【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及復合材料，具體為一種工業用人造花崗石及其制備方法。
技術介紹
1、天然花崗石因其堅硬耐磨、抗壓強度高等特性，被廣泛用于建筑材料、機床基礎件等領域，然而天然花崗石的開采和加工成本較高，且石材內含有害放射性元素，限制了其廣泛應用；為了解決這些問題，研究人員開始探索人造花崗石的制備技術，以替代天然花崗石，滿足工業需求；人造花崗石，也被稱為聚合物混凝土或環氧花崗巖，是一種由各種尺寸的致密堆積巖石、填料和粘合劑制成的人造花崗石材，不僅適用于建筑外墻、地面鋪設等常規用途，還可用于機床基礎件、測量儀器底座等工業領域，具有廣泛的應用前景。
2、工業用人造花崗石作為一種優質的建筑材料，在建筑裝修裝飾領域應用廣泛，然而花崗石表面的微小孔隙容易藏污納垢，在受潮濕環境中易滋生病菌和霉菌，有害于人們的身體健康，且人造花崗石的成分中缺乏具有抗菌活性的物質，因此其抗菌性能相對較弱；現有技術中一般通過加入小分子抗菌劑如納米銀等進行抗菌，然而花崗石的表面不易與抗菌劑結合，導致抗菌劑難以在石材表面形成有效的抗菌層，在潮濕多菌的環境中，花崗石的抗菌性能可能進一步下降，嚴重影響其應用范圍的拓展。
3、工業用人造花崗石的阻燃性能是一個需要關注的問題，人造花崗石的內部結構可能存在微小的孔隙和裂紋，這些缺陷在高溫下可能成為火勢蔓延的通道，在工業爐膛、燃燒室等高溫或易燃環境中使用，其阻燃性能可能無法滿足要求；現有技術中通過加入通過添加無機阻燃劑如氧化鋁、氫氧化鎂等提高人造花崗石的阻燃性能，但是該類無機阻燃劑阻燃性能有限，且在花崗石基體中分
技術實現思路
1、本專利技術的目的是為了解決上述現有技術中存在的問題，而提供一種工業用人造花崗石及其制備方法，克服現有技術中人造花崗石阻燃、抗菌性能不佳的問題。
2、本專利技術是通過如下技術方案實現的：
3、一種工業用人造花崗石括以下重量份數的組分：100份花崗石顆粒、25-40份氫氧化鋁填料、10-15份硅酸鋁微珠、50-60份乙烯基不飽和聚酯樹酯、5-25份烯基磷氮季銨鹽改性海泡石粉、2-5份硬化劑、1-3份引發劑、0.8-1.5份促進劑、5-8份色母粒和20-30份去離子水。
4、制備方法按照以下步驟進行：向強力攪拌機中加入花崗石顆粒、氫氧化鋁填料和硅酸鋁微珠，攪拌均勻，接著加入烯基磷氮季銨鹽改性海泡石粉和去離子水，攪拌5-10min，加入乙烯基不飽和聚酯樹酯和硬化劑，在35-50℃下攪拌10-20min，再添加引發劑、促進劑繼續攪拌8-15min，最后添加色母粒進行調色，攪拌均勻后轉移至模具中，真空脫泡處理40-60min，置于熱壓機上進行固化成型，經冷卻、切割、拋光處理后，得到工業用人造花崗石。
5、進一步的，氫氧化鋁填料的平均粒徑為40-60μm、硅酸鋁微珠的平均粒徑為20-30μm。
6、進一步的，硬化劑為過氧化-2-乙基己基碳酸叔戊酯，引發劑為過氧化環己酮，促進劑為環烷酸鈷。
7、進一步的，固化成型溫度為95-110℃，固化時間為1-3h，固化壓力為10-20mpa。
8、進一步的，烯基磷氮季銨鹽改性海泡石粉的備方法按照以下步驟進行：
