麦秆纤维2-6份、硅烷偶联剂KH-5701-3份、强度补强助剂10-20份、耐磨改性填料15-25份。
进一步的，所述强度补强助剂按如下工艺进行制备：将煅烧高岭土、纳米碳化硅、多壁碳纳米管、纳米蒙脱土和蒸馏水混合研磨成浆状，然后加入过氧化二异丙苯和甲基丙烯酸甲酯混合均匀，超声处理20-40min，然后升温至40-60℃，于800-1200r/min转速搅拌20-40min，然后冷却至室温，于50-70℃干燥7-9h，接着研磨得到物料a；然后加入向物料a中加入聚丙烯、聚甲基三乙氧基硅烷、空心玻璃微珠、丙烯酸异丙酯和羧基丁腈胶乳混合均匀，于5500-6500r/min转速下搅拌2-4h，然后升温至90-100℃，保温0.5-1.5h，然后加入硅烷偶联剂KH-550和聚苯硫醚混合均匀，水洗，抽滤，置于45-55℃的烘箱中干燥1-4h，冷却至室温得到强度补强助剂。
进一步的，耐磨改性填料按如下工艺进行制备：将聚丙二醇加热至100-120℃，保温10-20min，于650-850r/min转速搅拌10-20min，然后加入2，4-甲苯二异氰酸酯、间苯二酚二缩水甘油醚和亚硫酰氯混合均匀，然后升温至140-180℃，保温1-3h，冷却至室温得到物料A；将纳米金刚石、滑石粉、钠基膨润土和蒸馏水混合研磨成浆状，然后加入六偏磷酸钠和十六烷基三甲基溴化铵混合均匀，超声处理20-40min，然后升温至40-60℃，于800-1200r/min转速搅拌20-40min，然后冷却至室温，于50-70℃干燥7-9h，接着研磨得到物料B；将物料A、物料B、三乙醇胺和硅烷偶联剂KH-560混合均匀，搅拌1-3min，于120-130℃烘箱中干燥1-3h，冷却至室温得到耐磨改性填料。
本发明还提供一种高强度高耐磨性建筑复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将丁苯橡胶加热熔融后得到液体胶料，将二氧化硅、硬脂酸、石墨、活性硅酸钙、碳酸钙、微晶纤维素和麦秆纤维混合研磨，过20-40目筛，然后加入到液体胶料中，继续升温搅拌，冷却至室温得到基料；
S2：将S1得到的基料升温后加入烷基苯酚甲醛树脂、过氧化锌、硫磺和硫代二丙酸二月桂酯混合均匀，继续升温后搅拌，冷却至室温得到交联改性基料；
S3：将氯磺化聚乙烯橡胶一次加热后加入硅烷偶联剂KH-570、强度补强助剂和耐磨改性填料混合均匀，然后进行二次加热，并加入S2得到的交联改性基料混合搅拌，冷却至室温得到高强度高耐磨性建筑复合材料。
进一步的，S1中，S1：将丁苯橡胶加热至130-150℃熔融后得到液体胶料，将二氧化硅、硬脂酸、石墨、活性硅酸钙、碳酸钙、微晶纤维素和麦秆纤维混合研磨，过20-40目筛，然后加入到液体胶料中，继续升温至150-180℃，于1500-2500r/min转速搅拌20-40min，冷却至室温得到基料。
进一步的，S2中，将S1得到的基料升温至80-90℃后加入烷基苯酚甲醛树脂、过氧化锌、硫磺和硫代二丙酸二月桂酯混合均匀，继续升温至110-130℃后于650-850r/min转速搅拌1-2h，冷却至室温得到交联改性基料。
进一步的，S3中，一次加热的温度为80-90℃，一次加热的时间为1-2h。
进一步的，S3中，二次加热的温度为115-145℃，二次加热的时间为20-40min。
本发明具有以下有益效果：
(1)由实施例1-3和对比例10以及对比例11的数据可见，实施例1-3制得的高强度高耐磨性建筑复合材料的强度和耐磨性显著高于对比例10以及对比例11制得的建筑复合材料的强度和耐磨性；同时由实施例1-3的数据可见，实施例1为最优实施例。
(2)由实施例1和对比例1-9的数据可见，氯磺化聚乙烯橡胶、烷基苯酚甲醛树脂、过氧化锌、硫磺、硫代二丙酸二月桂酯、硅烷偶联剂KH-570、强度补强助剂、耐磨改性填料在制备高强度高耐磨性建筑复合材料中起到了协同作用，协同提高了该建筑复合材料的强度和耐磨性；这是：氯磺化聚乙烯橡胶、烷基苯酚甲醛树脂、过氧化锌、硫磺、硫代二丙酸二月桂酯、硅烷偶联剂KH-570、强度补强助剂和耐磨改性填料作为补强体系，其中氯磺化聚乙烯橡胶为主料，赋予补强体系增强强度和耐磨性能，烷基苯酚甲醛树脂、过氧化锌和硫磺作为硫化交联体系，作用于氯磺化聚乙烯橡胶的熔融处理过程中，提高了氯磺化聚乙烯橡胶的强度和弹性，添加的硫代二丙酸二月桂酯作为抗氧化剂，能够有效提高补强体系的抗氧化性能，添加硅烷偶联剂KH-570作为接枝改性剂，实现将强度补强助剂和耐磨改性填料的强度补强和耐磨性补强运用到该建筑复合材料的基料中，实现了强度补强助剂和耐磨改性填料表面的羟基在硅烷偶联剂KH-570的接枝作用下实现了与基料结合，有效提高了本发明建筑复合材料的强度和耐磨性能。