CN110156376B - 一种高分子步道砖制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于步道砖技术领域，具体涉及一种新型高分子步道砖制备方法，工艺过程包括制备表面耐磨层、制备耐磨层、制备补强层和脱模共四个步骤，选用不同收缩系数的且耐磨性好的不饱和树脂，按照浇铸体，不同添加量，不同粒径的玻璃钢粉碎颗粒做正交试验，选出体积收缩率合适的组合，基于不同粒径的填料加入引发的沉底现象，影响各层的性能，调整粘度、比重和不饱和树脂的固化时间以及添加顺序，分别确定耐磨层和加强层的配方，添加遇水更防滑的橡胶颗粒，制备的高分子步道砖耐污性强，外观色彩鲜艳，能够配合周边环境和造型需要，制作成类似盲道砖的凸起或其他图案；制备的高分子步道砖能够配合周边环境和造型需要，制作类似盲道砖凸起或其他图案。
Description
技术领域：
本发明属于步道砖技术领域，具体涉及一种高分子步道砖制备方法，以不饱和树脂和废弃的玻璃钢颗粒为主要原料，以耐磨粉料、补强骨料和颜料为辅料共混制备高分子步道砖的方法。
背景技术：
步道砖或行道砖是利用混凝土，炉渣和粉煤灰等工业废料或地方材料制成的人造块材，步道砖按尺寸和质量的大小不同分为小型砖、中型砖和大型砖，高度为115-380mm的称为小型砖，高度为380-980mm称为中型砖，高度大于980mm的称为大型砖，使用时以中小型砖居多，步道砖具有结构简单，砌筑速度快的优点，符合建筑工业化发展中墙体改革的要求，步道砖用于覆盖公共交通的人行道或广场；中国专利201810400783.0公开的一种用树脂和造纸黑泥生产步道砖的方法具体步骤如下：S1：选取合适的石英砂，选择合适的合成树脂并且收集造纸生产后残留的块状黑泥留做备用；S2：将步骤S1中搜集到的石英砂放入超声波清洗池内，在石英砂内加入纯净水，石英砂清洗池的水温设定为40℃，清洗1-2小时；S3：将步骤S2中清洗过的石英砂用滤网过滤，并放入烘箱中1-2小时去除水分，烘箱温度设置为60-100℃，烘干后留做备用；S4：将步骤S1中搜集到的块状黑泥用破碎机打碎，打碎时间为15-20分钟，然后取出备用。S5：将步骤S1中收集到的合成树脂投入到热熔炉中进行加热热熔，其中控制热熔炉的热熔温度为120℃-170℃，控制热熔炉的热熔时间70min-80min，将热熔好的合成树脂留做备用；S6：将步骤S5和S4取得的热熔好的合成树脂和打碎后的黑泥放入加热搅拌机中，并向加热搅拌机中加入纯净水和双氧水，其中黑泥、纯净水和双氧水的重量比例为15:8:3加热搅拌100-120min，加热温度设定为60℃，留做备用；S7：将步骤S6中取得的黑泥、纯净水和双氧水的混合物加入注塑机中，并且使用注塑机向砖块模具中进行注塑，其中注塑机的注塑温度控制在155℃-165℃；S8：将步骤S7中注塑好的砖块取出放入烘箱中，控制烘箱的温度为50℃-55℃，控制烘干室烘干的时间为24-48小时，烘干后留作备用；S9：将步骤S8中烘干后的砖块用切割机切割成小块的步道砖进行销售；中国专利201810402423.4公开的一种用树脂和建筑废料生产步道砖的方法步骤如下：S1：取建筑废料放入破碎机中进行破碎，将破碎后的建筑废料内的钢筋去除，使用3-8mm的筛分机进行筛分，得到颗粒状的建筑废料；S2：该步道砖包括如下组分：C35硅酸盐水泥25～35％、河砂为26～45％、颗粒状的建筑废料28～33％、树脂3～9％、石灰8～10％、增强剂为0.15～0.25％、水为5.3～6.5％和减水剂0.5～1.5％；S3：将S2中的配料放入搅拌机内进行充分混合，以1000～1200rpm的横向转速搅拌1小时；S4：将S3中充分混合的浆料倒入模具中，将模具放