CN107739169A - 一种环氧透水砖的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环氧透水砖的制备方法，属于建筑材料技术领域。所述方法包括以下步骤：A、将0.1～0.5份纳米二氧化硅加入1.95～6.98份环氧树脂中，搅拌均匀；B．面料制备：B1. 将88～96份砂水洗、烘干后备用；B2．将0.05～3份水和0.05～3份偶联剂混合均匀；B3．将水洗烘干后的砂和水和偶联剂的混合物、以及颜料搅拌均匀，得到混合物Ⅰ；B4．将改良后的环氧树脂、固化剂、亲水性固化剂混合均匀，得到混合物Ⅱ；B5.将混合物Ⅱ加入混合物Ⅰ中，搅拌均匀后，备用；C.将底料的原料混合均匀后，备用；D.布料。本发明具有制备方法简单，成本低，效率高，且制得的透水砖的透水性能佳的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种透水砖的制备方法，尤其涉及一种环氧透水砖的制备方法，属于建筑材料技术领域。
背景技术
透水砖起源于荷兰，在荷兰人围海造城的过程中，发现排开海水后的地面会因为长期接触不到水分而造成持续不断的地面沉降。一旦海岸线上的堤坝被冲开，海水会迅速冲到比海平面低很多的城市把整个临海城市全部淹没。为了使地面不再下沉，荷兰人制造了一种长200毫米宽100毫米50或60毫米高的小型路面砖铺设在街道路面上，并使砖与砖之间预留了2毫米的缝隙。这样下雨时雨水会从砖之间的缝隙中渗入地下。之后美国舒布洛科公司发明了一种砖体本身具有很强吸水功能的路面砖。当砖体被吸满水时水分就会向地下排去，但是这种砖的排水速度很慢，在暴雨的天气这种砖几乎帮不上什么忙，这种砖也被叫作舒布洛科路面砖。九十年代中国出现了舒布洛科砖，北京市政部门的技术人员根据舒布洛科砖的原理发明了一种砖体本身布满透水孔洞，渗水性很好的路面砖。雨水会从砖体中的微小孔洞中流向地下。
为了加强砖体的抗压和抗折强度，技术人员用碎石作为原料加入水泥和外加剂使其透水速度和强度都能满足城市路面的需要，这种砖就是目前市政路面上使用的透水砖。这种砖的价格比起用陶瓷烧制的陶瓷透水砖相对便宜.适用于大多数地区工程。但这类产品的通常在长时间的使用后容易堵塞，透水性会下降甚至消失，且产品容易反碱，严重影响观感。因此，制作时，面层使用细颗粒骨料，并使用高分子胶黏剂，使得砖体透水空隙达到一定细小级别，雨水中的尘土难以进入砖体，能够有效解决上诉问题。硅砂储量丰富，可以通过筛选得到极细的沙子，完全可以满足对细颗粒骨料的要求。环氧树脂价格低廉，使用胺类固化剂常温即可固化，固化后热变形收缩率低，耐候性优良。选用合适的环氧树脂及固化剂后，使用温度大于90℃，是一种完全可以满足路面使用的温度要求的高分子材料。但只使用普通的环氧树脂制作而成的透水砖，其透水性能很难达到使用要求，需要向其中加入亲水性材料以提高砖体的亲水性。
公开号为CN103103904B，名称为“复合透水砖及用于制作复合透水砖表层的混合料”的发明专利，该专利采用的胶性外加剂即粘合剂为分子侧链含有亲水性羧酸盐、磺酸盐、铵盐、羟基或主链含有非离子型亲水链段的亲水性环氧树脂。但对环氧树脂进行亲水化改性，得到具有足够亲水性环氧树脂的难度较大。因此制作产品时还需加入其他无机亲水材料，工艺复杂。
公开号为CN105439612A，名称为“一种氟硅环氧透水砖及其制作方法”, 使用包括风积沙在内的一些研磨成粉料作为骨料，通过烧结成型。成份复杂、制作难度大、工艺繁琐；且通过高温烧结成型，耗能严重，对环境有不利影响，生产成本高。
因此，现有技术制作的生态环氧砖类产品，一是工艺难度大且复杂，二是生产过程耗能严重、不够环保，生产成本高。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中透水砖存在的成本高、耗能严重等问题，提供一种新的环氧透水砖的制备方法，相对于现有技术，具有工艺简单、成本低廉、能耗低、更加环保的优点。
