CN107721259B - 一种高性能透水砖 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高性能透水砖，其质量配方如下：陶瓷砖废瓷片颗粒10‑15份、碳化钛4‑8份、氧化铝10‑15份、有机硅树脂10‑15份、聚氨酯树脂13‑15份、纳米二氧化钛7‑10份、无水乙醇20‑30份、分散剂3‑5份。本发明采用有机硅树脂转为二氧化硅的特性，解决了烧结过程中微孔结构易塌陷的问题，大大提高了透水砖的强度，也降低了透水砖密度。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种高性能透水砖。
背景技术
近年来，由于国家的倡导和人们环保意识的提高，透水砖的应用也越来越普遍，陶瓷透水砖由建筑及工业废料经过加工烧结而成，具有强度高、透水性好等特性。相比一般地砖采用的细小原料，陶瓷透水砖采用0.5～3.5毫米的大颗粒成型，因此需要特殊的粘结剂进行粘结，目前市面上生产的陶瓷透水砖所用的粘结剂大多为CMC、糊精等有机粘结剂，这些粘结剂虽然效果好，但是价格昂贵，并且在500℃左右基本挥发完全，失去了粘结作用，而在此温度下高温粘结剂还没有形成液态，因此，坯体很容易由于没有强度而变形甚至坍塌，另外，目前，在陶瓷透水砖的生产过程中，陶瓷砖废瓷片颗粒的利用率不高，基本在60％～80％之间。
因此，如何在陶瓷透水砖的烧结过程中，提高坯体强度和陶瓷砖废瓷片颗粒利用率，成为人们亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种高性能透水砖，利用有机硅树脂转为二氧化硅的特性，解决了烧结过程中微孔结构易塌陷的问题，大大提高了透水砖的强度，也降低了透水砖密度。。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种高性能透水砖，其质量配方如下：
陶瓷砖废瓷片颗粒10-15份、碳化钛4-8份、氧化铝10-15份、有机硅树脂10-15份、聚氨酯树脂13-15份、纳米二氧化钛7-10份、无水乙醇20-30份、分散剂3-5份。
所述分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮。
所述高性能透水砖的制备方法，其步骤如下：
步骤1，将陶瓷砖废瓷片颗粒粉碎处理，直至形成细微颗粒；
步骤2，将碳化钛、粉末化的陶瓷砖废瓷片颗粒和氧化铝混合搅拌，得到粉末混合物；
步骤3，将粉末混合物加入至有机硅树脂和聚氨酯树脂，搅拌均匀后放入模具中，加压加温反应2-4h，冷却后得到有机砖块；
步骤4，将有机砖块放入密封马弗炉中加温加压反应2-4h，缓慢泄压后得到微孔型砖块；
步骤5，将纳米二氧化钛加入至无水乙醇中，加入分散剂超声反应15-30min，得到光催化镀膜液；
步骤6，将光催化镀膜液浸渍镀膜法涂覆在砖块表面，烘干后进行烧结反应2-4h，得到高性能透水砖。
所述步骤2中的搅拌速度为1500-3000r/min，所述搅拌时间为20-40min；以机械搅拌的方式将颗粒完全混合形成高强度的粉末混合物。
所述步骤3中的搅拌速度为2000-5000r/min，加压加温反应的温度为80-90℃，压力为2-4MPa，通过搅拌的方式将粉末混合物完全分布在树脂中，在加温加压条件下，有机硅树脂与聚氨酯树脂进行固化反应，将粉末混合物固化在砖块内，并通过压力条件将有机砖块紧实化。
所述步骤4中的加温加压反应的温度为200-400℃，压力为5-8MPa，所述缓慢泄压速度为0.01-0.05MPa/min，在加温加压条件下，有机砖块内的有机物转为二氧化碳和水蒸气，将有机砖块转化为微孔砖块，有机硅树脂通过加温条件转化为二氧化硅，大大提高内部结构强度，提高了承压力。
所述步骤5中的超声频率为2.5-5.5kHz，通过超声反应将纳米二氧化钛完全分散至无水乙醇中，并且在分散剂作用下，纳米二氧化钛表面形成有机分散剂吸附。
所述步骤6中的浸渍镀膜量为10-30mg/cm2，所述烘干温度为50-70℃，所述烧结反应的温度为250-350℃；采用浸渍镀膜的方式在砖块表面形成纳米二氧化钛液膜，并以烘干的方式将无水乙醇快速去除，得到膜层结构，在烧结条件下，将聚乙烯吡咯烷酮去除，将纳米二氧化钛转化锐钛型纳米二氧化钛。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明采用有机硅树脂转为二氧化硅的特性，解决了烧结过程中微孔结构易塌陷的问题，大大提高了透水砖的强度，也降低了透水砖密度。
