CN103159434B - 一种改进的防渗透气材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的改进的防渗透气材料通过加入膨胀性粉状颗粒，使得骨料颗粒之间的间隙增大，从而使得材料整体的透气性较好，并且使得能量的消耗降低；同时，膨胀性粉状颗粒与疏水性树脂膜之间形成一个防渗界面，在保证较好的透气性的同时，可以满足较高的防渗要求。本发明提供的改进的防渗透气材料可广泛在沙漠种植、湖底防渗、河道防渗、景观水系底部防渗中作为防水透气层应用，具有良好的防水透气性。
Description
技术领域
本发明属于防渗材料领域，具体涉及一种防渗性能更好的耐高渗透压的生态防渗透气材料及其制备方法。
背景技术
防渗透气材料在满足防渗漏的同时需要满足透气性的要求。现有技术中防渗透气材料往往无法同时满足防渗漏和透气性要求。例如，在景观湖底的防渗中，为了保持湖水水量，防止水渗到地下，现有技术中常用的解决方式中的一种是在湖底用混凝土加防水材料做防水，再有是在湖底铺上一层防水膜。但这些方式由于不透气，破坏了湖底生物生长，从而限制了普遍推广。
中国专利CN101838116A公开了一种疏水颗粒及防水透气结构，该疏水颗粒包括骨料和包覆所述骨料的疏水性树脂膜，所述疏水性树脂膜为疏水性环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、硅树脂中的一种或多种树脂包覆所述骨料时形成的膜。该文献中公开的疏水颗粒由于存在疏水性树脂模，从而在彼此之间形成液态水分子不能透过但气体分子可以透过的孔隙，从而使得该疏水颗粒在满足防渗漏的同时满足了透气性要求。但是该疏水颗粒依然存在以下缺陷：由于疏水性树脂模的表面不带电且其比表面积较小，从而导致颗粒之间的空隙较小，进而导致疏水颗粒整体的透气性较差，为了保证较好的透气性，需要较大的渗透压，从而导致能量损耗较大。因此，现有技术中的疏水颗粒存在无法同时满足较好的透气性与较低的能量损耗的缺陷。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中的疏水颗粒无法同时满足较好的透气性与较低的能量损耗的缺陷，从而提供一种能够同时满足较好的透气性与较低的能力损耗的防渗透气材料。
为此，本发明提供一种改进的防渗透气材料，包括骨料颗粒和包覆在所述骨料颗粒上的疏水性树脂膜，以及膨胀性粉状颗粒材料。所述膨胀性粉状颗粒材料与所述骨料颗粒的添加量的重量比为0.05~5%。
进一步地，所述膨胀性粉状颗粒材料包括为膨润土、高岭土、铝酸盐-硅铝酸盐及疏水性树脂膜中的一种或者多种。
进一步地，所述疏水性树脂膜的质量占所述骨料颗粒质量的1-8%。
进一步地，所述疏水性树脂膜为由疏水性环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂及硅树脂中的一种或多种形成的膜。
进一步地，所述疏水性树脂膜中加入有具有固化剂。
进一步地，所述固化剂为脂肪族多胺。
一种改进的防渗透气材料的制备工艺，至少包括如下步骤：
（1）加热骨料颗粒；
（2）加入疏水性树脂膜可先于或后于、膨胀性粉状颗粒材料，并搅拌均匀加入，或者同时加入，并搅拌均匀。
