一种添加有氯丁橡胶的建筑材料制备方法及其应用

摘要

本发明公开了添加有氯丁橡胶的建筑材料制备方法及其应用，该方法通过将硅酸盐水泥、珍珠岩粉、海泡石球磨成粉、煅烧，再加入经改性的羧基聚酯树脂以及经超声处理的聚丙烯酰胺、邻苯二甲酸醋酸纤维素和聚苯硫醚的混合物共同进行加热反应，随后经混炼、硫化、粉碎、搅拌、注模、保温老化等一系列特定工艺制成成品建筑材料。制备而成的建筑材料，其韧性足、强度高，具有较好的应用前景。同时还公开了由该制备方法制得的建筑材料在建筑墙体材料中的应用。

权利要求

1.一种添加有氯丁橡胶的建筑材料制备方法，其特征在于，由以下步骤组成：

(1)将硅酸盐水泥20-25份、珍珠岩粉15-20份、海泡石8-12份加入球磨机中，加入不锈钢研磨球，调节球磨机转速80-100r/min，球磨4-6h，收集粉体过120目筛，得混合粉末；

(2)将羧基聚酯树脂22-28份置于反应釜中，升温至150℃，在真空条件下处理2-3h，随后升温至175℃，加入四丁酚醛6-10份、聚己二酸乙二醇酯3-5份、甲氧基聚乙二醇2-4份，在常压下反应1h，将反应产物用3mol/L的稀盐酸洗涤2-3次，然后用去离子水洗涤至中性，得改性羧基聚酯树脂；

(3)将聚丙烯酰胺6-15份、邻苯二甲酸醋酸纤维素3-9份、聚苯硫醚1-3份混合，加入

2000mL去离子水，进行超声处理，超声处理的条件为：温度50-60℃，超声功率800W，超声时间25-35min；得超声处理混合物；

(4)将步骤(1)得到的混合粉末加入煅烧炉中，在1000-1200℃下，煅烧50min，然后迅速降温至室温，得煅烧产物；

(5)将步骤(4)的煅烧产物加入反应釜中，加热反应釜，待温度达到115℃时，再向反应釜中加入步骤(2)所得的改性羧基聚酯树脂和步骤(3)所得的超声处理混合物，混合均匀后保温反应30min，得初步反应产物；

(6)将步骤(5)所得的初步反应产物倒入混炼机中，调节混炼机温度至130-150℃，随后向混炼机中加入氯丁橡胶3-5份，在120-150rpm的搅拌速率下混炼15-20min，得中间反应产物；

(7)将步骤(6)的中间反应产物在150℃的条件下硫化45min，冷却至室温后得硫化反应物；

(8)将步骤(7)得到的硫化反应物粉碎成颗粒状，然后在搅拌条件下加入交联剂、固化剂，搅拌30-50min，再将搅拌后的混合物料注入箱式模具中，在100-120℃下保温老化18h，降温至室温，得到成品。

2.根据权利要求1所述的一种添加有氯丁橡胶的建筑材料制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中球磨机的球料比为15:1。

3.根据权利要求1所述的一种添加有氯丁橡胶的建筑材料制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的真空度优选为-0.08Mpa。

4.根据权利要求1所述的一种添加有氯丁橡胶的建筑材料制备方法，其特征在于，所述步骤(8)中的交联剂选自丙烯酸异辛酯、甘油二甲基丙烯酸酯、三乙醇胺中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的一种添加有氯丁橡胶的建筑材料制备方法，其特征在于，所述步骤(8)中的固化剂优选为亚甲基双环己烷胺。