其中，强度补强助剂通过将煅烧高岭土、纳米碳化硅、多壁碳纳米管、纳米蒙脱土和蒸馏水混合研磨成浆状，然后加入过氧化二异丙苯和甲基丙烯酸甲酯混合均匀，超声处理，然后升温，搅拌，然后冷却至室温，干燥，接着研磨得到物料a；然后加入向物料a中加入聚丙烯、聚甲基三乙氧基硅烷、空心玻璃微珠、丙烯酸异丙酯和羧基丁腈胶乳混合均匀，搅拌，然后升温，保温，然后加入硅烷偶联剂KH-550和聚苯硫醚混合均匀，水洗，抽滤，干燥，冷却至室温得到，其利用了煅烧高岭土、纳米碳化硅、多壁碳纳米管和纳米蒙脱土作为强度补强填料以及其表面的羟基，在过氧化二异丙苯和甲基丙烯酸甲酯的引发作用下，并在硅烷偶联剂KH-550的接枝作用下实现与聚丙烯、聚甲基三乙氧基硅烷、空心玻璃微珠、丙烯酸异丙酯、羧基丁腈胶乳和聚苯硫醚的结合，得到的强度补强助剂运用到本发明制备的基料中，有效提高了该建筑复合材料的强度。其中，耐磨改性填料通过将聚丙二醇加热，保温，搅拌，然后加入2，4-甲苯二异氰酸酯、间苯二酚二缩水甘油醚和亚硫酰氯混合均匀，然后升温，保温，冷却至室温得到物料A；将纳米金刚石、滑石粉、钠基膨润土和蒸馏水混合研磨成浆状，然后加入六偏磷酸钠和十六烷基三甲基溴化铵混合均匀，超声处理，然后升温，搅拌，然后冷却至室温，干燥，接着研磨得到物料B；将物料A、物料B、三乙醇胺和硅烷偶联剂KH-560混合均匀，搅拌，烘箱中干燥，冷却至室温得到，其中以聚丙二醇为原料，在2，4-甲苯二异氰酸酯、间苯二酚二缩水甘油醚和亚硫酰氯的取代改性下引入氯键，并加入纳米金刚石、滑石粉、钠基膨润土作为耐磨填料，在硅烷偶联剂KH-560的接枝改性作用下，实现纳米金刚石、滑石粉、钠基膨润土表面的羟基与氯键结合，实现了接枝改性，赋予了该耐磨改性填料优异的耐磨性能，运用到本发明的建筑复合材料中，有效提高了该建筑复合材料优异的耐磨性能。
(3)由对比例12-14的数据可见，氯磺化聚乙烯橡胶、烷基苯酚甲醛树脂、过氧化锌、硫磺、硫代二丙酸二月桂酯、硅烷偶联剂KH-570、强度补强助剂、耐磨改性填料的重量比不在(18-36)：(8-12)：(4-6)：(2-5)：(3-6)：(1-3)：(10-20)：(15-25)范围内时，制得的建筑复合材料的强度和耐磨性相对应的数值与实施例1-3的数值相差甚大，远小于实施例1-3的数值，与现有技术(对比例10和对比例11)的数值相当。本发明氯磺化聚乙烯橡胶、烷基苯酚甲醛树脂、过氧化锌、硫磺、硫代二丙酸二月桂酯、硅烷偶联剂KH-570、强度补强助剂、耐磨改性填料作为补强体系，实施例1-3控制制备高强度高耐磨性建筑复合材料时通过添加氯磺化聚乙烯橡胶、烷基苯酚甲醛树脂、过氧化锌、硫磺、硫代二丙酸二月桂酯、硅烷偶联剂KH-570、强度补强助剂、耐磨改性填料的重量比为(18-36)：(8-12)：(4-6)：(2-5)：(3-6)：(1-3)：(10-20)：(15-25)，实现在补强体系中利用氯磺化聚乙烯橡胶优异的强度和耐磨性能，并在烷基苯酚甲醛树脂、过氧化锌、硫磺作为硫化体系作用下，以氯磺化聚乙烯橡胶作为补强体系为主料，实现较少的硫化体系作用于氯磺化聚乙烯橡胶，提高了氯磺化聚乙烯橡胶的强度，并在硅烷偶联剂KH-570的接枝作用下，利用了强度补强助剂的强度补强作用，有效提高了该建筑复合材料的强度，同时与耐磨改性填料配合，在硅烷偶联剂KH-570的作用下运用到基料中，有效提高了该建筑复合材料的耐磨性能，由此，氯磺化聚乙烯橡胶、烷基苯酚甲醛树脂、过氧化锌、硫磺、硫代二丙酸二月桂酯、硅烷偶联剂KH-570、强度补强助剂、耐磨改性填料作为补强体系运用到该建筑复合材料的制备中，有效提高了该建筑复合材料的强度和耐磨性能。
具体实施方式
为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
在实施例中，所述高强度高耐磨性建筑复合材料，以重量份为单位，包括以下原料：丁苯橡胶80-120份、氯磺化聚乙烯橡胶18-36份、二氧化硅8-12份、烷基苯酚甲醛树脂8-12份、过氧化锌4-6份、硫磺2-5份、硫代二丙酸二月桂酯3-6份、硬脂酸4-8份、石墨3-6份、活性硅酸钙2-8份、碳酸钙1-5份、微晶纤维素3-9份、麦秆纤维2-6份、硅烷偶联剂KH-5701-3份、强度补强助剂10-20份、耐磨改性填料15-25份。