9、步驟(1)、氮氣氛圍下，向反應燒瓶中加入4-乙烯基苯甲醛和1,2-二氯乙烷，攪拌均勻后，加入n-[3-(三甲氧基甲硅基)丙基]苯胺和三乙酰氧基硼氫化鈉，在20-35℃下反應12-24h，淬滅后用氫氧化鉀調節ph至8-9，乙酸乙酯和去離子水洗滌，有機相濃縮，干燥后得到烯基叔胺硅氧烷。
10、步驟(2)、氮氣氛圍下，向反應燒瓶中加入磷酸三(2-氯乙基)酯和乙腈，攪拌均勻后，加入烯基叔胺硅氧烷，攪拌反應，反應結束后，柱層析分離(甲醇/二氯甲烷＝1:20)，減壓濃縮，干燥后得到烯基磷氮季銨鹽硅氧烷。
11、步驟(3)、向反應燒瓶中加入海泡石粉和鹽酸水溶液混合均勻，在75-90℃下攪拌5-10h，抽濾，接著加入烯基磷氮季銨鹽硅氧烷，在500-800r/min、90-110℃反應3-5h，過濾，去離子水洗滌至中性，干燥研磨，得到烯基磷氮季銨鹽改性海泡石粉。
12、進一步的，步驟(1)中4-乙烯基苯甲醛、n-[3-(三甲氧基甲硅基)丙基]苯胺、三乙酰氧基硼氫化鈉的比例關系為1mol:(1.05-1.2)mol:(1.35-1.6)mol。
13、進一步的，步驟(2)中磷酸三(2-氯乙基)酯、烯基叔胺硅氧烷的比例關系為1mol:(3.1-3.3)mol。
14、進一步的，步驟(2)中反應溫度為65-80℃，反應時間為8-16h。
15、進一步的，步驟(3)中海泡石粉、鹽酸水溶液、烯基磷氮季銨鹽硅氧烷的比例關系為1g:(10-15)ml:(1.2-1.5)g。
16、與現有技術相比，本專利技術的有益效果如下：
17、(1)優異的抗菌性能：烯基磷氮季銨鹽改性海泡石粉中含有季銨鹽組分，通過吸附到細菌或其他微生物的菌體表面、穿透微生物的細胞壁，與微生物的細胞膜發生結合，改變細胞膜的通透性，使得細菌細胞代謝紊亂和關鍵物質流失，最終使得菌體死亡，達到抗菌的目的；季銨鹽抗菌組分通過化學接枝方式得以長久穩定的存在于花崗石基體內，避免細菌等微生物的污染，具有抗菌持久性。
18、(2)良好的阻燃耐熱性能：海泡石粉本身含有鎂、硅等非鹵阻燃元素，具有纖維狀結構，能夠抑制氧氣的擴散，減少熱分解揮發，形成保護層阻隔熱量的傳遞，其層狀硅酸鹽結構具有強大的吸附能力，可以吸附燃燒過程中產生的自由基和有害氣體，形成物理阻隔屏障，降低燃燒反應的速率和強度；另一方面，經氮、磷、硅元素可產生協效阻燃作用，與海泡石鍵聯后共同形成的炭層和保護層，能夠多重阻隔氧氣和熱量的傳遞，提高花崗石的阻燃性能。改性后的海泡石粉能夠與花崗石顆粒等具有很好的相容性，其結構中的剛性苯環結構具有良好的耐熱性能，同時海泡石是一種纖維狀含水鎂硅酸鹽粘土礦物，高溫下能夠附著在花崗石顆粒表面，保持結構的穩定性，減緩了樹脂的受熱老化降解，提高了基材的耐熱性能。
19、(3)優良的力學性能：烯基磷氮季銨鹽硅氧烷表面的一部分硅氧鍵水解與海泡石粉表面的羥基產生化學鍵聯，另一部分硅氧烷水解可以花崗石顆粒、氫氧化鋁填料等產生氫鍵作用，并通過烯基與不飽和聚酯產生引發聚合，使得制備的花崗石結構致密，此外其結構中的碳碳雙鍵打開參與了固化過程，提高其在基體填料中的分散度，形成了致密的交聯網狀結構，使得人造花崗石在受彎曲應力和沖擊應力時，力學性能得到明顯提升；同時氫氧化鋁填料、硅酸鋁微珠可填充在水鎂石粉的孔隙中，增加了人造花崗石分子結構的致密性，從而增強人造花崗石的強度。