6.根据权利要求1-5任一项所述制备方法得到的添加有氯丁橡胶的建筑材料在建筑墙体材料中的应用。

说明书

一种添加有氯丁橡胶的建筑材料制备方法及其应用

技术领域

[0001] 本发明涉及建筑材料这一技术领域，特别涉及到添加有氯丁橡胶的建筑材料制备方法及其应用。

背景技术

[0002] 在建筑物中使用的材料统称为建筑材料。新型的建筑材料包括的范围很广，有保温材料、隔热材料、高强度材料、会呼吸的材料等都属于新型材料。建筑材料可分为结构材料、装饰材料和某些专用材料。结构材料包括木材、竹材、石材、水泥、混凝土、金属、砖瓦、陶瓷、玻璃、工程塑料、复合材料等；装饰材料包括各种涂料、油漆、镀层、贴面、各色瓷砖、具有特殊效果的玻璃等；专用材料指用于防水、防潮、防腐、防火、阻燃、隔音、隔热、保温、密封等。

[0003] 混凝土作为应用最广泛的建筑材料，是用水泥作胶凝材料，砂、石作集料，与水按一定配比搅拌成型。尽管它有着强度高、耐久性好等优点，但同时也具有抗拉强度低、韧性差和开裂后裂缝宽度难以控制等缺点，因此，在传统的钢筋混凝土结构中，由于裂缝导致钢筋锈蚀而出现的工程事故经常发生。混凝土结构裂缝直接影响着结构的耐久性和工程的使用寿命，最终导致混凝土结构过早地劣化甚至完全丧失使用功能。为克服混凝土这些缺点，聚丙烯纤维混凝土和钢纤维混凝土等应运而生，这类混凝土的纤维掺量通常小于2％，这样做虽然一定程度上起到了减轻混凝土早期开裂，提高材料抗弯韧度等作用，但在直接拉伸荷载作用下仍发生应变软化破坏，开裂后裂缝马上进入局部化扩展阶段。

发明内容

[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供一种添加有氯丁橡胶的建筑材料制备方法，该方法通过将硅酸盐水泥、珍珠岩粉、海泡石球磨成粉、煅烧，再加入经改性的羧基聚酯树脂以及经超声处理的聚丙烯酰胺、邻苯二甲酸醋酸纤维素和聚苯硫醚的混合物共同进行加热反应，随后经混炼、硫化、粉碎、搅拌、注模、保温老化等一系列特定工艺制成成品建筑材料。制备而成的建筑材料，其韧性足、强度高，具有较好的应用前景。同时还公开了由该制备方法制得的添加有氯丁橡胶的建筑材料在建筑墙体材料中的应用。

[0005] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

[0006] 一种添加有氯丁橡胶的建筑材料制备方法，由以下步骤组成：

[0007] (1)将硅酸盐水泥20-25份、珍珠岩粉15-20份、海泡石8-12份加入球磨机中，加入不锈钢研磨球，调节球磨机转速80-100r/min，球磨4-6h，收集粉体过120目筛，得混合粉末；

[0008] (2)将羧基聚酯树脂22-28份置于反应釜中，升温至150℃，在真空条件下处理2-3h，随后升温至175℃，加入四丁酚醛6-10份、聚己二酸乙二醇酯3-5份、甲氧基聚乙二醇2-4份，在常压下反应1h，将反应产物用3mol/L的稀盐酸洗涤2-3次，然后用去离子水洗涤至中性，得改性羧基聚酯树脂；

[0009] (3)将聚丙烯酰胺6-15份、邻苯二甲酸醋酸纤维素3-9份、聚苯硫醚1-3份混合，加入2000mL去离子水，进行超声处理，超声处理的条件为：温度50-60℃，超声功率800W，超声时间25-35min；得超声处理混合物；

[0010] (4)将步骤(1)得到的混合粉末加入煅烧炉中，在1000-1200℃下，煅烧50min，然后迅速降温至室温，得煅烧产物；

[0011] (5)将步骤(4)的煅烧产物加入反应釜中，加热反应釜，待温度达到115℃时，再向反应釜中加入步骤(2)所得的改性羧基聚酯树脂和步骤(3)所得的超声处理混合物，混合均匀后保温反应30min，得初步反应产物；

[0012] (6)将步骤(5)所得的初步反应产物倒入混炼机中，调节混炼机温度至130-150℃，随后向混炼机中加入氯丁橡胶3-5份，在120-150rpm的搅拌速率下混炼15-20min，得中间反应产物；