所述强度补强助剂按如下工艺进行制备：按重量份将15-25份煅烧高岭土、4-8份纳米碳化硅、2-6份多壁碳纳米管、4-8份纳米蒙脱土和10-20份蒸馏水混合研磨成浆状，然后加入1-5份过氧化二异丙苯和3-6份甲基丙烯酸甲酯混合均匀，超声处理20-40min，然后升温至40-60℃，于800-1200r/min转速搅拌20-40min，然后冷却至室温，于50-70℃干燥7-9h，接着研磨得到物料a；然后加入向物料a中加入2-6份聚丙烯、4-8份聚甲基三乙氧基硅烷、2-6份空心玻璃微珠、1-4份丙烯酸异丙酯和3-6份羧基丁腈胶乳混合均匀，于5500-6500r/min转速下搅拌2-4h，然后升温至90-100℃，保温0.5-1.5h，然后加入2-6份硅烷偶联剂KH-550和4-8份聚苯硫醚混合均匀，水洗，抽滤，置于45-55℃的烘箱中干燥1-4h，冷却至室温得到强度补强助剂。
所述耐磨改性填料按如下工艺进行制备：按重量份将10-20份聚丙二醇加热至100-120℃，保温10-20min，于650-850r/min转速搅拌10-20min，然后加入4-8份2，4-甲苯二异氰酸酯、3-6份间苯二酚二缩水甘油醚和2-8份亚硫酰氯混合均匀，然后升温至140-180℃，保温1-3h，冷却至室温得到物料A；将1-5份纳米金刚石、3-9份滑石粉、2-8份钠基膨润土和4-8份蒸馏水混合研磨成浆状，然后加入3-6份六偏磷酸钠和2-8份十六烷基三甲基溴化铵混合均匀，超声处理20-40min，然后升温至40-60℃，于800-1200r/min转速搅拌20-40min，然后冷却至室温，于50-70℃干燥7-9h，接着研磨得到物料B；将物料A、物料B、2-6份三乙醇胺和1-5份硅烷偶联剂KH-560混合均匀，搅拌1-3min，于120-130℃烘箱中干燥1-3h，冷却至室温得到耐磨改性填料。
所述高强度高耐磨性建筑复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将丁苯橡胶加热至130-150℃熔融后得到液体胶料，将二氧化硅、硬脂酸、石墨、活性硅酸钙、碳酸钙、微晶纤维素和麦秆纤维混合研磨，过20-40目筛，然后加入到液体胶料中，继续升温至150-180℃，于1500-2500r/min转速搅拌20-40min，冷却至室温得到基料；
S2：将S1得到的基料升温至80-90℃后加入烷基苯酚甲醛树脂、过氧化锌、硫磺和硫代二丙酸二月桂酯混合均匀，继续升温至110-130℃后于650-850r/min转速搅拌1-2h，冷却至室温得到交联改性基料；
S3：将氯磺化聚乙烯橡胶一次加热后加入硅烷偶联剂KH-570、强度补强助剂和耐磨改性填料混合均匀，其中一次加热的温度为80-90℃，一次加热的时间为1-2h，然后进行二次加热，并加入S2得到的交联改性基料混合搅拌，其中，二次加热的温度为115-145℃，二次加热的时间为20-40min，冷却至室温得到高强度高耐磨性建筑复合材料。
实施例1
一种高强度高耐磨性建筑复合材料，以重量份为单位，包括以下原料：丁苯橡胶116.8份、氯磺化聚乙烯橡胶27份、二氧化硅10.3份、烷基苯酚甲醛树脂10份、过氧化锌5份、硫磺3.5份、硫代二丙酸二月桂酯4.5份、硬脂酸6.2份、石墨4.7份、活性硅酸钙4.8份、碳酸钙3.2份、微晶纤维素5.7份、麦秆纤维4.8份、硅烷偶联剂KH-5702份、强度补强助剂15份、耐磨改性填料20份。
所述强度补强助剂按如下工艺进行制备：按重量份将23.1份煅烧高岭土、5.6份纳米碳化硅、3.9份多壁碳纳米管、5.6份纳米蒙脱土和15.4份蒸馏水混合研磨成浆状，然后加入2.8份过氧化二异丙苯和4.8份甲基丙烯酸甲酯混合均匀，超声处理33min，然后升温至52℃，于1050r/min转速搅拌33min，然后冷却至室温，于62℃干燥8.2h，接着研磨得到物料a；然后加入向物料a中加入4.3份聚丙烯、5.7份聚甲基三乙氧基硅烷、4.5份空心玻璃微珠、2.6份丙烯酸异丙酯和4.5份羧基丁腈胶乳混合均匀，于6358r/min转速下搅拌3.2h，然后升温至95℃，保温1.2h，然后加入4.6份硅烷偶联剂KH-550和5.7份聚苯硫醚混合均匀，水洗，抽滤，置于48℃的烘箱中干燥2.5h，冷却至室温得到强度补强助剂。