入到振动台上进行充分的振动，使浆料可以充分混合，减少裂缝的出现；S5：将S4中的模具进行三个阶段的养护，阶段一，放入到恒温恒湿箱中养护12小时，阶段二，将模具放入到恒温水箱中养护24小时，阶段三，取出在模具继续在恒温恒湿箱养护24小时；S6：S5中养护1.5-2小时之间，在步道砖的表面划出防滑纹路，所述防滑纹路的槽深为0.5cm；S7：养护72小时后进行脱模处理，脱模采用高压气体脱模，即可得到成品；中国专利201810402431.9公开的一种用树脂和造纸白泥生产步道砖的方法具体步骤如下：S1：选择合适的合成树脂并且收集造纸生产后残留的白泥留做备用；S2：将步骤S1中收集到的合成树脂投入到热熔炉中进行加热热熔，其中控制热熔炉的热熔温度为150℃-180℃，控制热熔炉的热熔时间为60min-70min，将热熔好的合成树脂留做备用；S3：将步骤S1中收集到的块状白泥投入到破碎机内部进行块状破碎，使得白泥白粉碎成为颗粒状，收集破碎后的白泥留作备用；S4：将步骤S2和步骤S3中获得的合成树脂和白泥与水按着1:2:2的比例投入到加热搅拌桶中进行加热搅拌，其中控制加热搅拌桶的加热温度为160℃-170℃，控制加热搅拌桶的搅拌时间为20min-25min，将搅拌混合好的混合物留作备用；S5：过滤，将步骤S4中搅拌后的混合物中多余的水分进行过滤处理，使得混合物中多余的水分被过滤干净，并且静置混合物3min-5min，留做备用；S6：将步骤S5中的过滤多余水分后的混合物投入到注塑机中，并且使用注塑机向步道砖模具中进行注塑，其中注塑机的注塑温度控制在155℃-165℃；S7：一次烘干，将步骤S6中注塑好的步道砖放入到烘干机内部进行快速烘干，其中控制烘干机内部的烘干温度为350℃-380℃，控制烘干时间为90min-120min，取出烘干后的步道砖以作备用；S8：二次烘干，将步骤S7中一次快速烘干的步道砖转运到烘干室内部进行二次烘干，其中控制烘干室的温度为50℃-55℃，控制烘干室烘干的时间为2d-3d；S9：包装、销售，取出步骤S8中烘干好的步道砖进行包装和销售；中国专利201811006641.2公开的一种道路工程步道砖的生产方法包括如下步骤：S1：称量各组分的原材料，混合后，搅拌均匀；S2：将步骤S1中搅拌好的原材料放在设计好的步道砖模具内成型；S3：在5℃～10℃环境温度中静置4小时拆模，养护24小时以上，即为面板；上述专利方法制备的步道砖及现有技术中的步道砖大多是水泥砖，水泥砖是以粉煤灰、煤渣、尾矿渣、化工渣或者天然砂、海涂泥等(以上原料的一种或者数种)作为主要原料，用水泥做凝固剂，不经高温煅烧而制成的，水泥砖与砂浆的结合性差，容易产生裂缝，在刚开始使用时需要经常喷水，浪费人工和水资源，操作麻烦。传统废弃玻璃钢处理方法多是掩埋与燃烧。掩埋有占用大量土地、污染地下水等缺点，燃烧有产生有害气体污染环境的缺点。近年来研究已经证实，不饱和聚酯的主要原料苯乙烯为环境激素，化学结构稳定且不能进行生物降解，具有很高的环境滞留性，会形成持续性有机污染物，无论在空气、水，还是土壤中，都能强烈的吸附于颗粒上，借助于水生、陆生食物链不断富集，对生态环境造成严重危害，将废弃玻璃钢合理的二次循环利用能减少社会上玻璃钢废弃物的排放量。因此，研发设计一种使用废弃玻璃钢废料制备高分子步道砖的方法，制备能够取代现有技术中的步道砖，降低劳动强度，提高防滑性、耐磨性和耐候性，很有应用前景。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，设计一种力学性能符合要求的高分子步道砖的制备方法，使步道砖具备良好的防滑性、耐磨性和耐候性，外观色彩鲜艳，环保节能。