[0013] (7)将步骤(6)的中间反应产物在150℃的条件下硫化45min，冷却至室温后得硫化反应物；

[0014] (8)将步骤(7)得到的硫化反应物粉碎成颗粒状，然后在搅拌条件下加入交联剂、固化剂，搅拌30-50min，再将搅拌后的混合物料注入箱式模具中，在100-120℃下保温老化18h，降温至室温，得到成品。

[0015] 优选地，所述步骤(1)中球磨机的球料比为15:1。

[0016] 优选地，所述步骤(2)中的真空度优选为-0.08Mpa。

[0017] 优选地，所述步骤(8)中的交联剂选自丙烯酸异辛酯、甘油二甲基丙烯酸酯、三乙醇胺中的任意一种。

[0018] 优选地，所述步骤(8)中的固化剂优选为亚甲基双环己烷胺。

[0019] 本发明还提供了由上述制备方法得到的添加有氯丁橡胶的建筑材料在建筑墙体材料中的应用。

[0020] 本发明与现有技术相比，其有益效果为：

[0021] (1)本发明的添加有氯丁橡胶的建筑材料制备方法通过将硅酸盐水泥、珍珠岩粉、海泡石球磨成粉、煅烧，再加入经改性的羧基聚酯树脂以及经超声处理的聚丙烯酰胺、邻苯二甲酸醋酸纤维素和聚苯硫醚的混合物共同进行加热反应，随后经混炼、硫化、粉碎、搅拌、注模、保温老化等一系列特定工艺制成成品建筑材料。制备而成的建筑材料，其韧性足、强度高，具有较好的应用前景。

[0022] (2)本发明通过将羧基聚酯树脂经特定工艺进行改性，使得最后所制备得到的建筑材料在材料性能上有了显著提到，相比较于只添加未经改性的羧基聚酯树脂而言，取得了预料不到的技术效果。

[0023] (3)本发明的添加有氯丁橡胶的建筑材料的制备方法所用原料廉价、方法简单，适于大规模工业化运用，实用性强。

具体实施方式

[0024] 下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。

[0025] 实施例1

[0026] (1)将硅酸盐水泥20份、珍珠岩粉15份、海泡石8份加入球磨机中，加入不锈钢研磨球，球磨机的球料比为15:1，调节球磨机转速80r/min，球磨4h，收集粉体过120目筛，得混合粉末；

[0027] (2)将羧基聚酯树脂22份置于反应釜中，升温至150℃，在真空度为-0.08Mpa的条件下处理2h，随后升温至175℃，加入四丁酚醛6份、聚己二酸乙二醇酯3份、甲氧基聚乙二醇2份，在常压下反应1h，将反应产物用3mol/L的稀盐酸洗涤2-3次，然后用去离子水洗涤至中性，得改性羧基聚酯树脂；

[0028] (3)将聚丙烯酰胺6份、邻苯二甲酸醋酸纤维素3份、聚苯硫醚1份混合，加入2000mL去离子水，进行超声处理，超声处理的条件为：温度50℃，超声功率800W，超声时间25min；得超声处理混合物；

[0029] (4)将步骤(1)得到的混合粉末加入煅烧炉中，在1000℃下，煅烧50min，然后迅速降温至室温，得煅烧产物；

[0030] (5)将步骤(4)的煅烧产物加入反应釜中，加热反应釜，待温度达到115℃时，再向反应釜中加入步骤(2)所得的改性羧基聚酯树脂和步骤(3)所得的超声处理混合物，混合均匀后保温反应30min，得初步反应产物；

[0031] (6)将步骤(5)所得的初步反应产物倒入混炼机中，调节混炼机温度至130℃，随后向混炼机中加入氯丁橡胶3份，在120rpm的搅拌速率下混炼15min，得中间反应产物；