所述耐磨改性填料按如下工艺进行制备：按重量份将14份聚丙二醇加热至108℃，保温14min，于746r/min转速搅拌14.6min，然后加入5.7份2，4-甲苯二异氰酸酯、4.8份间苯二酚二缩水甘油醚和4.6份亚硫酰氯混合均匀，然后升温至174℃，保温2.3h，冷却至室温得到物料A；将3.7份纳米金刚石、4.8份滑石粉、5.7份钠基膨润土和5.7份蒸馏水混合研磨成浆状，然后加入4.8份六偏磷酸钠和5.7份十六烷基三甲基溴化铵混合均匀，超声处理32min，然后升温至52℃，于1050r/min转速搅拌32min，然后冷却至室温，于65℃干燥8.2h，接着研磨得到物料B；将物料A、物料B、4.5份三乙醇胺和3.2份硅烷偶联剂KH-560混合均匀，搅拌2.4min，于127℃烘箱中干燥2.4h，冷却至室温得到耐磨改性填料。
所述高强度高耐磨性建筑复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将丁苯橡胶加热至147℃熔融后得到液体胶料，将二氧化硅、硬脂酸、石墨、活性硅酸钙、碳酸钙、微晶纤维素和麦秆纤维混合研磨，过34目筛，然后加入到液体胶料中，继续升温至175℃，于1865r/min转速搅拌34min，冷却至室温得到基料；
S2：将S1得到的基料升温至83℃后加入烷基苯酚甲醛树脂、过氧化锌、硫磺和硫代二丙酸二月桂酯混合均匀，继续升温至124℃后于845r/min转速搅拌1.3h，冷却至室温得到交联改性基料；
S3：将氯磺化聚乙烯橡胶一次加热后加入硅烷偶联剂KH-570、强度补强助剂和耐磨改性填料混合均匀，其中一次加热的温度为82℃，一次加热的时间为1.4h，然后进行二次加热，并加入S2得到的交联改性基料混合搅拌，其中，二次加热的温度为137℃，二次加热的时间为34min，冷却至室温得到高强度高耐磨性建筑复合材料。
实施例2
一种高强度高耐磨性建筑复合材料，以重量份为单位，包括以下原料：丁苯橡胶80份、氯磺化聚乙烯橡胶36份、二氧化硅8份、烷基苯酚甲醛树脂12份、过氧化锌4份、硫磺5份、硫代二丙酸二月桂酯3份、硬脂酸8份、石墨3份、活性硅酸钙8份、碳酸钙1份、微晶纤维素9份、麦秆纤维2份、硅烷偶联剂KH-5703份、强度补强助剂10份、耐磨改性填料25份。
所述强度补强助剂按如下工艺进行制备：按重量份将15份煅烧高岭土、8份纳米碳化硅、2份多壁碳纳米管、8份纳米蒙脱土和10份蒸馏水混合研磨成浆状，然后加入5份过氧化二异丙苯和3份甲基丙烯酸甲酯混合均匀，超声处理40min，然后升温至40℃，于1200r/min转速搅拌20min，然后冷却至室温，于70℃干燥7h，接着研磨得到物料a；然后加入向物料a中加入6份聚丙烯、4份聚甲基三乙氧基硅烷、6份空心玻璃微珠、1份丙烯酸异丙酯和6份羧基丁腈胶乳混合均匀，于5500r/min转速下搅拌4h，然后升温至90℃，保温1.5h，然后加入2份硅烷偶联剂KH-550和8份聚苯硫醚混合均匀，水洗，抽滤，置于45℃的烘箱中干燥4h，冷却至室温得到强度补强助剂。
所述耐磨改性填料按如下工艺进行制备：按重量份将10份聚丙二醇加热至120℃，保温10min，于850r/min转速搅拌10min，然后加入8份2，4-甲苯二异氰酸酯、3份间苯二酚二缩水甘油醚和8份亚硫酰氯混合均匀，然后升温至140℃，保温3h，冷却至室温得到物料A；将1份纳米金刚石、9份滑石粉、2份钠基膨润土和8份蒸馏水混合研磨成浆状，然后加入3份六偏磷酸钠和8份十六烷基三甲基溴化铵混合均匀，超声处理20min，然后升温至60℃，于800r/min转速搅拌40min，然后冷却至室温，于50℃干燥9h，接着研磨得到物料B；将物料A、物料B、2份三乙醇胺和5份硅烷偶联剂KH-560混合均匀，搅拌1min，于130℃烘箱中干燥1h，冷却至室温得到耐磨改性填料。
所述高强度高耐磨性建筑复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将丁苯橡胶加热至130℃熔融后得到液体胶料，将二氧化硅、硬脂酸、石墨、活性硅酸钙、碳酸钙、微晶纤维素和麦秆纤维混合研磨，过40目筛，然后加入到液体胶料中，继续升温至150℃，于2500r/min转速搅拌20min，冷却至室温得到基料；
S2：将S1得到的基料升温至90℃后加入烷基苯酚甲醛树脂、过氧化锌、硫磺和硫代二丙酸二月桂酯混合均匀，继续升温至110℃后于850r/min转速搅拌1h，冷却至室温得到交联改性基料；
S3：将氯磺化聚乙烯橡胶一次加热后加入硅烷偶联剂KH-570、强度补强助剂和耐磨改性填料混合均匀，其中一次加热的温度为80℃，一次加热的时间为2h，然后进行二次加热，并加入S2得到的交联改性基料混合搅拌，其中，二次加热的温度为115℃，二次加热的时间为40min，冷却至室温得到高强度高耐磨性建筑复合材料。