进一步地，在所述步骤（2）中，先加入所述疏水性树脂膜，后加入所述膨胀性粉状颗粒材料。
进一步地，在所述步骤（2）中，先加入所述膨胀性粉状颗粒材料，后加入所述疏水性树脂膜。
进一步地，在所述步骤（2）中，同时加入所述膨胀性粉状颗粒材料和所述疏水性树脂膜。
本发明提供的改进的防渗透气材料通过加入膨胀性粉状颗粒，使得骨料颗粒之间的间隙增大，从而使得材料整体的透气性较好，并且使得能量的消耗降低；同时，所述膨胀性粉状颗粒与所述疏水性树脂膜之间形成一个防渗界面，在保证较好的透气性的同时，可以满足较高的防渗要求。本发明提供的改进的防渗透气材料可广泛在沙漠种植、湖底防渗、河道防渗、景观水系底部防渗中作为防水透气层应用，具有良好的防水透气性。
本发明所述的上述技术方案相比现有技术还具有以下有益效果：1、防渗材料成本低；2、防渗效果好、时效性长；3、防渗材料防水透气；4、能够承受高渗透压。
具体实施方式
实施例
1
本实施例提供的改进的防渗透气材料，包括骨料颗粒和包覆在所述骨料颗粒上的疏水性树脂膜，以及膨胀性粉状颗粒材料；所述膨胀性粉状颗粒材料与所述骨料颗粒的添加量的重量比为0.05%。在本实施例中，所述骨料颗粒是砂砾，所述膨胀性粉状颗粒材料为膨润土，所述疏水性树脂膜为由疏水性环氧树脂形成的膜，在本实施例中，所述疏水性树脂中具有脂肪族多胺作为固化剂，在此，所述脂肪族多胺为乙二胺。在本实施例中，所述疏水性环氧树脂膜的质量占所述骨料颗粒质量的1%。
需要说明的是，对于实现本发明的目的来说，本实施例中的疏水性树脂膜还可以是疏水性酚醛树脂、聚氨酯树脂及硅树脂中的一种或多种形成的膜，或者是疏水性环氧树脂与疏水性酚醛树脂、聚氨酯树脂及硅树脂中的一种或多种形成的混合膜。本实施例中的所述膨胀性粉状颗粒材料还可以是高岭土、铝酸盐-硅铝酸盐及疏水性树脂膜的一种或者几种的混合物，也可以是膨润土与高岭土、铝酸盐-硅铝酸盐及疏水性树脂膜的一种或者几种形成的混合物。
值得注意的是，对于实现本发明的目的来说，本实施例中的所述膨胀性粉状颗粒材料与所述骨料颗粒的添加量的重量比可以是0.05~5%中的任意比例。本实施例中，所述疏水性环氧树脂膜的质量占所述骨料颗粒的质量份数可以是1%-8%中任意比例。
本实施例提供的改进的防渗透气材料采用以下方法制备：
（1）加热骨料颗粒，在此，所述骨料颗粒为砂砾；
（2）同时向所述骨料颗粒中加入疏水性环氧树脂膜和膨润土，并搅拌均匀形成混合物，在此，加入的所述膨润土与所述骨料颗粒的重量份数比为0.05%，加入的所述疏水性环氧树脂膜的质量占所述骨料颗粒质量的1%，所述疏水性环氧树脂膜中含有作为固化剂的乙二胺。
实施例
2
本实施例提供的改进的防渗透气材料，包括骨料颗粒和包覆在所述骨料颗粒上的疏水性树脂膜，以及膨胀性粉状颗粒材料；所述膨胀性粉状颗粒材料与所述骨料颗粒的添加量的重量比为0.1%。在本实施例中，所述骨料颗粒是砂砾，所述膨胀性粉状颗粒材料为高岭土，所述疏水性树脂膜为由疏水性酚醛树脂形成的膜，在本实施例中，所述疏水性树脂中具有脂肪族多胺作为固化剂，在此，所述脂肪族多胺为二乙烯三胺。在本实施例中，所述疏水性环氧树脂膜的质量占所述骨料颗粒质量的2%。