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1.一種工業用人造花崗石的制備方法，其特征在于，所述人造花崗石包括以下重量份數的組分：100份花崗石顆粒、25-40份氫氧化鋁填料、10-15份硅酸鋁微珠、50-60份乙烯基不飽和聚酯樹酯、5-25份烯基磷氮季銨鹽改性海泡石粉、2-5份硬化劑、1-3份引發劑、0.8-1.5份促進劑、5-8份色母粒和20-30份去離子水；
2.根據權利要求1所述的工業用人造花崗石的制備方法，其特征在于，所述氫氧化鋁填料的平均粒徑為40-60μm、硅酸鋁微珠的平均粒徑為20-30μm。
3.根據權利要求1所述的工業用人造花崗石的制備方法，其特征在于，所述硬化劑為過氧化-2-乙基己基碳酸叔戊酯，引發劑為過氧化環己酮，促進劑為環烷酸鈷。
4.根據權利要求1所述的工業用人造花崗石的制備方法，其特征在于，所述固化成型溫度為95-110℃，固化時間為1-3h，固化壓力為10-20MPa。
5.根據權利要求1所述的工業用人造花崗石的制備方法，其特征在于，所述烯基磷氮季銨鹽改性海泡石粉的備方法按照以下步驟進行：
6.根據權利要求5所述的工業用人造花崗石的
7.根據權利要求5所述的工業用人造花崗石的制備方法，其特征在于，所述步驟（2）中磷酸三(2-氯乙基)酯、烯基叔胺硅氧烷的比例關系為1mol:（3.1-3.3）mol。
8.根據權利要求5所述的工業用人造花崗石的制備方法，其特征在于，所述步驟（2）中反應溫度為65-80℃，反應時間為8-16h。
9.根據權利要求5所述的工業用人造花崗石的制備方法，其特征在于，所述步驟（3）中海泡石粉、鹽酸水溶液、烯基磷氮季銨鹽硅氧烷的比例關系為1g:（10-15）mL:（1.2-1.5）g。
10.一種工業用人造花崗石，其特征在于，由權利要求1-9任一項所述的制備方法得到。
...【技術特征摘要】
1.一種工業用人造花崗石的制備方法，其特征在于，所述人造花崗石包括以下重量份數的組分：100份花崗石顆粒、25-40份氫氧化鋁填料、10-15份硅酸鋁微珠、50-60份乙烯基不飽和聚酯樹酯、5-25份烯基磷氮季銨鹽改性海泡石粉、2-5份硬化劑、1-3份引發劑、0.8-1.5份促進劑、5-8份色母粒和20-30份去離子水；
2.根據權利要求1所述的工業用人造花崗石的制備方法，其特征在于，所述氫氧化鋁填料的平均粒徑為40-60μm、硅酸鋁微珠的平均粒徑為20-30μm。
3.根據權利要求1所述的工業用人造花崗石的制備方法，其特征在于，所述硬化劑為過氧化-2-乙基己基碳酸叔戊酯，引發劑為過氧化環己酮，促進劑為環烷酸鈷。
4.根據權利要求1所述的工業用人造花崗石的制備方法，其特征在于，所述固化成型溫度為95-110℃，固化時間為1-3h，固化壓力為10-20mpa。
5.根據權利要求1所述的工業用人造花崗石的制備方法，其特征在于，所述烯基磷氮季銨鹽...
【專利技術屬性】
技術研發人員：襲祥棟，董天鐘，
申請(專利權)人：山東天馬泰山機械集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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