实施例3
一种高强度高耐磨性建筑复合材料，以重量份为单位，包括以下原料：丁苯橡胶120份、氯磺化聚乙烯橡胶18份、二氧化硅12份、烷基苯酚甲醛树脂8份、过氧化锌6份、硫磺2份、硫代二丙酸二月桂酯6份、硬脂酸4份、石墨6份、活性硅酸钙2份、碳酸钙5份、微晶纤维素3份、麦秆纤维6份、硅烷偶联剂KH-5701份、强度补强助剂20份、耐磨改性填料15份。
所述强度补强助剂按如下工艺进行制备：按重量份将25份煅烧高岭土、4份纳米碳化硅、6份多壁碳纳米管、4份纳米蒙脱土和20份蒸馏水混合研磨成浆状，然后加入1份过氧化二异丙苯和6份甲基丙烯酸甲酯混合均匀，超声处理20min，然后升温至60℃，于800r/min转速搅拌40min，然后冷却至室温，于50℃干燥9h，接着研磨得到物料a；然后加入向物料a中加入2份聚丙烯、8份聚甲基三乙氧基硅烷、2份空心玻璃微珠、4份丙烯酸异丙酯和3份羧基丁腈胶乳混合均匀，于6500r/min转速下搅拌2h，然后升温至100℃，保温0.5h，然后加入6份硅烷偶联剂KH-550和4份聚苯硫醚混合均匀，水洗，抽滤，置于55℃的烘箱中干燥1h，冷却至室温得到强度补强助剂。
所述耐磨改性填料按如下工艺进行制备：按重量份将20份聚丙二醇加热至100℃，保温20min，于650r/min转速搅拌20min，然后加入4份2，4-甲苯二异氰酸酯、6份间苯二酚二缩水甘油醚和2份亚硫酰氯混合均匀，然后升温至180℃，保温1h，冷却至室温得到物料A；将5份纳米金刚石、3份滑石粉、8份钠基膨润土和4份蒸馏水混合研磨成浆状，然后加入6份六偏磷酸钠和2份十六烷基三甲基溴化铵混合均匀，超声处理40min，然后升温至40℃，于1200r/min转速搅拌20min，然后冷却至室温，于70℃干燥7h，接着研磨得到物料B；将物料A、物料B、6份三乙醇胺和1份硅烷偶联剂KH-560混合均匀，搅拌3min，于120℃烘箱中干燥3h，冷却至室温得到耐磨改性填料。
所述高强度高耐磨性建筑复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将丁苯橡胶加热至150℃熔融后得到液体胶料，将二氧化硅、硬脂酸、石墨、活性硅酸钙、碳酸钙、微晶纤维素和麦秆纤维混合研磨，过20目筛，然后加入到液体胶料中，继续升温至180℃，于1500r/min转速搅拌40min，冷却至室温得到基料；
S2：将S1得到的基料升温至80℃后加入烷基苯酚甲醛树脂、过氧化锌、硫磺和硫代二丙酸二月桂酯混合均匀，继续升温至130℃后于650r/min转速搅拌2h，冷却至室温得到交联改性基料；
S3：将氯磺化聚乙烯橡胶一次加热后加入硅烷偶联剂KH-570、强度补强助剂和耐磨改性填料混合均匀，其中一次加热的温度为80℃，一次加热的时间为2h，然后进行二次加热，并加入S2得到的交联改性基料混合搅拌，其中，二次加热的温度为115℃，二次加热的时间为40min，冷却至室温得到高强度高耐磨性建筑复合材料。
对比例1
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高强度高耐磨性建筑复合材料的原料中缺少氯磺化聚乙烯橡胶、烷基苯酚甲醛树脂、过氧化锌、硫磺、硫代二丙酸二月桂酯、硅烷偶联剂KH-570、强度补强助剂、耐磨改性填料。
对比例2
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高强度高耐磨性建筑复合材料的原料中缺少氯磺化聚乙烯橡胶。
对比例3
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高强度高耐磨性建筑复合材料的原料中缺少烷基苯酚甲醛树脂。
对比例4
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高强度高耐磨性建筑复合材料的原料中缺少过氧化锌。
对比例5
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高强度高耐磨性建筑复合材料的原料中缺少硫磺。
对比例6
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高强度高耐磨性建筑复合材料的原料中缺少硫代二丙酸二月桂酯。
对比例7