[0032] (7)将步骤(6)的中间反应产物在150℃的条件下硫化45min，冷却至室温后得硫化反应物；

[0033] (8)将步骤(7)得到的硫化反应物粉碎成颗粒状，然后在搅拌条件下加入丙烯酸异辛酯、亚甲基双环己烷胺，搅拌30min，再将搅拌后的混合物料注入箱式模具中，在100℃下保温老化18h，降温至室温，得到成品。

[0034] 实施例2

[0035] (1)将硅酸盐水泥23份、珍珠岩粉17份、海泡石10份加入球磨机中，加入不锈钢研磨球，球磨机的球料比为15:1，调节球磨机转速90r/min，球磨5h，收集粉体过120目筛，得混合粉末；

[0036] (2)将羧基聚酯树脂25份置于反应釜中，升温至150℃，在真空度为-0.08Mpa的条件下处理2.5h，随后升温至175℃，加入四丁酚醛8份、聚己二酸乙二醇酯4份、甲氧基聚乙二醇3份，在常压下反应1h，将反应产物用3mol/L的稀盐酸洗涤2-3次，然后用去离子水洗涤至中性，得改性羧基聚酯树脂；

[0037] (3)将聚丙烯酰胺10份、邻苯二甲酸醋酸纤维素6份、聚苯硫醚2份混合，加入2000mL去离子水，进行超声处理，超声处理的条件为：温度55℃，超声功率800W，超声时间
30min；得超声处理混合物；

[0038] (4)将步骤(1)得到的混合粉末加入煅烧炉中，在1100℃下，煅烧50min，然后迅速降温至室温，得煅烧产物；

[0039] (5)将步骤(4)的煅烧产物加入反应釜中，加热反应釜，待温度达到115℃时，再向反应釜中加入步骤(2)所得的改性羧基聚酯树脂和步骤(3)所得的超声处理混合物，混合均匀后保温反应30min，得初步反应产物；

[0040] (6)将步骤(5)所得的初步反应产物倒入混炼机中，调节混炼机温度至140℃，随后向混炼机中加入氯丁橡胶4份，在135rpm的搅拌速率下混炼17min，得中间反应产物；

[0041] (7)将步骤(6)的中间反应产物在150℃的条件下硫化45min，冷却至室温后得硫化反应物；

[0042] (8)将步骤(7)得到的硫化反应物粉碎成颗粒状，然后在搅拌条件下加入甘油二甲基丙烯酸酯、亚甲基双环己烷胺，搅拌40min，再将搅拌后的混合物料注入箱式模具中，在110℃下保温老化18h，降温至室温，得到成品。

[0043] 实施例3

[0044] (1)将硅酸盐水泥25份、珍珠岩粉20份、海泡石12份加入球磨机中，加入不锈钢研磨球，球磨机的球料比为15:1，调节球磨机转速100r/min，球磨6h，收集粉体过120目筛，得混合粉末；

[0045] (2)将羧基聚酯树脂28份置于反应釜中，升温至150℃，在真空度为-0.08Mpa的条件下处理3h，随后升温至175℃，加入四丁酚醛10份、聚己二酸乙二醇酯5份、甲氧基聚乙二醇4份，在常压下反应1h，将反应产物用3mol/L的稀盐酸洗涤2-3次，然后用去离子水洗涤至中性，得改性羧基聚酯树脂；

[0046] (3)将聚丙烯酰胺15份、邻苯二甲酸醋酸纤维素9份、聚苯硫醚3份混合，加入2000mL去离子水，进行超声处理，超声处理的条件为：温度60℃，超声功率800W，超声时间
35min；得超声处理混合物；

[0047] (4)将步骤(1)得到的混合粉末加入煅烧炉中，在1200℃下，煅烧50min，然后迅速降温至室温，得煅烧产物；

[0048] (5)将步骤(4)的煅烧产物加入反应釜中，加热反应釜，待温度达到115℃时，再向反应釜中加入步骤(2)所得的改性羧基聚酯树脂和步骤(3)所得的超声处理混合物，混合均匀后保温反应30min，得初步反应产物；

