CN101775172B - 一种联锁型环保地砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种联锁型环保地砖及其制备方法，涉及一种建筑材料。提供一种基于高分子基的复合材料，在铺地后产生优良的整体啮合联锁效应，破损后能回收再利用的联锁型环保地砖及其制备方法。其原料组成为聚丙烯与聚乙烯共混料和辅料，所述辅料包括填料、加工助剂、着色剂、稳定剂、偶联剂和阻燃剂。一对短边呈Z字形，一对长边呈阶梯形。将粉煤灰加入混合机，用偶联剂喷洒于粉煤灰上，混合后加入聚丙烯与聚乙烯共混料及其它原料，继续混合得混合料，通过加料装置送入注射机料筒；使物料熔融得熔融物料；对模具进行预热，然后闭模，对熔融物料施压，使熔融物料充满磨具型腔；等待制品冷却，开模取出制品；对取出的制品进行修边与修整。

Description

一种联锁型环保地砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种建筑材料，尤其是涉及一种以聚丙烯与聚乙烯复合材料为原料的环保联锁型地砖及其制备方法。

背景技术

现有的大部分地砖多为混凝土地砖，混凝土地砖一旦遭到破坏或淘汰，将无法回收再利用，其最大的问题在于无法降解再生利用，从而造成环境的破坏与资源的浪费。高分子基复合材料地砖具有质轻、使用寿命长、耐酸碱、防滑、形状多样等优点，并且破损后可重新回收利用，有利于环保和资源的可持续发展，并且易于清洗、运输。最近几年，虽然塑料地砖得到了长足的发展，但大部分只适合室内装潢用，且力学性能不足、强度不高、价格偏贵等，无法应用于室外。

目前，各种材料的地砖形状主要有长方形、正方形、六边形等，这些形状的地砖周边最多有6个平面，铺地后地砖之间无啮合能力，缺少整体联锁效果。

鉴于联锁地砖具有广阔的发展前景，已有不少研究者对联锁地砖开展了研究，如蒋宝群和文健初等(中国专利CN 1807759A，混凝土铺地砖)，以混凝土为原料，设计出了一种联锁型的铺地砖。吴干权(中国专利CN101545315A，中空塑料地砖)，虽是塑料制品，但未涉及联锁方面的技术。陶凤波和侯宇等(中国专利CN 2753783，塑料地砖)提供了一种很好的建筑工地铺设道路用塑料地砖。上述报道的产品均未涉及高分子复合材料联锁型环保地砖。

发明内容

本发明旨在提供一种基于高分子基的复合材料，在铺地后产生优良的整体啮合联锁效应，破损后能回收再利用的联锁型环保地砖及其制备方法。

本发明所述联锁型环保地砖的原料组成为：聚丙烯与聚乙烯共混料和辅料，所述辅料包括填料、加工助剂、着色剂、稳定剂、偶联剂和阻燃剂，各原料的质量份数为：聚乙烯20～40，聚丙烯60～80，填料80～100，加工助剂3～10，着色剂1～5，稳定剂5～10，偶联剂2～5、阻燃剂3～10。

所述填料可为粉煤灰、二氧化硅等中的至少一种，其中粉煤灰按质量百分比占填料总质量的70％以上。

所述加工助剂可为邻苯二甲酸二辛脂(DOP)、丁苄脂(BBP)、氯化石蜡等中的一种。

所述稳定剂可为硬脂酸钙或硬脂酸钡等，所述稳定剂最好包括紫外光稳定剂，所述紫外光稳定剂可采用二苯甲酮等，按质量百分比紫外光稳定剂的用量不低于稳定剂总质量的60％。

所述联锁型环保地砖的一对短边呈Z字形，一对长边呈阶梯形，两长边B和D之间的平行距离可为10～13cm。所述Z字形的夹角可为120°～140°，所述联锁型环保地砖的高度可为5～6cm。

所述联锁型环保地砖的一对长边侧面可分别设有至少一个凹槽和至少一条凸条，一对短边的侧而可分别设有至少一个凹槽和至少一条凸条，所述凹槽和凸条相间排列，使整块地砖间获得更紧密的啮合效果。

所述联锁型环保地砖的表面可采用圆形图案，表面4个顶角附近为四分之一圆形，中间部位为半圆形，中心部位为圆形，这种设计有利于外观组合并获得防滑性能。

所述联锁型环保地砖为中空结构，所述联锁型环保地砖的底部最好设有加强筋，所述加强筋的厚度可为5～8mm，以便资源得到合理利用，并达到相应的性能要求及防止制品成型时出现翘曲等变形，加强地砖的强度。