具有好的透水性的同时，还具有低成本、易生产的优点。
为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一种环氧透水砖的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、树脂改良：将0.1～0.5份纳米二氧化硅加入份环氧树脂中，搅拌均匀；
B．面料制备：
B1. 将88～96份砂水洗、烘干后备用；
B2．将0.05～0.60份水和0.05～0.60份偶联剂混合均匀；
B3．将步骤B1水洗烘干后的砂和步骤B2得到的水和偶联剂的混合物、以及颜料搅拌均匀，得到混合物Ⅰ；
B4．将环氧树脂、0.49～2.05份固化剂、0.85～5.0份亲水性固化剂混合均匀，得到混合物Ⅱ；
B5.将混合物Ⅱ加入混合物Ⅰ中，搅拌均匀后，备用；
C.底料制备
将底料的原料混合均匀后，备用；
D.布料
将面料和底料分别运送至面料布料仓和底料布料仓，将底料满布于模箱中，压紧，再将面料布于底料之上，并喷涂脱模剂于压头，最后进行压制；振捣加压成形，脱模、养护即得到所述环氧透水砖。
为了更好地实现本发明，进一步地，所述砂为细度为40～200目的硅砂。
所述固化剂为多元胺类固化剂。
进一步地，所述亲水性固化剂为分子链中含高活性的伯胺、仲胺或叔胺基团，分子主链或侧链含有亲水基团的固化剂。
进一步地，所述亲水性固化剂为多元胺改性固化剂；所述分子主链或侧链含有的亲水基团为羟基、羧基、羧酸盐基团、醚类亲水基团。
进一步地，所述亲水性固化剂的分子量为300～2000。
进一步地，所述环氧树脂为双酚A、双酚F、双酚S、酚醛环氧树脂等环氧树脂及其改性环氧树脂中的至少一种。
进一步地，所述透水砖的面层原料还包括耐候性添加剂：抗氧化剂0.06～0.18份、紫外线吸收剂0.09～0.54份。
进一步地，所述颜料的用量为0.1～3.0份。
（1）相较于现有技术，本发明所使用的亲水性材料为亲水性固化剂，能够赋予产物优良的透水性能，并且亲水性固化剂如伯胺类，由于含有一定量伯胺和醚键等基团，具有透水性能的同时，还具有增韧的效果；另外，亲水性固化剂是反应性亲水材料，相较于非反应性亲水材料而言，在实际使用中不易析出；通过原料的特定选择、搭配使用，使得各种原料混合后，有一个适当的粘度，可在产品生产过程中，易于搅拌、布料、刮平和脱模，并在生产过程中喷涂脱模剂，解决了布料不均、面料污染、粘模的问题，能够有效提高生产效率，降低生产成本。
（2）作为优选，本发明的面层使用天然细硅砂作为骨料，无需研磨；常温即可固化成型，无需烧结；生产时只需将原料按不同顺序加入搅拌器内搅拌，之后压制脱模，常温固化即可，工艺简单。
（3）作为优选，本发明中的亲水性固化剂的分子量为300～2000，这个范围内的亲水性固化剂，常温下呈液态，具有足够的亲水链段，满足加工需求及亲水性能。
（4）发明的配方中还包括耐候性添加剂：抗氧化剂0.06～0.18份、紫外线吸收剂0.09～0.54份赋予透水砖更好的耐候性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种环氧透水砖的制备方法，包括以下步骤：
A、树脂改良：将3.3纳米二氧化硅加入153.6g环氧树脂中，搅拌均匀；
B．面料制备：
B1. 将1936g砂水洗、烘干后备用；
B2．将2.4 g水和1.1g偶联剂混合均匀；
B3．将步骤B1水洗烘干后的砂和步骤B2得到的水和偶联剂的混合物、以及3.3g颜料搅拌均匀，得到混合物Ⅰ；
B4．将改良后的环氧树脂、45.1g固化剂、59.84 g亲水性固化剂混合均匀，得到混合物Ⅱ；
B5.将混合物Ⅱ加入混合物Ⅰ中，搅拌均匀后，备用；
C.底料制备
将底料的原料混合均匀后，备用；
D.布料
将面料和底料分别运送至面料布料仓和底料布料仓，先将底料满布于模箱中，略微压紧，使得模箱顶部空出一部分，再将面料布于空出模箱中底料之上，并喷涂脱模剂于压头，最后进行压制，振捣加压成形，立即脱模、常温养护即得到所述环氧透水砖。