需要说明的是，对于实现本发明的目的来说，本实施例中的疏水性树脂膜还可以是疏水性环氧树脂、聚氨酯树脂及硅树脂中的一种或多种形成的膜，或者是疏水性酚醛树脂与疏水性环氧树脂、聚氨酯树脂及硅树脂中的一种或多种形成的混合膜。本实施例中的所述膨胀性粉状颗粒材料还可以是膨润土、铝酸盐-硅铝酸盐及疏水性树脂膜的一种或者几种的混合物，也可以是高岭土与膨润土、铝酸盐-硅铝酸盐及疏水性树脂膜的一种或者几种的形成的混合物。
值得注意的是，对于实现本发明的目的来说，本实施例中的所述膨胀性粉状颗粒与所述骨料颗粒的添加量的重量比可以是0.05~5%中的任意比例。本实施例中的，所述疏水性酚醛树脂膜的质量占所述骨料颗粒的质量份数可以是1%-8%中任意比例。
本实施例提供的湿态防渗透气材料采用以下方法制备：
（1）加热骨料颗粒，在此，所述骨料颗粒为砂砾；
（2）同时向所述骨料颗粒中加入疏水性酚醛树脂膜和高岭土，并搅拌均匀形成混合物，在此，加入的所述膨润土与所述骨料颗粒的重量份数比为0.1%，加入的所述疏水性酚醛树脂膜的质量占所述骨料颗粒质量的2%，所述疏水性酚醛树脂膜中含有作为固化剂的二乙烯三胺。
实施例
3
本实施例提供的改进的防渗透气材料，包括骨料颗粒和包覆在所述骨料颗粒上的疏水性树脂膜，以及膨胀性粉状颗粒材料；所述膨胀性粉状颗粒材料与所述骨料颗粒的添加量的重量比为0.3%。在本实施例中，所述骨料颗粒是砂砾，所述膨胀性粉状颗粒材料为铝酸盐-硅铝酸盐，所述疏水性树脂膜为由疏水性聚氨酯树脂形成的膜，在本实施例中，所述疏水性树脂中具有脂肪族多胺作为固化剂，在此，所述脂肪族多胺为三乙烯四胺。在本实施例中，所述疏水性聚氨酯树脂膜的质量占所述骨料颗粒质量的3%。
需要说明的是，对于实现本发明的目的来说，本实施例中的疏水性树脂膜还可以是疏水性环氧树脂、酚醛树脂及硅树脂中的一种或多种形成的膜，或者是疏水性聚氨酯树脂与疏水性环氧树脂、酚醛树脂及硅树脂中的一种或多种形成的混合膜。本实施例中的所述膨胀性粉状颗粒材料还可以是膨润土、高岭土及疏水性树脂膜的一种或者几种的混合物，也可以是铝酸盐-硅铝酸盐与膨润土、高岭土及疏水性树脂膜的一种或者几种的形成的混合物。
值得注意的是，对于实现本发明的目的来说，本实施例中的所述膨胀性粉状颗粒材料与所述骨料颗粒的添加量的重量比可以是0.05~5%中的任意比例。本实施例中的，所述疏水性聚氨酯树脂膜的质量占所述骨料颗粒的质量份数可以使1%-8%中任意比例。
本实施例提供的湿态防渗透气材料采用以下方法制备：
（1）加热骨料颗粒，在此，所述骨料颗粒为砂砾；
（2）同时向所述骨料颗粒中加入疏水性聚氨酯树脂膜和铝酸盐-硅铝酸盐，并搅拌均匀形成混合物，在此，加入的所述铝酸盐-硅铝酸盐与所述骨料颗粒的重量份数比为0.3%，加入的所述疏水性聚氨酯树脂膜的质量占所述骨料颗粒质量的3%，所述疏水性聚氨酯树脂膜中含有作为固化剂的三乙烯四胺。
实施例
4
本实施例提供的改进的防渗透气材料，包括骨料颗粒和包覆在所述骨料颗粒上的疏水性树脂膜，以及膨胀性粉状颗粒材料；所述膨胀性粉状颗粒材料与所述骨料颗粒的添加量的重量比为0.5%。在本实施例中，所述骨料颗粒是砂砾，所述膨胀性粉状颗粒材料为膨润土和高岭土的混合物，所述疏水性树脂膜为由疏水性硅树脂形成的膜，在本实施例中，所述疏水性树脂中具有脂肪族多胺作为固化剂，在此，所述脂肪族多胺为四乙烯五胺。在本实施例中，所述疏水性硅树脂膜的质量占所述骨料颗粒质量的4%。