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高强度高耐磨性建筑复合材料的原料中缺少硅烷偶联剂KH-570。
对比例8
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高强度高耐磨性建筑复合材料的原料中缺少强度补强助剂。
对比例9
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高强度高耐磨性建筑复合材料的原料中缺少耐磨改性填料。
对比例10
采用中国专利申请文献“一种高强度复合材料及其制备方法(申请公布号：CN104151649A)”中具体实施例1-5所述的方法制备建筑复合材料。
对比例11
采用中国专利申请文献“一种耐磨型麦秆纤维木塑复合材料及其制备方法(申请公布号：CN106118106A)”中具体实施例1-3所述的方法制备建筑复合材料。
对比例12
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高强度高耐磨性建筑复合材料的原料中氯磺化聚乙烯橡胶为16份、烷基苯酚甲醛树脂为13份、过氧化锌3份、硫磺6份、硫代二丙酸二月桂酯2份、硅烷偶联剂KH-5704份、强度补强助剂8份、耐磨改性填料27份。
对比例13
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高强度高耐磨性建筑复合材料的原料中氯磺化聚乙烯橡胶为37份、烷基苯酚甲醛树脂为7份、过氧化锌7份、硫磺1份、硫代二丙酸二月桂酯7份、硅烷偶联剂KH-5700.8份、强度补强助剂22份、耐磨改性填料13份。
对比例14
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高强度高耐磨性建筑复合材料的原料中氯磺化聚乙烯橡胶为38份、烷基苯酚甲醛树脂为5份、过氧化锌6.5份、硫磺6份、硫代二丙酸二月桂酯2份、硅烷偶联剂KH-5706份、强度补强助剂9份、耐磨改性填料26份。
对实施例1-3和对比例1-14制得的产品进行强度和耐磨性能测试，结果如下表所示：
由上表可知：(1)由实施例1-3和对比例10以及对比例11的数据可见，实施例1-3制得的高强度高耐磨性建筑复合材料的强度和耐磨性显著高于对比例10以及对比例11制得的建筑复合材料的强度和耐磨性；同时由实施例1-3的数据可见，实施例1为最优实施例。
(2)由实施例1和对比例1-9的数据可见，氯磺化聚乙烯橡胶、烷基苯酚甲醛树脂、过氧化锌、硫磺、硫代二丙酸二月桂酯、硅烷偶联剂KH-570、强度补强助剂、耐磨改性填料在制备高强度高耐磨性建筑复合材料中起到了协同作用，协同提高了该建筑复合材料的强度和耐磨性；这是：氯磺化聚乙烯橡胶、烷基苯酚甲醛树脂、过氧化锌、硫磺、硫代二丙酸二月桂酯、硅烷偶联剂KH-570、强度补强助剂和耐磨改性填料作为补强体系，其中氯磺化聚乙烯橡胶为主料，赋予补强体系增强强度和耐磨性能，烷基苯酚甲醛树脂、过氧化锌和硫磺作为硫化交联体系，作用于氯磺化聚乙烯橡胶的熔融处理过程中，提高了氯磺化聚乙烯橡胶的强度和弹性，添加的硫代二丙酸二月桂酯作为抗氧化剂，能够有效提高补强体系的抗氧化性能，添加硅烷偶联剂KH-570作为接枝改性剂，实现将强度补强助剂和耐磨改性填料的强度补强和耐磨性补强运用到该建筑复合材料的基料中，实现了强度补强助剂和耐磨改性填料表面的羟基在硅烷偶联剂KH-570的接枝作用下实现了与基料结合，有效提高了本发明建筑复合材料的强度和耐磨性能。其中，强度补强助剂通过将煅烧高岭土、纳米碳化硅、多壁碳纳米管、纳米蒙脱土和蒸馏水混合研磨成浆状，然后加入过氧化二异丙苯和甲基丙烯酸甲酯混合均匀，超声处理，然后升温，搅拌，然后冷却至室温，干燥，接着研磨得到物料a；然后加入向物料a中加入聚丙烯、聚甲基三乙氧基硅烷、空心玻璃微珠、丙烯酸异丙酯和羧基丁腈胶乳混合均匀，搅拌，然后升温，保温，然后加入硅烷偶联剂KH-550和聚苯硫醚混合均匀，水洗，抽滤，干燥，冷却至室温得到，其利用了煅烧高岭土、纳米碳化硅、多壁碳纳米管和纳米蒙脱土作为强度补强填料以及其表面的羟基，在过氧化二异丙苯和甲基丙烯酸甲酯的引发作用下，并在硅烷偶联剂KH-550的接枝作用下实现与聚丙烯、聚甲基三乙氧基硅烷、空心玻璃微珠、丙烯酸异丙酯、羧基丁腈胶乳和聚苯硫醚的结合，得到的强度补强助剂运用到本发明制备的基料中，有效提高了该建筑复合材料的强度。