本实施例中的固化剂为多元胺类固化剂酚醛胺。
本实施例中的亲水性固化剂为分子链中含高活性的伯胺、仲胺或叔胺基团，分子主链或侧链含有亲水基团的固化剂，进一步来说，本实施例的亲水性固化剂为多元胺改性固化剂，分子量为900。
本实施例中的环氧树脂为双酚A。
本实施例中的脱模剂为氟硅脱模剂DF-520。
实施例2
一种环氧透水砖的制备方法，包括以下步骤：
A、树脂改良：将2g纳米二氧化硅加入67.6g环氧树脂中，搅拌均匀；
B．面料制备：
B1. 将1864g硅砂水洗、烘干后备用；
B2．将12g水和12g偶联剂混合均匀；
B3．将步骤B1水洗烘干后的砂和步骤B2得到的水和偶联剂的混合物、以及2g颜料搅拌均匀，得到混合物Ⅰ；
B4．将改良后的环氧树脂、19g固化剂、21.4g亲水性固化剂混合均匀，得到混合物Ⅱ；
B5.将混合物Ⅱ加入混合物Ⅰ中，搅拌均匀后，备用；
C.底料制备
将底料的原料混合均匀后，备用；
D.布料
将面料和底料分别运送至面料布料仓和底料布料仓，将底料满布于模箱中，压紧，再将面料布于底料之上，并喷涂脱模剂于压头，最后进行压制；振捣加压成形，脱模、养护即得到所述环氧透水砖。
本实施例中硅砂的细度为70～120目。
本实施例中的固化剂为多元胺类固化剂聚酰胺。
本实施例中的亲水性固化剂为分子链中含高活性的伯胺、仲胺或叔胺基团，分子主链或侧链含有亲水基团的固化剂，进一步来说，本实施例的亲水性固化剂为多元胺改性固化剂，分子量为2000。
本实施例中的环氧树脂为双酚F。
本实施例中的脱模剂为氟硅脱模剂DF-520。
实施例3
一种环氧透水砖的制备方法，包括以下步骤：
A、树脂改良：将2.8g纳米二氧化硅加入92.4g环氧树脂中，搅拌均匀；
B．面料制备：
B1. 将1800g硅砂水洗、烘干后备用；
B2．将7.2g水和4.4g偶联剂混合均匀；
B3．将步骤B1水洗烘干后的砂和步骤B2得到的水和偶联剂的混合物、以及3g颜料搅拌均匀，得到23.2g固化剂、70g亲水性固化剂混合均匀，得到混合物Ⅱ；
B5.将混合物Ⅱ加入混合物Ⅰ中，搅拌均匀后，备用；
C.底料制备
将底料的原料混合均匀后，备用；
D.布料
将面料和底料分别运送至面料布料仓和底料布料仓，现将底料布于模具中后，压制后，再将面料布于底料之上，并喷涂脱模剂，最后再进行压制，振捣加压后成形，脱模、养护即得到所述环氧透水砖。
本实施例中硅砂的细度为40～70目。
本实施例中的固化剂为多元胺类芳香胺。
本实施例中的亲水性固化剂为分子链中含高活性的伯胺、仲胺或叔胺基团，分子主链或侧链含有亲水基团的固化剂，进一步来说，本实施例的亲水性固化剂为多元胺改性固化剂，分子量为600。
本实施例中的环氧树脂为双酚S。
本实施例中的脱模剂为氟硅脱模剂DF-570。
实施例4
一种环氧透水砖的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、树脂改良：将10g纳米二氧化硅加入102g环氧树脂中，搅拌均匀；
B．面料制备：
B1. 将1760g硅砂水洗、烘干后备用；
B2．将3.2g水和3.2g偶联剂混合均匀；
B3．将步骤B1水洗烘干后的砂和步骤B2得到的水和偶联剂的混合物、以及3.2g颜料搅拌均匀，得到混合物Ⅰ；
B4．将改良后的环氧树脂、21.6g固化剂、100g亲水性固化剂混合均匀，得到混合物Ⅱ；
B5.将混合物Ⅱ加入混合物Ⅰ中，搅拌均匀后，备用；
C.底料制备
将底料的原料混合均匀后，备用；
D.布料
将面料和底料分别运送至面料布料仓和底料布料仓，将底料满布于模箱中，压紧，再将面料布于底料之上，并喷涂脱模剂于压头，最后进行压制；振捣加压成形，脱模、养护即得到所述环氧透水砖。
本实施例中硅砂的细度为40～70目。
本实施例中的固化剂为多元胺类固化剂脂环胺。
本实施例中的亲水性固化剂为分子链中含高活性的伯胺、仲胺或叔胺基团，分子主链或侧链含有亲水基团的固化剂，进一步来说，本实施例的亲水性固化剂为多元胺改性固化剂，分子量为600。
