CN109627738B - 一种有机硅改性Ms路面墙面建筑材料及制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机硅改性Ms路面墙面建筑材料及制造工艺，原材料组份包括：无水桐油，有机硅，烯丙基聚醚二元醇，环氧树脂，催化剂，硅烷偶联剂。制造工艺是先将无水桐油和有机硅进行加成反应，在催化剂作用下，生成桐油加成产物；再将烯丙基聚醚二元醇和有机硅进行加成反应，在催化剂作用下，生成聚合物；然后将桐油加成产物和聚合物混合，再加入环氧树脂，制成基料；最后取基料，加入硅烷偶联剂和催化剂进行反应，搅拌均匀，得到建筑材料。本发明制得的建筑材料耐候性强，防水防污，环保无毒，粘接性好，透气性好，隔热保温，实用性强，可以大量推广使用。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种有机硅改性Ms路面墙面建筑材料及制造工艺。
背景技术
建筑材料已经有几千年的历史，特别是路面和墙面材料，在人们的日常生活中随处可见。目前常用的建筑材料有泥土、石灰、水泥、沥青等，但是它们在美观和环保方面都存在着缺陷，对于现代人所追求的环保健康和美观的生活环境，原有建筑材料均不能满足。
现有技术中部分路面建筑材料的主要物质是环氧聚氨酯，而环氧聚氨酯在固化过程中会释放出低分子异氰酸酯基团，异氰酸酯基团会和空气中的物质反应生成异氰酸酯，异氰酸酯有毒，会危害人体健康。
发明内容
鉴于此，本发明为了解决上述存在之不足，提供一种有机硅改性Ms路面墙面建筑材料，其耐候性强，防水防污，环保无毒，粘接性好，透气性好，隔热保温，实用性强，可以大量推广使用。
本发明的发明人通过长期的探索尝试以及多次的试验和努力，不断改革与创新，为解决以上技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种有机硅改性Ms路面墙面建筑材料，包括以下重量份的原材料：50-200份无水桐油，5-40份有机硅，100-300份烯丙基聚醚二元醇，10-50份环氧树脂，5-20份催化剂，1-10份硅烷偶联剂。
根据本发明所述的有机硅改性Ms路面墙面建筑材料，其进一步地技术方案是：所述无水桐油为150份，有机硅为30份，烯丙基聚醚二元醇为200份，环氧树脂为20份，催化剂为10份，硅烷偶联剂为10份。
根据本发明所述的有机硅改性Ms路面墙面建筑材料，其进一步地技术方案是：所述无水桐油为100份，有机硅为25份，烯丙基聚醚二元醇为200份，环氧树脂为30份，催化剂为10份，硅烷偶联剂为5份。
根据本发明所述的有机硅改性Ms路面墙面建筑材料，其进一步地技术方案是：所述催化剂包括铂和锡。
根据本发明所述的有机硅改性Ms路面墙面建筑材料，其进一步地技术方案是：所述硅烷偶联剂为偶联剂602，所述有机硅为甲基二乙氧基硅烷。
根据本发明所述的有机硅改性Ms路面墙面建筑材料，其进一步地技术方案是：所述环氧树脂型号为E-51。
本发明还提供了一种有机硅改性Ms路面墙面建筑材料的制造工艺，其包括以下步骤：
(1)取无水桐油放入容器中，在50℃-70℃下抽真空，脱水0.5h-2h；向处理后的无水桐油中加入甲基二乙氧基硅烷，混合均匀，升温到50℃-70℃；然后加入铂催化剂，搅拌均匀；最后在60℃-80℃下回流反应0.5h-2h，得到桐油加成产物；
(2)取烯丙基聚醚二元醇放入容器中，在55℃-65℃下抽真空0.5h-1h；然后取甲基二乙氧基硅烷与处理后的烯丙基聚醚二元醇混合均匀，升温到50℃-70℃；再在65℃-80℃下加入铂催化剂；最后在70℃-80℃下反应1h-2h，得到聚合物；
(3)将步骤(1)和步骤(2)所得产物在70℃-100℃下搅拌混合均匀，反应0.5h-1h；然后加入液体环氧树脂，搅拌得到均匀液体，冷却到40℃-50℃，出料得到基料；
(4)取步骤(3)得到的基料于容器中，加入硅烷偶联剂，锡催化剂，搅拌均匀，得到建筑材料。
根据本发明所述的有机硅改性Ms路面墙面建筑材料的制造工艺，其进一步地技术方案是：所述步骤(4)中还包括辅料CaCO3粉末，将CaCO3粉末加入到容器中，使其和基料、硅烷偶联剂、锡催化剂混合均匀，得到建筑材料。