需要说明的是，对于实现本发明的目的来说，本实施例中的疏水性树脂膜还可以是疏水性环氧树脂、酚醛树脂及聚氨酯树脂中的一种或多种形成的膜，或者是疏水性硅树脂与疏水性环氧树脂、酚醛树脂及聚氨酯树脂中的一种或多种形成的混合膜。本实施例中的所述膨胀性粉状颗粒材料还可以是膨润土、高岭土、铝酸盐-硅铝酸盐及疏水性树脂膜的一种或者几种的混合物。
值得注意的是，对于实现本发明的目的来说，本实施例中的所述膨胀性粉状颗粒材料与所述骨料颗粒的添加量的重量比可以是0.05~5%中的任意比例。本实施例中的，所述疏水性硅树脂膜的质量占所述骨料颗粒的质量份数可以使1%-8%中任意比例。
本实施例提供的湿态防渗透气材料采用以下方法制备：
（1）加热骨料颗粒，在此，所述骨料颗粒为砂砾；
（2）同时向所述骨料颗粒中加入疏水性硅树脂膜以及膨润土和高岭土的混合物，并搅拌均匀形成混合物，在此，加入的所述膨润土和高岭土的混合物与所述骨料颗粒的重量份数比为0.5%，加入的所述疏水性硅树脂膜的质量占所述骨料颗粒质量的4%，所述疏水性硅树脂膜中含有作为固化剂的四乙烯五胺。
实施例
5
本实施例提供的改进的防渗透气材料，包括骨料颗粒和包覆在所述骨料颗粒上的疏水性树脂膜，以及膨胀性粉状颗粒材料；所述膨胀性粉状颗粒材料与所述骨料颗粒的添加量的重量比为1%。在本实施例中，所述骨料颗粒是砂砾，所述膨胀性粉状颗粒材料为膨润土和铝酸盐-硅铝酸盐的混合物，所述疏水性树脂膜为由疏水性环氧树脂和酚醛树脂形成的膜，在本实施例中，所述疏水性树脂中具有脂肪族多胺作为固化剂，在此，所述脂肪族多胺为二丙烯三胺。在本实施例中，所述疏水性环氧树脂和酚醛树脂膜的质量占所述骨料颗粒质量的5%。
需要说明的是，对于实现本发明的目的来说，本实施例中的疏水性树脂膜还可以是疏水性环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂及硅树脂中的一种或多种形成的膜，本实施例中的所述膨胀性粉状颗粒材料还可以是膨润土、高岭土、铝酸盐-硅铝酸盐及疏水性树脂膜的一种或者几种的混合物。
值得注意的是，对于实现本发明的目的来说，本实施例中的所述膨胀性粉状颗粒材料与所述骨料颗粒的添加量的重量比可以是0.05~5%中的任意比例。本实施例中的，所述疏水性环氧树脂和酚醛树脂膜的质量占所述骨料颗粒的质量份数可以使1%-8%中任意比例。
本实施例提供的湿态防渗透气材料采用以下方法制备：
（1）加热骨料颗粒，在此，所述骨料颗粒为砂砾；
（2）同时向所述骨料颗粒中加入疏水性环氧树脂和酚醛树脂膜以及膨润土和铝酸盐-硅铝酸盐的混合物，并搅拌均匀形成混合物，在此，加入的所述膨润土和铝酸盐-硅铝酸盐的混合物与所述骨料颗粒的重量份数比为1%，加入的所述疏水性环氧树脂和酚醛树脂膜的质量占所述骨料颗粒质量的5%，所述疏水性环氧树脂和酚醛树脂膜中含有作为固化剂的二丙烯三胺。
实施例
6
本实施例提供的改进的防渗透气材料，包括骨料颗粒和包覆在所述骨料颗粒上的疏水性树脂膜，以及膨胀性粉状颗粒材料；所述膨胀性粉状颗粒材料与所述骨料颗粒的添加量的重量比为3%。在本实施例中，所述骨料颗粒是砂砾，所述膨胀性粉状颗粒材料为高岭土和铝酸盐-硅铝酸盐的混合物，所述疏水性树脂膜为由疏水性环氧树脂和聚氨酯树脂形成的膜，在本实施例中，所述疏水性树脂中具有脂肪族多胺作为固化剂，在此，所述脂肪族多胺为乙二胺。在本实施例中，所述疏水性环氧树脂和聚氨酯树脂膜的质量占所述骨料颗粒质量的6%。