本实施例中的环氧树脂为酚醛环氧树脂。
本实施例中的脱模剂为氟硅脱模剂DF-570。
实施例5
一种环氧透水砖的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、树脂改良：将2g纳米二氧化硅加入70g环氧树脂中，搅拌均匀；
B．面料制备：
B1. 将1844g硅砂水洗、烘干后备用；
B2．将5.6g水和6g偶联剂混合均匀；
B3．将步骤B1水洗烘干后的砂和步骤B2得到的水和偶联剂的混合物、以及抗氧化剂1.2g、紫外线吸收剂1.8g和颜料3.5g搅拌均匀，得到混合物Ⅰ；
B4．将改良后的环氧树脂、19g固化剂、50.4g亲水性固化剂混合均匀，得到混合物Ⅱ；
B5.将混合物Ⅱ加入混合物Ⅰ中，搅拌均匀后，备用；
C.底料制备
将底料的原料混合均匀后，备用；
D.布料
将面料和底料分别运送至面料布料仓和底料布料仓，将底料满布于模箱中，压紧，再将面料布于底料之上，并喷涂脱模剂于压头，最后进行压制；振捣加压成形，脱模、养护即得到所述环氧透水砖。
本实施例中硅砂的细度为40～70目。
本实施例中的固化剂为多元胺类固化剂改性脂肪胺。
本实施例中的亲水性固化剂为分子链中含高活性的伯胺、仲胺或叔胺基团，分子主链或侧链含有亲水基团的固化剂，进一步来说，本实施例的亲水性固化剂为多元胺改性固化剂，分子量为300。
本实施例中的环氧树脂为吐温-20嵌段改性海因环氧树脂。
本实施例中的底料由碎石、机制砂、水泥、高效减水剂、水组成，配方为现有技术中的常规配方；整个透水砖的厚度为6cm，其中面层厚度为0.8cm。
本实施例中的脱模剂为氟硅脱模剂DF-570。
实施例6
一种环氧透水砖的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、树脂改良：将1.6g纳米二氧化硅加入56.8g环氧树脂中，搅拌均匀；
B．面料制备：
B1. 将1870g硅砂水洗、烘干后备用；
B2．将7g水和4g偶联剂混合均匀；
B3．将步骤B1水洗烘干后的砂和步骤B2得到的水和偶联剂的混合物、以及抗氧化剂0.8g、紫外线吸收剂1.6g和颜料5.6g搅拌均匀，得到混合物Ⅰ；
B4．将改良后的环氧树脂、14.8g固化剂、37.8g亲水性固化剂混合均匀，得到混合物Ⅱ；
B5.将混合物Ⅱ加入混合物Ⅰ中，搅拌均匀后，备用；
C.底料制备
将底料的原料混合均匀后，备用；
D.布料
将面料和底料分别运送至面料布料仓和底料布料仓，将底料满布于模箱中，压紧，再将面料布于底料之上，并喷涂脱模剂于压头，最后进行压制；振捣加压成形，脱模、养护即得到所述环氧透水砖。
本实施例中硅砂的细度为40～70目。
本实施例中的固化剂为多元胺类固化剂酚醛胺。
本实施例中的亲水性固化剂为分子链中含高活性的伯胺、仲胺或叔胺基团，分子主链或侧链含有亲水基团的固化剂，进一步来说，本实施例的亲水性固化剂为多元胺改性固化剂，分子量为900。
本实施例中的硅砂为经过偶联剂KH 560处理过的纳米二氧化硅。
本实施例中的环氧树脂为双酚A和双酚F的混合物。本实施例中的底料由碎石、机制砂、水泥、高效减水剂、水组成，配方为现有技术中的常规配方；整个透水砖的厚度为6cm，其中面层厚度为0.8cm。
本实施例中的脱模剂为氟硅脱模剂DF-570。
实施例7
一种环氧透水砖的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、树脂改良：将3g纳米二氧化硅加入58.5g环氧树脂中，搅拌均匀；
B．面料制备：
B1. 将2880g硅砂水洗、烘干后备用；
B2．将9g水和6g偶联剂混合均匀；
B3．将步骤B1水洗烘干后的砂和步骤B2得到的水和偶联剂的混合物、以及抗氧化剂1.2g、紫外线吸收剂2.4g和颜料30g搅拌均匀，得到混合物Ⅰ；
B4．将改良后的环氧树脂、14.7g固化剂、25.5g亲水性固化剂混合均匀，得到混合物Ⅱ；
