CN111300941A - 一种可降解的高强度排水板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可降解的高强度排水板及其制备方法，包括芯板和无纺布，芯板自下而上包括底层、中间层和顶层，传统排水板中芯板为单层板，而本申请中将芯板设计为三层复合板，在底层、顶层之间还掺杂了一层中间层，这样设计的目的是为了提高排水板的强度，保证在排水板使用时，芯板的凹槽壁不易塌陷，避免影响排水效果；本申请中芯板断面呈并联十字结构设计，实际加工时可将宽度切割成5‑20cm。本发明工艺设计合理，组分配比适宜，制备得到的排水板不仅具有优异的力学性能和较高的强度，能够保证在排水板使用时排水槽结构的完整，同时该排水板的原料多为可降解物质，生物降解性能优异，环境友好度高，具有较高的实用性。

Description

一种可降解的高强度排水板及其制备方法
技术领域
本发明涉及排水板领域，具体是一种可降解的高强度排水板及其制备方法。
背景技术
塑料排水板别名塑料排水带，有波浪型、口琴型等多种形状，中间是挤出成型的塑料芯板，是排水带的骨架和通道，其断面呈并联十字，两面以非织造土工织物包裹作滤层，芯带起支撑作用并将滤层渗进来的水向上排出，是淤泥、淤质土、冲填土等饱和粘性及杂填土运用排水固结法进行软基处理的良好垂直通道，大大缩短软土固结时间。
塑料排水板在施工结束后，该排水板会留在地下，而现有的排水板所选用的材质均无法降解或降解性能差，效率低，不仅会造成环境污染，同时由于排水板的毛细作用，残留排水板会使得地下水慢慢向上渗透，造成建筑物腐蚀和塌陷，具有一定安全隐患。
因此，我们需要设计一种可降解的高强度排水板及其制备方法，用于实现排水板的生物降解，这是我们亟待解决的技术问题之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可降解的高强度排水板及其制备方法，以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种可降解的高强度排水板，所述排水板包括芯板和无纺布，所述无纺布包覆在芯板表面，所述芯板自下而上包括底层、中间层和顶层；
所述底层、顶层均为基板，所述基板各组分原料包括：以重量计，添加剂5-8份、光敏剂0.5-1份、改性淀粉15-20份、聚乙烯20-25份、马来酸酐2-3份、过氧化二异丙苯0.8-1.5份；
所述中间层各组分原料包括：以重量计，聚乳酸10-12份、玄武岩纤维6-8份、玻璃纤维4-6份。
本发明公开了一种可降解的高强度排水板，包括芯板和无纺布，芯板自下而上包括底层、中间层和顶层，传统排水板中芯板为单层板，而本申请中将芯板设计为三层复合板，在底层、顶层之间还掺杂了一层中间层，这样设计的目的是为了提高排水板的强度，保证在排水板使用时，芯板的凹槽壁不易塌陷，避免影响排水效果；本申请中芯板断面呈并联十字结构设计，实际加工时可将宽度切割成5-20cm。
本发明中底层、顶层均为基板，该基板以聚乙烯为基体，添加了改性淀粉、马来酸酐、光敏剂、添加剂等组分，该方案制备的基板具有生物可降解性能，方案以淀粉填充聚乙烯为基础，通过添加剂、光敏剂、马来酸酐和过氧化二异丙苯等组分加速降解的进行，降解时首先光敏剂吸收紫外光后产生羧酸自由基，脱羧后生成烷基自由基，可引发聚乙烯高分子链形成大分子自由基，并在热氧作用下形成大分子氢过氧化物，主链发生断裂，降解成微生物可吞噬的低分子化合物碎片；同时由于聚乙烯基体内填充的改性淀粉、添加剂均具有易生物降解的特点，在光降解后被降解，使得高聚物基体疏松，增强生物降解效率和效果。
本发明中还设计了中间层，包括聚乳酸、玄武岩纤维和玻璃纤维等组分，中间层采用单向铺层热压工艺配合层间混杂方式进行制备，玄武岩纤维和玻璃纤维可对聚乳酸进行补强，极大程度的提高了聚乳酸的力学性能，也保证了排水板的强度；同时聚乳酸也具有优异的生物降解性能，可极大程度的保证排水板的降解性能，实用性更高；本发明在进行单向纤维层铺层时，将强度更高的玄武岩纤维铺设在两端，将玻璃纤维铺设在中间，这样也是为了进一步提高中间层的强度和综合力学性能。