(2)本发明在透水砖的大比表面涂覆纳米二氧化钛薄膜，具有良好的光催化性能，同时利用二氧化硅的折射反射特性，保证了内表面光催化剂的降解性能。
(3)本发明的制备方法提高了透水砖的强度，也大大降低了塌陷率制得的透水砖抗折抗压强度高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述：
实施例1
一种高性能透水砖，其质量配方如下：
陶瓷砖废瓷片颗粒10份、碳化钛4份、氧化铝10份、有机硅树脂10份、聚氨酯树脂13份、纳米二氧化钛7份、无水乙醇20份、分散剂3份。
所述分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮。
所述高性能透水砖的制备方法，其步骤如下：
步骤1，将陶瓷砖废瓷片颗粒粉碎处理，直至形成细微颗粒；
步骤2，将碳化钛、粉末化的陶瓷砖废瓷片颗粒和氧化铝混合搅拌，得到粉末混合物；
步骤3，将粉末混合物加入至有机硅树脂和聚氨酯树脂，搅拌均匀后放入模具中，加压加温反应2h，冷却后得到有机砖块；
步骤4，将有机砖块放入密封马弗炉中加温加压反应2h，缓慢泄压后得到微孔型砖块；
步骤5，将纳米二氧化钛加入至无水乙醇中，加入分散剂超声反应15min，得到光催化镀膜液；
步骤6，将光催化镀膜液浸渍镀膜法涂覆在砖块表面，烘干后进行烧结反应2h，得到高性能透水砖。
所述步骤2中的搅拌速度为1500r/min，所述搅拌时间为20min。
所述步骤3中的搅拌速度为2000r/min，加压加温反应的温度为80℃，压力为2MPa。
所述步骤4中的加温加压反应的温度为200℃，压力为5MPa，所述缓慢泄压速度为0.01MPa/min。
所述步骤5中的超声频率为2.5kHz。
所述步骤6中的浸渍镀膜量为10mg/cm2，所述烘干温度为50℃，所述烧结反应的温度为250℃。
实施例2
一种高性能透水砖，其质量配方如下：
陶瓷砖废瓷片颗粒15份、碳化钛8份、氧化铝15份、有机硅树脂15份、聚氨酯树脂15份、纳米二氧化钛10份、无水乙醇30份、分散剂5份。
所述分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮。
所述高性能透水砖的制备方法，其步骤如下：
步骤1，将陶瓷砖废瓷片颗粒粉碎处理，直至形成细微颗粒；
步骤2，将碳化钛、粉末化的陶瓷砖废瓷片颗粒和氧化铝混合搅拌，得到粉末混合物；
步骤3，将粉末混合物加入至有机硅树脂和聚氨酯树脂，搅拌均匀后放入模具中，加压加温反应4h，冷却后得到有机砖块；
步骤4，将有机砖块放入密封马弗炉中加温加压反应4h，缓慢泄压后得到微孔型砖块；
步骤5，将纳米二氧化钛加入至无水乙醇中，加入分散剂超声反应30min，得到光催化镀膜液；
步骤6，将光催化镀膜液浸渍镀膜法涂覆在砖块表面，烘干后进行烧结反应4h，得到高性能透水砖。
所述步骤2中的搅拌速度为3000r/min，所述搅拌时间为40min。
所述步骤3中的搅拌速度为5000r/min，加压加温反应的温度为90℃，压力为4MPa。
所述步骤4中的加温加压反应的温度为400℃，压力为8MPa，所述缓慢泄压速度为0.05MPa/min。
所述步骤5中的超声频率为5.5kHz。
所述步骤6中的浸渍镀膜量为30mg/cm2，所述烘干温度为70℃，所述烧结反应的温度为350℃。
实施例3
一种高性能透水砖，其质量配方如下：
陶瓷砖废瓷片颗粒12份、碳化钛6份、氧化铝13份、有机硅树脂12份、聚氨酯树脂14份、纳米二氧化钛8份、无水乙醇25份、分散剂4份。
所述分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮。
所述高性能透水砖的制备方法，其步骤如下：
步骤1，将陶瓷砖废瓷片颗粒粉碎处理，直至形成细微颗粒；
步骤2，将碳化钛、粉末化的陶瓷砖废瓷片颗粒和氧化铝混合搅拌，得到粉末混合物；
步骤3，将粉末混合物加入至有机硅树脂和聚氨酯树脂，搅拌均匀后放入模具中，加压加温反应3h，冷却后得到有机砖块；