B5.将混合物Ⅱ加入混合物Ⅰ中，搅拌均匀后，备用；
C.底料制备
将底料的原料混合均匀后，备用；
D.布料
将面料和底料分别运送至面料布料仓和底料布料仓，将底料满布于模箱中，压紧，再将面料布于底料之上，并喷涂脱模剂于压头，最后进行压制；振捣加压成形，脱模、养护即得到所述环氧透水砖。
本实施例中硅砂的细度为40～70目。
本实施例中的固化剂为多元胺类固化剂聚酰胺。
本实施例中的亲水性固化剂为分子链中含高活性的伯胺、仲胺或叔胺基团，分子主链或侧链含有亲水基团的固化剂，进一步来说，本实施例的亲水性固化剂为多元胺改性固化剂，分子量为 2000。本实施例中的环氧树脂为酚醛环氧树脂。
本实施例中的硅砂为经过偶联剂KH 570处理过的纳米二氧化硅。
本实施例中的脱模剂为氟硅脱模剂DF-570。
本实施例中的底料由碎石、机制砂、水泥、减水剂、水组成，原料的配比配方为现有技术中的常规配方，本实施例给出一个常规的配方：碎石：45～80%，机制砂5～15%，水泥15～35%，聚羧酸减水剂0.15～0.45%，水3.9～9%；整个透水砖的厚度为6cm，其中面层厚度为0.8cm。
实施例8
性能测试:将实施例1～7的透水砖与对照组进行性能对比，其中对照组的透水砖包括底料和面料，所述面料由以下按重量计的原料组成：硅砂1875g、环氧树脂85.4g、固化剂24g、偶联剂4g、水7g、纳米二氧化硅1.6 g、抗氧化剂0.8g、紫外线吸收剂1.6g和颜料5.6g；底料同实施例7。
表1：透水性能
表2：保水性能
表3：面层耐磨性能
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种环氧透水砖的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、树脂改良：将0.1～0.5份纳米二氧化硅加入份环氧树脂中，搅拌均匀；
B．面料制备：
B1. 将88～96份砂水洗、烘干后备用；
B2．将0.05～0.60份水和0.05～0.60份偶联剂混合均匀；
B3．将步骤B1水洗烘干后的砂和步骤B2得到的水和偶联剂的混合物、以及颜料搅拌均匀，得到混合物Ⅰ；
B4．将环氧树脂、0.49～2.05份固化剂、0.85～5.0份亲水性固化剂混合均匀，得到混合物Ⅱ；
B5.将混合物Ⅱ加入混合物Ⅰ中，搅拌均匀后，备用；
C.底料制备
将底料的原料混合均匀后，备用；
D.布料
将面料和底料分别运送至面料布料仓和底料布料仓，将底料满布于模箱中，压紧，再将面料布于底料之上，并喷涂脱模剂于压头，最后进行压制；振捣加压成形，脱模、养护即得到所述环氧透水砖。
2.如权利要求1所述的一种环氧透水砖的制备方法，其特征在于：所述砂为细度为40～200目的硅砂。
3.如权利要求1所述的一种环氧透水砖的制备方法，其特征在于：所述固化剂为多元胺类固化剂。
4.如权利要求1所述的一种环氧透水砖的制备方法，其特征在于：所述亲水性固化剂为分子链中含高活性的伯胺、仲胺或叔胺基团，分子主链或侧链含有亲水基团的固化剂。
5.如权利要求4所述的一种环氧透水砖的制备方法，其特征在于：所述亲水性固化剂为多元胺改性固化剂；所述分子主链或侧链含有的亲水基团为羟基、羧基、羧酸盐基团、醚类亲水基团。
6.如权利要求5所述的一种环氧透水砖的制备方法，其特征在于：所述亲水性固化剂的分子量为300～2000。
7.如权利要求1所述的一种环氧透水砖的制备方法，其特征在于：所述环氧树脂为双酚A、双酚F、双酚S、酚醛环氧树脂等环氧树脂及其改性环氧树脂中的至少一种。
8.如权利要求1所述的一种环氧透水砖的制备方法，其特征在于：所述透水砖的面层原料还包括耐候性添加剂：抗氧化剂0.06～0.18份、紫外线吸收剂0.09～0.54份。
9.如权利要求1所述的一种环氧透水砖的制备方法，其特征在于：所述颜料的用量为0.1～3.0份。
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