需要说明的是，对于实现本发明的目的来说，本实施例中的疏水性树脂膜还可以是疏水性环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂及硅树脂中的一种或多种形成的膜，本实施例中的所述膨胀性粉状颗粒材料还可以是膨润土、高岭土、铝酸盐-硅铝酸盐及疏水性树脂膜的一种或者几种的混合物。
值得注意的是，对于实现本发明的目的来说，本实施例中的所述膨胀性粉状颗粒材料与所述骨料颗粒的添加量的重量比可以是0.05~5%中的任意比例。本实施例中的，所述疏水性环氧树脂和聚氨酯树脂膜的质量占所述骨料颗粒的质量份数可以使1%-8%中任意比例。
本实施例提供的湿态防渗透气材料采用以下方法制备：
（1）加热骨料颗粒，在此，所述骨料颗粒为砂砾；
（2）先向所述骨料颗粒中加入疏水性环氧树脂和聚氨酯树脂膜，再加入高岭土和铝酸盐-硅铝酸盐的混合物，并搅拌均匀形成混合物，在此，加入的所述高岭土和铝酸盐-硅铝酸盐的混合物与所述骨料颗粒的重量份数比为3%，加入的所述疏水性环氧树脂和聚氨酯树脂膜的质量占所述骨料颗粒质量的6%，所述疏水性环氧树脂和聚氨酯树脂膜中含有作为固化剂的乙二胺。
实施例
7
本实施例提供的改进的防渗透气材料，包括骨料颗粒和包覆在所述骨料颗粒上的疏水性树脂膜，以及膨胀性粉状颗粒材料；所述膨胀性粉状颗粒材料与所述骨料颗粒的添加量的重量比为5%。在本实施例中，所述骨料颗粒是砂砾，所述膨胀性粉状颗粒材料为膨润土、高岭土和铝酸盐-硅铝酸盐的混合物，所述疏水性树脂膜为由疏水性环氧树脂和硅树脂形成的膜，在本实施例中，所述疏水性树脂中具有脂肪族多胺作为固化剂，在此所述脂肪族多胺为二丙烯三胺。在本实施例中，所述疏水性环氧树脂和硅树脂膜的质量占所述骨料颗粒质量的7%。
需要说明的是，对于实现本发明的目的来说，本实施例中的疏水性树脂膜还可以是疏水性环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂及硅树脂中的一种或多种形成的膜，本实施例中的所述膨胀性粉状颗粒材料还可以是膨润土、高岭土、铝酸盐-硅铝酸盐及疏水性树脂膜的一种或者几种的混合物。
值得注意的是，对于实现本发明的目的来说，本实施例中的所述膨胀性粉状颗粒材料与所述骨料颗粒的添加量的重量比可以是0.05~5%中的任意比例。本实施例中的，所述疏水性环氧树脂和聚氨酯树脂膜的质量占所述骨料颗粒的质量份数可以使1%-8%中任意比例。
本实施例提供的湿态防渗透气材料采用以下方法制备：
（1）加热骨料颗粒，在此，所述骨料颗粒为砂砾；
（2）同时向所述骨料颗粒中加入疏水性环氧树脂和硅树脂膜以及膨润土、高岭土和铝酸盐-硅铝酸盐的混合物，并搅拌均匀形成混合物，在此，加入的所述膨润土、高岭土和铝酸盐-硅铝酸盐的混合物与所述骨料颗粒的重量份数比为5%，加入的所述疏水性环氧树脂和硅树脂膜的质量占所述骨料颗粒质量的7%，所述疏水性环氧树脂和硅树脂膜中含有作为固化剂的二丙烯三胺。
实施例
8