较优化的技术方案，所述添加剂各组分原料包括：以重量计，改性纤维3-4份、聚乙烯醇15-20份、凹凸棒石1-2份、增塑剂1-2份、交联剂3-5份。
较优化的技术方案，所述改性纤维由预处理纤维、异丙醇、氢氧化钠、双氧水和氯乙酸制备得到。
较优化的技术方案，所述预处理纤维包括木纤维和秸秆纤维，所述木纤维和秸秆纤维的质量比为1∶(1.2-1.5)。
本发明中还设计了添加剂，添加剂包括改性纤维、聚乙烯醇、凹凸棒石、增塑剂等组分，其中聚乙烯醇具有易生物降解性能，改性纤维为经过处理后的预处理纤维(木纤维和秸秆纤维)，木纤维和秸秆纤维均为生物基可降解材料，且成本较低；利用聚乙烯醇、木纤维和秸秆纤维制备的添加剂能够协同配合光敏剂作用，进一步促进聚乙烯基体的断裂，提高基板的降解性能。
同时，由于淀粉为亲水性化合物，聚乙烯醇中含有大量羟基，亲水性较强，因此在制备基板时，以聚乙烯醇、淀粉为原料会对基板的耐水性能造成影响，因此本申请中利用硅烷偶联剂对淀粉进行疏水表面处理后得到改性淀粉，又对添加剂的加工进行优化，制备时首先对木纤维、秸秆纤维进行蒸汽爆破处理，使纤维得以分离，接着利用爆破产生的纤维素与异丙醇、氢氧化钠、双氧水和氯乙酸进行碱化反应、醚化反应，在该反应结束后，体系内生成羧甲基纤维素钠，该物质与增塑剂、交联剂协同作用，能够有效提高聚乙烯醇的耐水性能；同时凹凸棒石能够与聚合物基体的微孔容积相吻合，通过范德华力及氢键的作用增强凹凸棒石与基体之间的界面相互作用，该组分的添加有效提高了整个添加剂的力学性能和强度，制备得到的基板的强度也得到提高。
蒸汽爆破前会将木纤维、秸秆纤维混合，并对混合料进行水浸泡，实现纤维软化，在爆破时纤维可在不受机械损伤的情况下分离，同时浸泡后的纤维能够发生一定的润胀，有利于加大水蒸汽的渗入强度，增加水合作用，从而提高处理效果；在进行蒸汽爆破时，蒸汽把物料快速加热到预定温度，高压之下的水蒸汽通过扩散作用，渗透进木质纤维细胞壁内，冷凝成液态水，使细胞壁受到润湿，在预处理结束时，反应器里的压力骤然释放，快速降低温度并中止反应，使润湿了的木质纤维发生爆破。这是由于压力的突然降低，细胞壁里冷凝的水蒸汽立即蒸发，水蒸汽的膨胀对周围的细胞壁结构施加了一个剪切力，使得纤维得以分离，便于后续进行碱化、醚化反应。
较优化的技术方案，所述光敏剂由硬质酸钠、氯化铁制备得到；所述改性淀粉由淀粉经过硅烷偶联剂疏水改性得到。
较优化的技术方案，所述增塑剂为甘油，所述交联剂为柠檬酸、苹果酸、乙二酸中的任意一种。
较优化的技术方案，一种可降解的高强度排水板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)准备物料；
2)改性纤维的制备：
a)取木纤维和秸秆纤维，粉碎成5-10cm的小段，混合搅拌，加水浸渍，得到混合纤维；对混合纤维进行蒸汽爆破处理，爆破后风干24h，真空干燥，过80-100目筛，得到预处理纤维；
b)取预处理纤维和异丙醇，混合搅拌，再加入双氧水、氢氧化钠，室温下搅拌反应2-3h，继续投加氯乙酸，继续搅拌，再加热升温至42-46℃，搅拌，加热至温度为58-62℃，搅拌反应，再加热升温至74-76℃，搅拌反应，反应结束后乙酸中和，过滤洗涤，干燥研磨，得到改性纤维；
3)添加剂的制备：
a)取聚乙烯醇，蒸馏水溶解，90-100℃下搅拌，得到聚乙烯醇溶液；
b)取改性纤维，蒸馏水溶解，超声分散，再加入聚乙烯醇溶液，继续搅拌，再加入超声分散处理的凹凸棒石浆料，混合均匀，加入增塑剂，90-94℃下搅拌，降温至60-65℃，加入柠檬酸交联反应，80-85℃烘箱烘干，得到添加剂；
4)光敏剂的制备：取硬质酸钠，蒸馏水溶解，于85-90℃下搅拌，再缓慢滴加氯化铁溶液，反应，抽滤，水洗，真空干燥，得到光敏剂；