根据本发明所述的有机硅改性Ms路面墙面建筑材料的制造工艺，其进一步地技术方案是：所述步骤(4)中还包括辅料石料粉末，将石料粉末加入到容器中，让石料粉末和基料、硅烷偶联剂、锡催化剂混合均匀，得到建筑材料。
根据本发明所述的有机硅改性Ms路面墙面建筑材料的制造工艺，其进一步地技术方案是：所述步骤(4)所还包括辅料BaTiO3和Si(OC2H5)4，将BaTiO3和Si(OC2H5)4加入到容器中，让其与基料、硅烷偶联剂、锡催化剂室温下混合30min，再加入流平剂，混和均匀，得到建筑材料。
相比现有技术，本发明的技术方案具有如下优点/有益效果：
本发明制得的建筑材料耐候性强，防水防污，环保无毒，粘接性好，隔热保温，实用性强，可以大量推广使用。本发明将有机硅、光伏产业的废弃物转化为有机硅，得到的有机硅作为原材料，成本低廉，变废为宝，环保节能。
本发明利用有机硅对无水桐油和烯丙基聚醚二元醇进行加成反应，有机硅利用HCH3SiCl2等废弃物制得，无水桐油从自然界获得，原料成本低。有机硅和无水桐油加成反应得到桐油加成产物，有机硅和烯丙基聚醚二元醇加成反应得到聚合物，将桐油加成产物和聚合物在硅烷偶联剂的作用下反应形成互穿立体网络结构透明弹性体，再在互穿网络结构中填充材料，有效地提高了建筑材料的耐候性，进而提高路面墙面建筑材料的耐用性。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
实施例1：
一种有机硅改性Ms路面墙面建筑材料的制造工艺，具体步骤如下：
1、有机硅产业低物、光伏产业低物中得到的HCH3SiCl2进行酯化醇解：
HCH3Si(OC2H5)2+2HCl+2OH-→HCH3Si(OC2H5)2+2H2O+2Cl- ②
将反应②所得物质进行分离，得到HCH3Si(OC2H5)2物质。
本实施例中有机硅产业低物和光伏产业低物指的是产业生产过程中产生的废弃物，将废弃物转化为有机硅，利用得到的有机硅为原材料，变废为宝，且反应后产生的物质可以循环利用，无污染，环保节能。
2、无水桐油与甲基二乙氧基硅烷(HCH3Si(OC2H5)2)进行加成反应：
无水桐油中存在不饱和键，无水桐油通过不饱和键与甲基二乙氧基硅烷进行加成反应，引入有机硅基团，提高建筑材料的软化点、针入度、透气性。
取无水桐油100g放入容器中，在60℃下抽真空，脱水0.5h，备用；向无水桐油中加入上述制得的甲基二乙氧基硅烷16g，混合均匀，升温到60℃；再加入1％H2PtCl6，10g异丙醇液，搅拌均匀；将上述所得溶液在70℃下回流反应1h，得到淡黄色透明均匀液体。
3、烯丙基聚醚二元醇和HCH3Si(OC2H5)2加成反应：
称取100g烯丙基聚醚二元醇放入容器中，在60℃下抽真空0.5h，备用；取15g甲基二乙氧基硅烷同抽真空后的烯丙基聚醚二元醇混合，升温到70℃；在80℃下，加入10ppm铂催化剂，1L异丙醇，搅拌均匀，反应1h。
4、混合物加成反应：
取步骤2中所得反应物10g，步骤3所得反应物100g，在70℃搅拌混合，反应0.5h；反应后，向其中加入30g E-51液体环氧树脂，混合得到均匀液体，然后冷却到50℃，出料，得到基料。
5、交联反应：
取上述基料100g，加入3g偶联剂602，0.6g有机锡，混合均匀，得到互穿网络结构弹性体。
本实施例中HCH3Si(OC2H5)2和烯丙基聚醚二元醇还可以外购所得。
本实施例得到的基料为淡黄色透明液体，粘度高，粘接强度好，伸长度高，固体含量多，便于粘接，易着色。
实施例2：
本实施例，建筑材料制造工艺中成分组成及含量与实施例1相同，不同点在于反应条件发生改变：步骤2中无水桐油在50℃时抽真空，脱水1h，加入甲基二乙氧基硅烷后升温到55℃，最后在80℃下回流反应2h。
步骤3中烯丙基聚醚二元醇在65℃时抽真空1h，加入甲基二乙氧基硅烷后升温到70℃，然后加入催化剂，最后在75℃下反应1h。
步骤4中将步骤2和步骤3所得反应物在85℃下混合均匀，反应1h，加入环氧树脂，冷却到45℃，出料，得到基料。