其中，耐磨改性填料通过将聚丙二醇加热，保温，搅拌，然后加入2，4-甲苯二异氰酸酯、间苯二酚二缩水甘油醚和亚硫酰氯混合均匀，然后升温，保温，冷却至室温得到物料A；将纳米金刚石、滑石粉、钠基膨润土和蒸馏水混合研磨成浆状，然后加入六偏磷酸钠和十六烷基三甲基溴化铵混合均匀，超声处理，然后升温，搅拌，然后冷却至室温，干燥，接着研磨得到物料B；将物料A、物料B、三乙醇胺和硅烷偶联剂KH-560混合均匀，搅拌，烘箱中干燥，冷却至室温得到，其中以聚丙二醇为原料，在2，4-甲苯二异氰酸酯、间苯二酚二缩水甘油醚和亚硫酰氯的取代改性下引入氯键，并加入纳米金刚石、滑石粉、钠基膨润土作为耐磨填料，在硅烷偶联剂KH-560的接枝改性作用下，实现纳米金刚石、滑石粉、钠基膨润土表面的羟基与氯键结合，实现了接枝改性，赋予了该耐磨改性填料优异的耐磨性能，运用到本发明的建筑复合材料中，有效提高了该建筑复合材料优异的耐磨性能。
(3)由对比例12-14的数据可见，氯磺化聚乙烯橡胶、烷基苯酚甲醛树脂、过氧化锌、硫磺、硫代二丙酸二月桂酯、硅烷偶联剂KH-570、强度补强助剂、耐磨改性填料的重量比不在(18-36)：(8-12)：(4-6)：(2-5)：(3-6)：(1-3)：(10-20)：(15-25)范围内时，制得的建筑复合材料的强度和耐磨性相对应的数值与实施例1-3的数值相差甚大，远小于实施例1-3的数值，与现有技术(对比例10和对比例11)的数值相当。本发明氯磺化聚乙烯橡胶、烷基苯酚甲醛树脂、过氧化锌、硫磺、硫代二丙酸二月桂酯、硅烷偶联剂KH-570、强度补强助剂、耐磨改性填料作为补强体系，实施例1-3控制制备高强度高耐磨性建筑复合材料时通过添加氯磺化聚乙烯橡胶、烷基苯酚甲醛树脂、过氧化锌、硫磺、硫代二丙酸二月桂酯、硅烷偶联剂KH-570、强度补强助剂、耐磨改性填料的重量比为(18-36)：(8-12)：(4-6)：(2-5)：(3-6)：(1-3)：(10-20)：(15-25)，实现在补强体系中利用氯磺化聚乙烯橡胶优异的强度和耐磨性能，并在烷基苯酚甲醛树脂、过氧化锌、硫磺作为硫化体系作用下，以氯磺化聚乙烯橡胶作为补强体系为主料，实现较少的硫化体系作用于氯磺化聚乙烯橡胶，提高了氯磺化聚乙烯橡胶的强度，并在硅烷偶联剂KH-570的接枝作用下，利用了强度补强助剂的强度补强作用，有效提高了该建筑复合材料的强度，同时与耐磨改性填料配合，在硅烷偶联剂KH-570的作用下运用到基料中，有效提高了该建筑复合材料的耐磨性能，由此，氯磺化聚乙烯橡胶、烷基苯酚甲醛树脂、过氧化锌、硫磺、硫代二丙酸二月桂酯、硅烷偶联剂KH-570、强度补强助剂、耐磨改性填料作为补强体系运用到该建筑复合材料的制备中，有效提高了该建筑复合材料的强度和耐磨性能。
以上内容不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种高强度高耐磨性建筑复合材料，其特征在于，包括以下原料：丁苯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、二氧化硅、烷基苯酚甲醛树脂、过氧化锌、硫磺、硫代二丙酸二月桂酯、硬脂酸、石墨、活性硅酸钙、碳酸钙、微晶纤维素、麦秆纤维、硅烷偶联剂KH-570、强度补强助剂、耐磨改性填料；
所述强度补强助剂，以重量份为单位，包括以下原料：煅烧高岭土15-25份、纳米碳化硅4-8份、多壁碳纳米管2-6份、纳米蒙脱土4-8份、蒸馏水10-20份、过氧化二异丙苯1-5份、甲基丙烯酸甲酯3-6份、聚丙烯2-6份、聚甲基三乙氧基硅烷4-8份、空心玻璃微珠2-6份、丙烯酸异丙酯1-4份、羧基丁腈胶乳3-6份、硅烷偶联剂KH-5502-6份、聚苯硫醚4-8份；
所述耐磨改性填料，以重量份为单位，包括以下原料：聚丙二醇10-20份、2，4-甲苯二异氰酸酯4-8份、间苯二酚二缩水甘油醚3-6份、亚硫酰氯2-8份、纳米金刚石1-5份、滑石粉3-9份、钠基膨润土2-8份、蒸馏水4-8份、六偏磷酸钠3-6份、十六烷基三甲基溴化铵2-8份、三乙醇胺2-6份、硅烷偶联剂KH-5601-5份；
所述氯磺化聚乙烯橡胶、烷基苯酚甲醛树脂、过氧化锌、硫磺、硫代二丙酸二月桂酯、硅烷偶联剂KH-570、强度补强助剂、耐磨改性填料的重量比为27：10：5：3.5：4.5：2：15：20。
2.根据权利要求1所述的高强度高耐磨性建筑复合材料，其特征在于，所述氯磺化聚乙烯橡胶、烷基苯酚甲醛树脂、过氧化锌、硫磺、硫代二丙酸二月桂酯、硅烷偶联剂KH-570、强度补强助剂、耐磨改性填料的重量比为(18-36)：(8-12)：(4-6)：(2-5)：(3-6)：(1-3)：(10-20)：(15-25)。