所述一对短边以砖块中心对称，所述一对长边以砖块中心对称。

本发明所述联锁型环保地砖的制备方法包括以下步骤：

1)将粉煤灰加入混合机，用偶联剂均匀喷洒于粉煤灰上，第1次混合后加入聚丙烯与聚乙烯共混料及其它原料，继续混合，得混合料；

2)将混合料通过加料装置送入注射机料筒；

3)将料筒温度控制在200～230℃，使物料熔融，得熔融物料；

4)对模具进行预热，然后闭模，对熔融物料施压，使熔融物料充满磨具型腔；

5)等待制品冷却，开模取出制品；

6)对取出的制品进行修边与修整。

在步骤1)中，所述第1次混合的时间最好为3～5min，所述继续混合的时间最好为3～5min。

在步骤3)中，所述料筒温度最好为一区：190℃，二区：205℃，三区：220℃，四区：220℃，五区：210℃。

在步骤4)中，所述预热的温度最好为70～80℃，所述施压最好为在70～100MPa。

本发明弥补了现有地砖的不足和缺陷，并且具有以下突出优点：①砖块块体不是各自独立地承受菏载能力；②联锁块铺面能承受很大的变形而不损坏；③联锁块铺面具有很好的抗滑性能。另外，多数研究者认为块体的形状对路面性能有影响：异形块的嵌锁性能通常比矩形块好，四边嵌锁的块体其性能优于两边的嵌锁块体。

附图说明

图1为本发明所述联锁型环保地砖实施例1的立体结构示意图。

图2为本发明所述联锁型环保地砖实施例1的上表面结构示意图。

图3为本发明所述联锁型环保地砖实施例1的底面结构示意图。

图4为本发明所述联锁型环保地砖的使用状态图之一。

图5为本发明所述联锁型环保地砖的使用状态图之二。

图6为本发明所述联锁型环保地砖的使用状态图之二。

图7为本发明所述联锁型环保地砖实施例2的上表面结构示意图。

图8为本发明所述联锁型环保地砖实施例2的底面结构示意图。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明作详细说明。

实施例1

如图1～3所示，本发明所述联锁型环保地砖实施例1大致为W形状，一对短边A和C呈Z字形，一对长边B和D呈阶梯形，两长边B和D之间的平行距离可为10～13cm。所述Z字形的夹角可为120°～140°，所述联锁型环保地砖的高度可为5～6cm。

一对长边B和D侧面可分别设有至少一个凹槽1和至少一条凸条2，一对短边A和C的侧而可分别设有至少一个凹槽1和至少一条凸条2，所述凹槽1和凸条2相间排列，使整块地砖间获得更紧密的啮合效果。

B侧面上的任何平面与D侧面上相对应的平面平行，且A侧面上的3个平面与C侧面上3个相对的平面平行，地砖内部为中空设置，但为其能达到力学强度要求及成型工艺要求，设置了结构紧密的“申”字形加强筋，所述加强筋的厚度可为5～8mm，以便资源得到合理利用，并达到相应的性能要求及防止制品成型时出现翘曲等变形，加强地砖的强度。表面上的图纹总体上为4个圆，分别是：顶角附近的4个1/4圆，B、D侧面边附近的2个半圆及中心部位的2个整圆。

从图1和3上很明显可以看出A、C侧面的形状为阶梯形(或称Z字形)，且皆具有一个凹槽和凸条。B、D侧面的形状为锯齿形(或称W字形)，都分别有两个凹槽和凸条，并相间排列。因B、D侧面的长度比较长，且凹槽和凸条相对于A、C侧面多，故在相邻地砖之间，各地砖的B、D侧面啮合比较多，从而增加了整体的啮合效果，获得较佳的抗倾斜、翘起效果；而且铺设方式多样，可拼接成不同的图案，增加美观效果。

此外，从熔体充满型腔时的流动工艺考虑，高分子地砖的各棱角、棱边都采用倒圆设置。

图4～6给出本发明所述联锁型环保地砖的3种使用状态。

实施例2

参见图7和8，与实施例1类似，其区别在于地砖的短边和长边不设凹槽与凸条。

以下给出本发明所述联锁型环保地砖的制备方法的几个实施例。

实施例3

将粉煤灰加入混合机，用偶联剂均匀喷洒于粉煤灰上，混合3～5min后加入聚丙烯与聚乙烯共混料及其它助剂，继续混合3～5min，得混合料。将混合料通过加料装置送入注射机料筒。将料筒温度控制在200～230℃，使物料熔融，得熔融物料；所述料筒温度为一区：190℃，二区：205℃，三区：220℃，四区：220℃，五区：210℃。对模具进行预热至70～80℃，然后闭模，对熔融物料施压70～100MPa，使熔融物料充满磨具型腔。等待制品冷却，开模取出制品。对取出的制品进行修边与修整。

所述联锁型环保地砖的原料组成为：聚丙烯与聚乙烯共混料和辅料，所述辅料包括填料、加工助剂、着色剂、稳定剂、偶联剂和阻燃剂，各原料的质量份数为：聚乙烯20，聚丙烯70，填料90，加工助剂7，着色剂5，稳定剂6，偶联剂2、阻燃剂7。所述填料为粉煤灰，粉煤灰按质量百分比占填料总质量的70％。所述加工助剂为邻苯二甲酸二辛脂(DOP)。所述稳定剂为硬脂酸钙，所述稳定剂最好包括紫外光稳定剂，所述紫外光稳定剂可采用二苯甲酮等，按质量百分比紫外光稳定剂的用量不低于稳定剂总质量的60％。