本实施例得到的基料为淡黄色液体，粘度高，粘接强度良好，伸长度一般，易着色。
实施例3：
本实施例，建筑材料制造工艺中成分组成及含量与实施例1相同，不同点在于反应条件发生改变：步骤2中无水桐油在70℃时抽真空，脱水1h，加入甲基二乙氧基硅烷后升温到65℃，最后在80℃下回流反应2h。
步骤3中烯丙基聚醚二元醇在55℃时抽真空1h，加入甲基二乙氧基硅烷后升温到60℃，然后加入催化剂，最后在70℃下反应1h。
步骤4中将步骤2和步骤3所得反应物在80℃下混合均匀，反应1h，加入环氧树脂，冷却到40℃出料，得到基料。
本实施例得到的基料为淡黄色透明液体，粘度高，粘接强度一般，伸长度高，不易着色。
实施例4：
取实施例1所得基料1000g，加入1500gCaCO3粉末，10g偶联剂602，3g有机锡，搅拌均匀，得到互穿网络结构透明均匀的建筑材料。其中，CaCO3粉末为100-1000目的微粒。
本实施例中建筑材料使用方法是进行喷涂或刷涂。
本实施例制得的建筑材料硬度高，粘接性好，固化时间快，适合用于墙面，金属网栏，扶栏的保护。
实施例5：
取实施例2所得基料1000g，加入1500gCaCO3粉末，10g偶联剂602，3g有机锡，搅拌均匀，得到互穿网络结构透明均匀的建筑材料。其中，CaCO3粉末为100-1000目的微粒。
本实施例中建筑材料使用方法是进行喷涂或刷涂。
本实施例制得的建筑材料硬度高，粘接性一般，固化时间快，适合用于墙面，金属网栏，扶栏的保护。
实施例6：
取实施例3所得基料1000g，加入1500gCaCO3粉末，10g偶联剂602，3g有机锡，搅拌均匀，得到互穿网络结构透明均匀的建筑材料。其中，CaCO3粉末为100-1000目的微粒。
本实施例中建筑材料使用方法是进行喷涂或刷涂。
本实施例制得的建筑材料硬度高，粘接性好，固化时间一般，适合用于墙面，金属网栏，扶栏的保护。
实施例7：
本实施例中建筑材料的制造工艺，取1000g实施例1所得基料，加入1500g石料，5g偶联剂602，0.5g有机锡，搅拌均匀，得到建筑材料。
本实施例中石料为大理石或SiO2，石料为粉末状。
本实施例中还可以根据需要将建筑材料制成不同颜色，具体操作是：先将石料压平，再向上述材料中加入颜料，搅拌均匀即可。
其中，颜料主要指钛白粉(TiO2)，酞青兰，铬绿，铬黄等。
本实施例所得建筑材料使用方法是喷涂或淋涂，然后再碾压抚平。
本实施例制得的建筑材料软化点高，材料耐热性好；针入度小，材料硬度好、粘度高；延度大，材料塑性好；主要在弹性路面应用，还可用于建造绿道，成分无毒，对人体无害。
实施例8：
本实施例建筑材料的制造工艺，取1000g实施例1所得基料，加入900gBaTiO3，10gSi(OC2H5)4,10g偶联剂602，在捏合机上室温下混合30min；然后再加入2g流平剂，混匀，得到建筑材料。其中，BaTiO3粉末为大于等于1000目的微粒。
本实施例中流平剂为BYK-330，加入流平剂主要是为了使涂料表面均匀自然。本实施例中加入BaTiO3，主要用作吸波材料。
本实施例所得建筑材料使用方法是喷涂。
本实施例制得的建筑材料粘度好，粘接强度大，无吸波情况，适合用于飞机，保密室外墙，机窖等地方。
检测指标
本发明中，实施例1-3是对建筑材料制造工艺过程中反应条件进行对比；实施例4-6是对不同反应条件下所得的基料来制得建筑材料，对比不同条件下建筑材料的变化；实施例7、8是建筑材料应用在不同方面时，辅料的选择不同。根据上述实施例1-8所得的材料进行指标检测，检测结果如下：
表1
如上表所示，根据实施例1-3所测数据得出，在实施例1的反应条件下，所得基料性能指数最佳；根据实施例4-6所测数据得出，实施例4所得建筑材料性能指标最佳，该实施例得到的建筑材料主要应用于墙面，金属网栏，扶栏的保护；根据实施例7数据得出，该实施例得到的建筑材料主要应用在弹性路面，建造绿道等方面；根据实施例8数据得出，该实施例得到的建筑材料主要应用于飞机、保密室外墙和机窖等。因此，本发明所得的建筑材料粘度高，粘接强度好，耐候性强，防水防污，环保无毒，隔热保温，实用性强，适于大量推广。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种有机硅改性Ms路面墙面建筑材料，其特征在于，包括以下重量份的原材料：50-200份无水桐油，5-40份甲基二乙氧基硅烷，100-300份烯丙基聚醚二元醇，10-50份环氧树脂，5-20份催化剂，1-10份硅烷偶联剂,所述催化剂包括铂和锡,并通过以下步骤对原材料进行加工，以得到建筑材料：