3.根据权利要求1所述的高强度高耐磨性建筑复合材料，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：丁苯橡胶80-120份、氯磺化聚乙烯橡胶18-36份、二氧化硅8-12份、烷基苯酚甲醛树脂8-12份、过氧化锌4-6份、硫磺2-5份、硫代二丙酸二月桂酯3-6份、硬脂酸4-8份、石墨3-6份、活性硅酸钙2-8份、碳酸钙1-5份、微晶纤维素3-9份、麦秆纤维2-6份、硅烷偶联剂KH-5701-3份、强度补强助剂10-20份、耐磨改性填料15-25份。
4.根据权利要求1所述的高强度高耐磨性建筑复合材料，其特征在于，所述强度补强助剂按如下工艺进行制备：将煅烧高岭土、纳米碳化硅、多壁碳纳米管、纳米蒙脱土和蒸馏水混合研磨成浆状，然后加入过氧化二异丙苯和甲基丙烯酸甲酯混合均匀，超声处理20-40min，然后升温至40-60℃，于800-1200r/min转速搅拌20-40min，然后冷却至室温，于50-70℃干燥7-9h，接着研磨得到物料a；然后加入向物料a中加入聚丙烯、聚甲基三乙氧基硅烷、空心玻璃微珠、丙烯酸异丙酯和羧基丁腈胶乳混合均匀，于5500-6500r/min转速下搅拌2-4h，然后升温至90-100℃，保温0.5-1.5h，然后加入硅烷偶联剂KH-550和聚苯硫醚混合均匀，水洗，抽滤，置于45-55℃的烘箱中干燥1-4h，冷却至室温得到强度补强助剂。
5.根据权利要求1所述的高强度高耐磨性建筑复合材料，其特征在于，耐磨改性填料按如下工艺进行制备：将聚丙二醇加热至100-120℃，保温10-20min，于650-850r/min转速搅拌10-20min，然后加入2，4-甲苯二异氰酸酯、间苯二酚二缩水甘油醚和亚硫酰氯混合均匀，然后升温至140-180℃，保温1-3h，冷却至室温得到物料A；将纳米金刚石、滑石粉、钠基膨润土和蒸馏水混合研磨成浆状，然后加入六偏磷酸钠和十六烷基三甲基溴化铵混合均匀，超声处理20-40min，然后升温至40-60℃，于800-1200r/min转速搅拌20-40min，然后冷却至室温，于50-70℃干燥7-9h，接着研磨得到物料B；将物料A、物料B、三乙醇胺和硅烷偶联剂KH-560混合均匀，搅拌1-3min，于120-130℃烘箱中干燥1-3h，冷却至室温得到耐磨改性填料。
6.一种根据权利要求1-5任一项所述的高强度高耐磨性建筑复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将丁苯橡胶加热熔融后得到液体胶料，将二氧化硅、硬脂酸、石墨、活性硅酸钙、碳酸钙、微晶纤维素和麦秆纤维混合研磨，过20-40目筛，然后加入到液体胶料中，继续升温搅拌，冷却至室温得到基料；
S2：将S1得到的基料升温后加入烷基苯酚甲醛树脂、过氧化锌、硫磺和硫代二丙酸二月桂酯混合均匀，继续升温后搅拌，冷却至室温得到交联改性基料；
S3：将氯磺化聚乙烯橡胶一次加热后加入硅烷偶联剂KH-570、强度补强助剂和耐磨改性填料混合均匀，然后进行二次加热，并加入S2得到的交联改性基料混合搅拌，冷却至室温得到高强度高耐磨性建筑复合材料。
7.根据权利要求6所述的高强度高耐磨性建筑复合材料的制备方法，其特征在于，S1中，S1：将丁苯橡胶加热至130-150℃熔融后得到液体胶料，将二氧化硅、硬脂酸、石墨、活性硅酸钙、碳酸钙、微晶纤维素和麦秆纤维混合研磨，过20-40目筛，然后加入到液体胶料中，继续升温至150-180℃，于1500-2500r/min转速搅拌20-40min，冷却至室温得到基料。
8.根据权利要求6所述的高强度高耐磨性建筑复合材料的制备方法，其特征在于：S2中，将S1得到的基料升温至80-90℃后加入烷基苯酚甲醛树脂、过氧化锌、硫磺和硫代二丙酸二月桂酯混合均匀，继续升温至110-130℃后于650-850r/min转速搅拌1-2h，冷却至室温得到交联改性基料。
9.根据权利要求6所述的高强度高耐磨性建筑复合材料的制备方法，其特征在于，S3中，一次加热的温度为80-90℃，一次加热的时间为1-2h。
10.根据权利要求6所述的高强度高耐磨性建筑复合材料的制备方法，其特征在于，S3中，二次加热的温度为115-145℃，二次加热的时间为20-40min。
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