[0049] (6)将步骤(5)所得的初步反应产物倒入混炼机中，调节混炼机温度至150℃，随后向混炼机中加入氯丁橡胶5份，在150rpm的搅拌速率下混炼20min，得中间反应产物；

[0050] (7)将步骤(6)的中间反应产物在150℃的条件下硫化45min，冷却至室温后得硫化反应物；

[0051] (8)将步骤(7)得到的硫化反应物粉碎成颗粒状，然后在搅拌条件下加入三乙醇胺、亚甲基双环己烷胺，搅拌50min，再将搅拌后的混合物料注入箱式模具中，在120℃下保温老化18h，降温至室温，得到成品。

[0052] 对比例1

[0053] (1)将硅酸盐水泥30份、珍珠岩粉12份、海泡石20份加入球磨机中，加入不锈钢研磨球，球磨机的球料比为15:1，调节球磨机转速80r/min，球磨4h，收集粉体过120目筛，得混合粉末；

[0054] (2)将羧基聚酯树脂22份置于反应釜中，升温至150℃，在真空度为-0.08Mpa的条件下处理2h，随后升温至175℃，加入四丁酚醛6份、聚己二酸乙二醇酯3份、甲氧基聚乙二醇2份，在常压下反应1h，将反应产物用3mol/L的稀盐酸洗涤2-3次，然后用去离子水洗涤至中性，得改性羧基聚酯树脂；

[0055] (3)将聚丙烯酰胺20份、邻苯二甲酸醋酸纤维素10份、聚苯硫醚5份混合，加入2000mL去离子水，进行超声处理，超声处理的条件为：温度50℃，超声功率800W，超声时间
25min；得超声处理混合物；

[0056] (4)将步骤(1)得到的混合粉末加入煅烧炉中，在1000℃下，煅烧50min，然后迅速降温至室温，得煅烧产物；

[0057] (5)将步骤(4)的煅烧产物加入反应釜中，加热反应釜，待温度达到115℃时，再向反应釜中加入步骤(2)所得的改性羧基聚酯树脂和步骤(3)所得的超声处理混合物，混合均匀后保温反应30min，得初步反应产物；

[0058] (6)将步骤(5)所得的初步反应产物倒入混炼机中，调节混炼机温度至130℃，随后向混炼机中加入氯丁橡胶10份，在120rpm的搅拌速率下混炼15min，得中间反应产物；

[0059] (7)将步骤(6)的中间反应产物在150℃的条件下硫化45min，冷却至室温后得硫化反应物；

[0060] (8)将步骤(7)得到的硫化反应物粉碎成颗粒状，然后在搅拌条件下加入丙烯酸异辛酯、亚甲基双环己烷胺，搅拌30min，再将搅拌后的混合物料注入箱式模具中，在100℃下保温老化18h，降温至室温，得到成品。

[0061] 对比例2

[0062] (1)将硅酸盐水泥23份、珍珠岩粉17份、海泡石10份加入球磨机中，加入不锈钢研磨球，球磨机的球料比为15:1，调节球磨机转速90r/min，球磨5h，收集粉体过120目筛，得混合粉末；

[0063] (2)将聚丙烯酰胺10份、邻苯二甲酸醋酸纤维素6份、聚苯硫醚2份混合，加入2000mL去离子水，进行超声处理，超声处理的条件为：温度55℃，超声功率800W，超声时间
30min；得超声处理混合物；

[0064] (3)将步骤(1)得到的混合粉末加入煅烧炉中，在1100℃下，煅烧50min，然后迅速降温至室温，得煅烧产物；

[0065] (4)将步骤(3)的煅烧产物加入反应釜中，加热反应釜，待温度达到115℃时，再向反应釜中加入羧基聚酯树脂25份和步骤(2)所得的超声处理混合物，混合均匀后保温反应30min，得初步反应产物；