为了实现上述目的，本发明涉及的高分子步道砖制备方法的工艺过程包括制备表面耐磨层、制备耐磨层、制备补强层和脱模共四个步骤：
(一)制备表面耐磨层：将设定质量份数的不饱和树脂(含促进剂BD-80和固化剂M-50)、50-100目的防滑橡胶颗粒与玻璃鳞片混合后，倒入模具中，轻轻震荡形成一层均匀的膜，完成表面耐磨层的制备；
表面耐磨层的凝胶时间为15-20分钟；促进剂BD-80的质量占不饱和树脂质量的0.5％；固化剂M-50的质量占不饱和树脂质量的1.5％；
(二)制备耐磨层：将促进剂BD-80添加到不饱和树脂中，将设定质量份数的不饱和树脂、玻璃钢颗粒、300-450目的牙膏级氢氧化铝、350-400目的陶瓷微珠、色浆和消泡剂倒入搅拌桶中，开启真空搅拌机抽真空搅拌10分钟，关闭真空搅拌机，加入固化剂M-50形成一号混合物，开启真空搅拌机抽真空搅拌10分钟，以防止一号混合物携带气泡，将一号混合物倒入模具中并刮平，完成耐磨层的制备；
耐磨层的凝胶时间为20-25分钟；促进剂BD-80的质量占不饱和树脂质量的0.5％；固化剂M-50的质量占不饱和树脂质量的1.5％；
(三)制备补强层：将促进剂BD-80和固化剂M-50添加到不饱和树脂中后倒入搅拌桶，开启搅拌机搅拌2分钟，关闭搅拌机，将设定质量份数的陶砂、80-100目的石粉、80-100目的漂珠、350-400目的轻质碳酸钙、350-400目的玻璃微珠和色浆倒入同一搅拌桶形成二号混合物，开启搅拌机搅拌3分钟，关闭搅拌机，5-10分钟后，将二号混合物倒入模具中并刮平，完成补强层的制备；
补强层的凝胶时间为20-25分钟；促进剂BD-80的质量占不饱和树脂质量的0.5％；固化剂M-50的质量占不饱和树脂质量的1.5％；
(四)脱模：补强层制备完成后2-2.5时脱模，得到步道砖，将步道砖放置在架子上，并在步道砖上放置砝码，固化24小时后进行后续操作。
本发明制备的高分子步道砖的主体结构包括表面耐磨层、耐磨层和补强层；表面耐磨层、耐磨层和补强层牢固结合为一体，表面耐磨层、耐磨层和补强层的厚度比例为1:4-6:5-7；表面耐磨层按重量份数由48-74份不饱和树脂、10-26份50-60目的玻璃鳞片和15-30份50-100目的防滑橡胶颗粒组成，耐磨层按重量份数由40-60份不饱和树脂、25-35份350-450目的玻璃钢颗粒、5-10份300-450目的牙膏级氢氧化铝、5-10份350-400目的陶瓷微珠、1.5-3份色浆和0.2-0.8份消泡剂组成，补强层按重量份数由15-25份不饱和树脂、40-60份陶砂、10-15份80-100目的石粉、2.5-4.5份80-100目的漂珠、2.5-4.5份350-400目的轻质碳酸钙、5-8份350-400目的玻璃微珠和0.75-1份色浆组成。
本发明制备的高分子步道砖的尺寸为600×600×20mm，抗压强度≥20MPa，弯曲强度≥3MPa，磨坑长度≤37mm，巴氏硬度≥35，吸水率≤1％，具有防滑功能。
本发明涉及的不饱和树脂包括对苯不饱和树脂、间苯不饱和树脂、邻苯不饱和树脂和乙烯基酯不饱和树脂。
本发明与现有技术相比，工艺过程包括制备表面耐磨层、制备耐磨层、制备补强层和脱模共四个步骤，选用不同收缩系数的且耐磨性好的不饱和树脂，按照浇铸体，不同添加量，不同粒径的玻璃钢粉碎颗粒做正交试验，选出体积收缩率合适的组合，基于不同粒径的填料加入引发的沉底现象，影响各层的性能，调整粘度、比重和不饱和树脂的固化时间以及添加顺序，分别确定耐磨层和加强层的配方，添加遇水更防滑的橡胶颗粒，制备的高分子步道砖耐污性强，外观色彩鲜艳，能够配合周边环境和造型需要，制作成类似盲道砖的凸起或其他图案；其突破纤维复合材料壁垒，以不饱和树脂和粉碎后的废弃玻璃钢颗粒为原料，采用绿色生产制造技术，制备的高分子步道砖具有鲜艳多样颜色，良好的耐候性，能够配合周边环境和造型需要，制作类似盲道砖凸起或其他图案，提高公共场所的公共安全。