(1)取无水桐油放入容器中，在50℃-70℃下抽真空，脱水0.5h-2h；向处理后的无水桐油中加入甲基二乙氧基硅烷，混合均匀，升温到50℃-70℃；然后加入铂催化剂，搅拌均匀；最后在60℃-80℃下回流反应0.5h-2h，得到桐油加成产物；
(2)取烯丙基聚醚二元醇放入容器中，在55℃-65℃下抽真空0.5h-1h；然后取甲基二乙氧基硅烷与处理后的烯丙基聚醚二元醇混合均匀，升温到50℃-70℃；再在65℃-80℃下加入铂催化剂；最后在70℃-80℃下反应1h-2h，得到聚合物；
(3)将步骤(1)和步骤(2)所得产物在70℃-100℃下搅拌混合均匀，反应0.5h-1h；然后加入液体环氧树脂，搅拌得到均匀液体，冷却到40℃-50℃，出料得到基料；
(4)取步骤(3)得到的基料于容器中，加入硅烷偶联剂，锡催化剂，搅拌均匀，得到建筑材料。
2.根据权利要求1所述的有机硅改性Ms路面墙面建筑材料，其特征在于，所述无水桐油为150份，甲基二乙氧基硅烷为30份，烯丙基聚醚二元醇为200份，环氧树脂为20份，催化剂为10份，硅烷偶联剂为10份。
3.根据权利要求1所述的有机硅改性Ms路面墙面建筑材料，其特征在于，所述无水桐油为100份，甲基二乙氧基硅烷为25份，烯丙基聚醚二元醇为200份，环氧树脂为30份，催化剂为10份，硅烷偶联剂为5份。
4.根据权利要求1-3任一所述的有机硅改性Ms路面墙面建筑材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为偶联剂602。
5.根据权利要求4所述的有机硅改性Ms路面墙面建筑材料，其特征在于，所述环氧树脂型号为E-51。
6.一种制造如权利要求1所述的有机硅改性Ms路面墙面建筑材料的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取无水桐油放入容器中，在50℃-70℃下抽真空，脱水0.5h-2h；向处理后的无水桐油中加入甲基二乙氧基硅烷，混合均匀，升温到50℃-70℃；然后加入铂催化剂，搅拌均匀；再在60℃-80℃下回流反应0.5h-2h，得到桐油加成产物；
(2)取烯丙基聚醚二元醇放入容器中，在55℃-65℃下抽真空0.5h-1h；然后取甲基二乙氧基硅烷与处理后的烯丙基聚醚二元醇混合均匀，升温到50℃-70℃；在65℃-80℃下加入铂催化剂，搅拌均匀；再在70℃-80℃下反应1h-2h，得到聚合物；
(3)将步骤(1)和步骤(2)所得产物在70℃-100℃下搅拌混合均匀，反应0.5h-1h；然后加入液体环氧树脂，搅拌得到均匀液体，冷却到40℃-50℃，出料得到基料；
(4)取步骤(3)得到的基料于容器中，加入硅烷偶联剂，锡催化剂，搅拌均匀，得到建筑材料。
7.根据权利要求6所述的有机硅改性Ms路面墙面建筑材料的制造工艺，其特征在于，所述步骤(4)中还包括辅料CaCO3粉末，将CaCO3粉末加入到容器中，使其和基料、硅烷偶联剂、锡催化剂混合均匀，得到建筑材料。
8.根据权利要求6所述的有机硅改性Ms路面墙面建筑材料的制造工艺，其特征在于，所述步骤(4)中还包括辅料石料粉末，将石料粉末加入到容器中，让石料粉末和基料、硅烷偶联剂、锡催化剂混合均匀，得到建筑材料。
9.根据权利要求6所述的有机硅改性Ms路面墙面建筑材料的制造工艺，其特征在于，所述步骤(4)所还包括辅料BaTiO3和Si(OC2H5)4，将BaTiO3和Si(OC2H5)4加入到容器中，让其与基料、硅烷偶联剂、锡催化剂室温下混合30min，再加入流平剂，混和均匀，得到建筑材料。
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