[0066] (5)将步骤(4)所得的初步反应产物倒入混炼机中，调节混炼机温度至140℃，随后向混炼机中加入氯丁橡胶4份，在135rpm的搅拌速率下混炼17min，得中间反应产物；

[0067] (6)将步骤(5)的中间反应产物在150℃的条件下硫化45min，冷却至室温后得硫化反应物；

[0068] (7)将步骤(6)得到的硫化反应物粉碎成颗粒状，然后在搅拌条件下加入甘油二甲基丙烯酸酯、亚甲基双环己烷胺，搅拌40min，再将搅拌后的混合物料注入箱式模具中，在110℃下保温老化18h，降温至室温，得到成品。

[0069] 对比例3

[0070] (1)将硅酸盐水泥25份、珍珠岩粉20份、海泡石12份加入球磨机中，加入不锈钢研磨球，球磨机的球料比为15:1，调节球磨机转速100r/min，球磨6h，收集粉体过120目筛，得混合粉末；

[0071] (2)将羧基聚酯树脂28份置于反应釜中，升温至150℃，在真空度为-0.08Mpa的条件下处理3h，随后升温至175℃，加入四丁酚醛10份、聚己二酸乙二醇酯5份、甲氧基聚乙二醇4份，在常压下反应1h，将反应产物用3mol/L的稀盐酸洗涤2-3次，然后用去离子水洗涤至中性，得改性羧基聚酯树脂；

[0072] (3)将聚丙烯酰胺15份、邻苯二甲酸醋酸纤维素9份、聚苯硫醚3份混合，加入2000mL去离子水，进行超声处理，超声处理的条件为：温度60℃，超声功率800W，超声时间
35min；得超声处理混合物；

[0073] (4)将步骤(1)得到的混合粉末加入煅烧炉中，在800℃下，煅烧50min，然后迅速降温至室温，得煅烧产物；

[0074] (5)将步骤(4)的煅烧产物加入反应釜中，加热反应釜，待温度达到150℃时，再向反应釜中加入步骤(2)所得的改性羧基聚酯树脂和步骤(3)所得的超声处理混合物，混合均匀后保温反应30min，得初步反应产物；

[0075] (6)将步骤(5)所得的初步反应产物倒入混炼机中，调节混炼机温度至180℃，随后向混炼机中加入氯丁橡胶5份，在150rpm的搅拌速率下混炼20min，得中间反应产物；

[0076] (7)将步骤(6)的中间反应产物在150℃的条件下硫化45min，冷却至室温后得硫化反应物；

[0077] (8)将步骤(7)得到的硫化反应物粉碎成颗粒状，然后在搅拌条件下加入三乙醇胺、亚甲基双环己烷胺，搅拌50min，再将搅拌后的混合物料注入箱式模具中，在150℃下保温老化18h，降温至室温，得到成品。

[0078] 将实施例1-3和对比例1-3的制得的建筑材料分别进行抗拉强度、断裂伸长率、缺口冲击强度这三项性能测试，测试结果如表1所示。

[0079] 表1

[0080]  抗拉强度(kN/m) 断裂伸长率(％) 缺口冲击强度(kJ/m2)
实施例1 65 18.6 5.7
实施例2 67 19.3 6.1
实施例3 59 16.8 5.4
对比例1 43 7.7 3.9
对比例2 36 4.1 3.3
对比例3 41 5.2 4.2

[0081] 本发明的添加有氯丁橡胶的建筑材料制备方法通过将硅酸盐水泥、珍珠岩粉、海泡石球磨成粉、煅烧，再加入经改性的羧基聚酯树脂以及经超声处理的聚丙烯酰胺、邻苯二甲酸醋酸纤维素和聚苯硫醚的混合物共同进行加热反应，随后经混炼、硫化、粉碎、搅拌、注模、保温老化等一系列特定工艺制成成品建筑材料。制备而成的建筑材料，其韧性足、强度高，具有较好的应用前景。本发明的添加有氯丁橡胶的建筑材料的制备方法所用原料廉价、方法简单，适于大规模工业化运用，实用性强。

[0082] 以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。