附图说明：
图1为本发明的工艺流程框图。
图2为本发明制备的高分子步道砖的主体结构原理示意图。
具体实施方式：
下面通过实施例并结合附图做进一步说明。
实施例1：
本实施例涉及的高分子步道砖制备方法的工艺过程包括制备表面耐磨层、制备耐磨层、制备补强层和脱模共四个步骤：
(一)制备表面耐磨层：将设定质量份数的不饱和树脂(含促进剂BD-80和固化剂M-50)、50-100目的防滑橡胶颗粒与玻璃鳞片混合后，倒入模具中，轻轻震荡形成一层均匀的膜，完成表面耐磨层的制备；
表面耐磨层的凝胶时间为15-20分钟；促进剂BD-80的质量占不饱和树脂质量的0.5％；固化剂M-50的质量占不饱和树脂质量的1.5％；
(二)制备耐磨层：将促进剂BD-80添加到不饱和树脂中，将设定质量份数的不饱和树脂、玻璃钢颗粒、300-450目的牙膏级氢氧化铝、350-400目的陶瓷微珠、色浆和消泡剂倒入搅拌桶中，开启真空搅拌机抽真空搅拌10分钟，关闭真空搅拌机，加入固化剂M-50形成一号混合物，开启真空搅拌机抽真空搅拌10分钟，以防止一号混合物携带气泡，将一号混合物倒入模具中并刮平，完成耐磨层的制备；
耐磨层的凝胶时间为20-25分钟；促进剂BD-80的质量占不饱和树脂质量的0.5％；固化剂M-50的质量占不饱和树脂质量的1.5％；
(三)制备补强层：将促进剂BD-80和固化剂M-50添加到不饱和树脂中后倒入搅拌桶，开启搅拌机搅拌2分钟，关闭搅拌机，将设定质量份数的陶砂、80-100目的石粉、80-100目的漂珠、350-400目的轻质碳酸钙、350-400目的玻璃微珠和色浆倒入同一搅拌桶形成二号混合物，开启搅拌机搅拌3分钟，关闭搅拌机，5-10分钟后，将二号混合物倒入模具中并刮平，完成补强层的制备；
补强层的凝胶时间为20-25分钟；促进剂BD-80的质量占不饱和树脂质量的0.5％；固化剂M-50的质量占不饱和树脂质量的1.5％；
(四)脱模：补强层制备完成后2-2.5时脱模，得到步道砖，将步道砖放置在架子上，并在步道砖上放置砝码，固化24小时后进行后续操作。
本实施例制备的高分子步道砖的主体结构包括表面耐磨层1、耐磨层2和补强层3；表面耐磨层1、耐磨层2和补强层3牢固结合为一体，表面耐磨层1、耐磨层2和补强层3的厚度比例为1:4-6:5-7；表面耐磨层1按重量份数由48-74份不饱和树脂、10-26份50-60目的玻璃鳞片和15-30份50-100目的防滑橡胶颗粒组成，耐磨层2按重量份数由40-60份不饱和树脂、25-35份350-450目的玻璃钢颗粒、5-10份300-450目的牙膏级氢氧化铝、5-10份350-400目的陶瓷微珠、1.5-3份色浆和0.2-0.8份消泡剂组成，补强层3按重量份数由15-25份不饱和树脂、40-60份陶砂、10-15份80-100目的石粉、2.5-4.5份80-100目的漂珠、2.5-4.5份350-400目的轻质碳酸钙、5-8份350-400目的玻璃微珠和0.75-1份色浆组成。
本实施例制备的高分子步道砖的尺寸为600×600×20mm，抗压强度平均值≥20MPa，弯曲强度平均值≥3MPa，磨坑长度≤37mm，巴氏硬度≥35，吸水率≤1％，具有防滑功能。
本实施例涉及的不饱和树脂包括对苯不饱和树脂、间苯不饱和树脂、邻苯不饱和树脂和乙烯基酯不饱和树脂。
Claims (7)
1.一种高分子步道砖制备方法，其特征在于工艺过程包括制备表面耐磨层、制备耐磨层、制备补强层和脱模共四个步骤：