实施例4

制备方法与实施例3类似，其区别在于所述联锁型环保地砖的原料组成为：聚丙烯与聚乙烯共混料和辅料，所述辅料包括填料、加工助剂、着色剂、稳定剂、偶联剂和阻燃剂，各原料的质量份数为：聚乙烯25，聚丙烯60，填料100，加工助剂5，着色剂3，稳定剂8，偶联剂4、阻燃剂3。所述填料为二氧化硅。所述加工助剂为丁苄脂(BBP)。所述稳定剂为硬脂酸钡。

实施例5

制备方法与实施例3类似，其区别在于所述联锁型环保地砖的原料组成为：聚丙烯与聚乙烯共混料和辅料，所述辅料包括填料、加工助剂、着色剂、稳定剂、偶联剂和阻燃剂，各原料的质量份数为：聚乙烯30，聚丙烯80，填料80，加工助剂30，着色剂2，稳定剂5，偶联剂3、阻燃剂10。所述填料为粉煤灰和二氧化硅，其中粉煤灰按质量百分比占填料总质量的70％以上。所述加工助剂为氯化石蜡。所述稳定剂为硬脂酸钙，所述稳定剂最好包括紫外光稳定剂。

实施例6

制备方法与实施例3类似，其区别在于所述联锁型环保地砖的原料组成为：聚丙烯与聚乙烯共混料和辅料，所述辅料包括填料、加工助剂、着色剂、稳定剂、偶联剂和阻燃剂，各原料的质量份数为：聚乙烯40，聚丙烯75，填料85，加工助剂10，着色剂1，稳定剂10，偶联剂5、阻燃剂5。所述填料为粉煤灰，其中粉煤灰按质量百分比占填料总质量的70％以上。所述加工助剂为邻苯二甲酸二辛脂(DOP)。所述稳定剂为硬脂酸钙，所述稳定剂包括紫外光稳定剂。

Claims (10)

1.一种联锁型环保地砖，其特征在于其原料组成为：聚丙烯与聚乙烯共混料和辅料，所述辅料包括填料、加工助剂、着色剂、稳定剂、偶联剂和阻燃剂，各原料的质量份数为：聚乙烯20～40，聚丙烯60～80，填料80～100，加工助剂3～10，着色剂1～5，稳定剂5～10，偶联剂2～5、阻燃剂3～10；

所述填料为粉煤灰、二氧化硅中的至少一种，其中粉煤灰按质量百分比占填料总质量的70％以上；所述加工助剂为邻苯二甲酸二辛酯、丁苄酯、氯化石蜡中的一种；

所述联锁型环保地砖的一对短边呈Z字形，一对长边呈阶梯形，两长边B和D之间的平行距离为10～13cm；所述Z字形的夹角为120°～140°，所述联锁型环保地砖的高度为5～6cm；

所述联锁型环保地砖的一对长边侧面分别设有至少一个凹槽和至少一条凸条，一对短边的侧而分别设有至少一个凹槽和至少一条凸条，所述凹槽和凸条相间排列；

所述联锁型环保地砖的表面采用圆形图案，表面4个顶角附近为四分之一圆形，中间部位为半圆形，中心部位为圆形；所述联锁型环保地砖为中空结构。

2.如权利要求1所述的一种联锁型环保地砖，其特征在于所述稳定剂为硬脂酸钙或硬脂酸钡。

3.如权利要求1所述的一种联锁型环保地砖，其特征在于所述稳定剂含有紫外光稳定剂，按质量百分比紫外光稳定剂的用量不低于稳定剂总质量的60％。

4.如权利要求3所述的一种联锁型环保地砖，其特征在于所述紫外光稳定剂采用二苯甲酮。

5.如权利要求1所述的一种联锁型环保地砖，其特征在于所述联锁型环保地砖的底部设有加强筋。

6.如权利要求5所述的一种联锁型环保地砖，其特征在于所述加强筋的厚度为5～8mm。

7.如权利要求1所述的联锁型环保地砖的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将粉煤灰加入混合机，用偶联剂均匀喷洒于粉煤灰上，第1次混合后加入聚丙烯与聚乙烯共混料及其它原料，继续混合，得混合料；

2)将混合料通过加料装置送入注射机料筒；

3)将料筒温度控制在200～230℃，使物料熔融，得熔融物料；

4)对模具进行预热，然后闭模，对熔融物料施压，使熔融物料充满磨具型腔；

5)等待制品冷却，开模取出制品；

6)对取出的制品进行修边与修整。

8.如权利要求7所述的联锁型环保地砖的制备方法，其特征在于所述第1次混合的时间为3～5min，所述继续混合的时间为3～5min。

9.如权利要求7所述的联锁型环保地砖的制备方法，其特征在于所述料筒温度为一区：190℃，二区：205℃，三区：220℃，四区：220℃，五区：210℃。

10.如权利要求7所述的联锁型环保地砖的制备方法，其特征在于所述预热的温度为70～80℃，所述施压为在70～100MPa。

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