步骤4，将有机砖块放入密封马弗炉中加温加压反应3h，缓慢泄压后得到微孔型砖块；
步骤5，将纳米二氧化钛加入至无水乙醇中，加入分散剂超声反应20min，得到光催化镀膜液；
步骤6，将光催化镀膜液浸渍镀膜法涂覆在砖块表面，烘干后进行烧结反应3h，得到高性能透水砖。
所述步骤2中的搅拌速度为2000r/min，所述搅拌速度为30min。
所述步骤3中的搅拌速度为3000r/min，加压加温反应的温度为85℃，压力为3MPa。
所述步骤4中的加温加压反应的温度为300℃，压力为6MPa，所述缓慢泄压速度为0.03MPa/min。
所述步骤5中的超声频率为3.5kHz。
所述步骤6中的浸渍镀膜量为20mg/cm2，所述烘干温度为60℃，所述烧结反应的温度为300℃。
实施例4
一种高性能透水砖，其质量配方如下：
陶瓷砖废瓷片颗粒13份、碳化钛6份、氧化铝13份、有机硅树脂13份、聚氨酯树脂14份、纳米二氧化钛9份、无水乙醇28份、分散剂4份。
所述分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮。
所述高性能透水砖的制备方法，其步骤如下：
步骤1，将陶瓷砖废瓷片颗粒粉碎处理，直至形成细微颗粒；
步骤2，将碳化钛、粉末化的陶瓷砖废瓷片颗粒和氧化铝混合搅拌，得到粉末混合物；
步骤3，将粉末混合物加入至有机硅树脂和聚氨酯树脂，搅拌均匀后放入模具中，加压加温反应3h，冷却后得到有机砖块；
步骤4，将有机砖块放入密封马弗炉中加温加压反应3h，缓慢泄压后得到微孔型砖块；
步骤5，将纳米二氧化钛加入至无水乙醇中，加入分散剂超声反应25min，得到光催化镀膜液；
步骤6，将光催化镀膜液浸渍镀膜法涂覆在砖块表面，烘干后进行烧结反应3h，得到高性能透水砖。
所述步骤2中的搅拌速度为2500r/min，所述搅拌速度为25min。
所述步骤3中的搅拌速度为4000r/min，加压加温反应的温度为85℃，压力为3MPa。
所述步骤4中的加温加压反应的温度为250℃，压力为7MPa，所述缓慢泄压速度为0.02MPa/min。
所述步骤5中的超声频率为4.5kHz。
所述步骤6中的浸渍镀膜量为15mg/cm2，所述烘干温度为60℃，所述烧结反应的温度为250℃。
实施例5
以实施例1-4制备的透水砖作为实施例，以普通透水砖作为对比例，其对比效果如下表：
表1
以上所述仅为本发明的实施例，并不限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (1)
1.一种高性能透水砖，其质量配方如下：
陶瓷砖废瓷片颗粒10-15份、碳化钛4-8份、氧化铝10-15份、有机硅树脂10-15份、聚氨酯树脂13-15份、纳米二氧化钛7-10份、无水乙醇20-30份、分散剂3-5份；所述分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮；
所述高性能透水砖的制备方法，其步骤如下：
步骤1，将陶瓷砖废瓷片颗粒粉碎处理，直至形成细微颗粒；
步骤2，将碳化钛、粉末化的陶瓷砖废瓷片颗粒和氧化铝混合搅拌，得到粉末混合物；
步骤3，将粉末混合物加入至有机硅树脂和聚氨酯树脂，搅拌均匀后放入模具中，加压加温反应2-4h，冷却后得到有机砖块；
步骤4，将有机砖块放入密封马弗炉中加温加压反应2-4h，缓慢泄压后得到微孔型砖块；
步骤5，将纳米二氧化钛加入至无水乙醇中，加入分散剂超声反应15-30min，得到光催化镀膜液；
步骤6，将光催化镀膜液浸渍镀膜法涂覆在砖块表面，烘干后进行烧结反应2-4h，得到高性能透水砖；
所述步骤2中的搅拌速度为1500-3000r/min，所述搅拌时间为20-40min；
所述步骤3中的搅拌速度为2000-5000r/min，加压加温反应的温度为80-90℃，压力为2-4MPa；
所述步骤4中的加温加压反应的温度为200-400℃，压力为5-8MPa，所述缓慢泄压速度为0.01-0.05MPa/min；
所述步骤5中的超声频率为2.5-5.5kHz；
所述步骤6中的浸渍镀膜量为10-30mg/cm2，所述烘干温度为50-70℃，所述烧结反应的温度为250-350℃。
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