(一)制备表面耐磨层：将设定质量份数的不饱和树脂、50-100目的防滑橡胶颗粒与玻璃鳞片混合后，倒入模具中，轻轻震荡形成一层均匀的膜，完成表面耐磨层的制备；其中，不饱和树脂含促进剂BD-80和固化剂M-50；
(二)制备耐磨层：将促进剂BD-80添加到不饱和树脂中，将设定质量份数的不饱和树脂、玻璃钢颗粒、300-450目的牙膏级氢氧化铝、350-400目的陶瓷微珠、色浆和消泡剂倒入搅拌桶中，开启真空搅拌机抽真空搅拌10分钟，关闭真空搅拌机，加入固化剂M-50形成一号混合物，开启真空搅拌机抽真空搅拌10分钟，以防止一号混合物携带气泡，将一号混合物倒入模具中并刮平，完成耐磨层的制备；
(三)制备补强层：将促进剂BD-80和固化剂M-50添加到不饱和树脂中后倒入搅拌桶，开启搅拌机搅拌2分钟，关闭搅拌机，将设定质量份数的陶砂、80-100目的石粉、80-100目的漂珠、350-400目的轻质碳酸钙、350-400目的玻璃微珠和色浆倒入同一搅拌桶形成二号混合物，开启搅拌机搅拌3分钟，关闭搅拌机，5-10分钟后，将二号混合物倒入模具中并刮平，完成补强层的制备；
(四)脱模：补强层制备完成后2-2.5时脱模，得到步道砖，将步道砖放置在架子上，并在步道砖上放置砝码，固化24小时后进行后续操作。
2.根据权利要求1所述的高分子步道砖制备方法，其特征在于表面耐磨层的凝胶时间为15-20分钟；促进剂BD-80的质量占不饱和树脂质量的0.5％；固化剂M-50的质量占不饱和树脂质量的1.5％。
3.根据权利要求1所述的高分子步道砖制备方法，其特征在于耐磨层的凝胶时间为20-25分钟；促进剂BD-80的质量占不饱和树脂质量的0.5％；固化剂M-50的质量占不饱和树脂质量的1.5％。
4.根据权利要求1所述的高分子步道砖制备方法，其特征在于补强层的凝胶时间为20-25分钟；促进剂BD-80的质量占不饱和树脂质量的0.5％；固化剂M-50的质量占不饱和树脂质量的1.5％。
5.根据权利要求1所述的高分子步道砖制备方法，其特征在于表面耐磨层、耐磨层和补强层的厚度比例为1:4-6:5-7。
6.根据权利要求1所述的高分子步道砖制备方法，其特征在于抗压强度≥20MPa，弯曲强度≥3MPa，磨坑长度≤37mm，巴氏硬度≥35，吸水率≤1％，具有防滑功能。
7.根据权利要求1所述的高分子步道砖制备方法，其特征在于不饱和树脂包括对苯不饱和树脂、间苯不饱和树脂、邻苯不饱和树脂和乙烯基酯不饱和树脂。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| CB02 | Change of applicant information | ||
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Address after: 266061 No.178 Zhuzhou Road, high tech Industrial Park, Laoshan District, Qingdao City, Shandong Province Applicant after: Outmet Transportation Technology Co., Ltd Address before: 266061 No. 178 Zhuzhou Road, Laoshan District, Qingdao, Shandong. Applicant before: QINGDAO ULTMATE TRAFFIC EQUIPMENT Co.,Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
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