本实施例提供的改进的防渗透气材料，包括骨料颗粒和包覆在所述骨料颗粒上的疏水性树脂膜，以及膨胀性粉状颗粒材料；所述膨胀性粉状颗粒材料与所述骨料颗粒的添加量的重量比为5%。在本实施例中，所述骨料颗粒是砂砾，所述膨胀性粉状颗粒材料为膨润土、高岭土、铝酸盐-硅铝酸盐及疏水性树脂膜的混合物，所述疏水性树脂膜为由疏水性酚醛树脂和硅树脂形成的膜，在本实施例中，所述疏水性树脂中具有脂肪族多胺作为固化剂，在此，所述脂肪族多胺为二丙烯三胺。在本实施例中，所述疏水性酚醛树脂和硅树脂膜的质量占所述骨料颗粒质量的8%。
需要说明的是，对于实现本发明的目的来说，本实施例中的疏水性树脂膜还可以是疏水性环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂及硅树脂中的一种或多种形成的膜，本实施例中的所述膨胀性粉状颗粒材料还可以是膨润土、高岭土、铝酸盐-硅铝酸盐及疏水性树脂膜的一种或者几种的混合物。
值得注意的是，对于实现本发明的目的来说，本实施例中的所述膨胀性粉状颗粒材料与所述骨料颗粒的添加量的重量比可以是0.05~5%中的任意比例。本实施例中的，所述疏水性酚醛树脂和硅树脂膜的质量占所述骨料颗粒的质量份数可以使1%-8%中任意比例。
本实施例提供的湿态防渗透气材料采用以下方法制备：
（1）加热骨料颗粒，在此，所述骨料颗粒为砂砾；
（2）先向所述骨料颗粒中加入膨润土、高岭土、铝酸盐-硅铝酸盐及疏水性树脂膜的混合物，再加入疏水性酚醛树脂和硅树脂膜，并搅拌均匀形成混合物，在此，加入的所述膨润土、高岭土、铝酸盐-硅铝酸盐及疏水性树脂膜的混合物与所述骨料颗粒的重量份数比为5%，加入的所述疏水性酚醛树脂和硅树脂膜的质量占所述骨料颗粒质量的8%，所述疏水性酚醛树脂和硅树脂膜中含有作为固化剂的二丙烯三胺。
本发明提供的改进的防渗透气材料通过加入膨胀性粉状颗粒，使得骨料颗粒之间的间隙增大，从而使得材料整体的透气性较好，并且使得能量的消耗降低；同时，所述膨胀性粉状颗粒与所述疏水性树脂膜之间形成一个防渗界面，在保证较好的透气性的同时，可以满足较高的防渗要求。本发明提供的改进的防渗透气材料可广泛在沙漠种植、湖底防渗、河道防渗、景观水系底部防渗中作为防水透气层应用，具有良好的防水透气性。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (3)
1.一种改进的防渗透气材料，其特征在于:包括骨料颗粒和包覆在所述骨料颗粒上的疏水性树脂膜，以及膨胀性粉状颗粒材料；所述膨胀性粉状颗粒材料与所述骨料颗粒的添加量的重量比为0.05-5％；所述膨胀性粉状颗粒材料为膨润土；所述疏水性树脂膜的质量占所述骨料颗粒质量的1-8％；所述疏水性树脂膜为由疏水性环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂及硅树脂中的一种或多种形成的膜。
2.根据权利要求1所述的改进的防渗透气材料，其特征在于:所述疏水性树脂膜中具有固化剂。
3.根据权利要求2所述的改进的防渗透气材料，其特征在于:所述固化剂为脂肪族多胺。
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2012
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