5)基板的制备：将步骤1)准备的聚乙烯投入开炼机中，130-135℃下开炼，再加入改性淀粉和添加剂，继续混炼4-6min，再依次加入马来酸酐、光敏剂和过氧化二异丙苯，混炼8-10min，加工成型，得到基板；
6)中间层的制备：取聚乳酸，配制聚乳酸溶液；取玄武岩纤维和玻璃纤维，洗净后干燥，再按照玄武岩纤维-玻璃纤维-玄武岩纤维的顺序单向铺在模具中，形成单向纤维层，浇入聚乳酸溶液，使得单向纤维层浸没在聚乳酸溶液，浸渍1-2h，真空干燥，再置于硫化机中热压成型，冷却固化，得到中间层；
7)以自下而上为基板、中间层、基板的顺序，加工成型，表面包覆无纺布，得到排水板。
较优化的技术方案，包括以下步骤：
1)准备物料：
a)按比例称取光敏剂、改性淀粉、聚乙烯、马来酸酐、过氧化二异丙苯、聚乳酸、玄武岩纤维、玻璃纤维、木纤维和秸秆纤维，备用；
b)按比例称取聚乙烯醇、凹凸棒石、增塑剂、交联剂、异丙醇、氢氧化钠、双氧水、氯乙酸、硬质酸钠和氯化铁，备用；
2)改性纤维的制备：
a)取木纤维和秸秆纤维，粉碎成5-10cm的小段，混合搅拌10-20min，加水浸渍4-6h，得到混合纤维；对混合纤维进行蒸汽爆破处理，爆破压力为1.6-1.8MPa，保压时间为8-10min，爆破后风干24h，100-105℃下真空干燥，过80-100目筛，得到预处理纤维；
b)取预处理纤维和异丙醇，混合搅拌5-10min，再加入双氧水、氢氧化钠，室温下搅拌反应2-3h，继续投加氯乙酸，继续搅拌25-35min，再加热升温至42-46℃，搅拌25-35min，加热至温度为58-62℃，搅拌反应25-35min，再加热升温至74-76℃，搅拌反应1-2h，反应结束后乙酸中和，过滤洗涤，干燥研磨，得到改性纤维；
3)添加剂的制备：
a)取聚乙烯醇，蒸馏水溶解，90-100℃下搅拌2-3h，得到聚乙烯醇溶液；
b)取改性纤维，蒸馏水溶解，超声分散5-10min，再加入聚乙烯醇溶液，继续搅拌10-20min，再加入超声分散处理的凹凸棒石浆料，混合均匀，加入增塑剂，90-94℃下搅拌30-35min，降温至60-65℃，加入柠檬酸交联反应，80-85℃烘箱烘干，得到添加剂；
4)光敏剂的制备：取硬质酸钠，蒸馏水溶解，于85-90℃下搅拌10-20min，再缓慢滴加氯化铁溶液，反应30-50min，抽滤，水洗，44-46℃下真空干燥，得到光敏剂；
5)基板的制备：将步骤1)准备的聚乙烯投入开炼机中，130-135℃下开炼5-10min，再加入改性淀粉和添加剂，继续混炼4-6min，再依次加入马来酸酐、光敏剂和过氧化二异丙苯，混炼8-10min，加工成型，得到基板；
6)中间层的制备：取聚乳酸，80-82℃下干燥2-2.5h，配制聚乳酸溶液；取玄武岩纤维和玻璃纤维，洗净后80-85℃下干燥2h，再按照玄武岩纤维-玻璃纤维-玄武岩纤维的顺序单向铺在模具中，形成单向纤维层，浇入聚乳酸溶液，使得单向纤维层浸没在聚乳酸溶液，浸渍1-2h，80℃下真空干燥，再置于硫化机中热压成型，热压温度为190-200℃，热压时间为6-8min，冷却固化，得到中间层；
7)以自下而上为基板、中间层、基板的顺序，加工成型，表面包覆无纺布，得到排水板。
较优化的技术方案，步骤7)中，加工成型方式为热压成型，具体加工步骤为：以自下而上为基板、中间层、基板的方式进行堆叠，在温度为190-200℃、压力为15-30Mpa条件下热压成型，热压时间为2-3min，表面包覆无纺布，得到排水板。
较优化的技术方案，步骤7)中，以自下而上为基板、中间层、基板的顺序，采用注塑机挤压成型的方式进行加工，加工温度为150-180℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明公开了一种可降解的高强度排水板及其制备方法，工艺设计合理，组分配比适宜，制备得到的排水板不仅具有优异的力学性能和较高的强度，能够保证在排水板使用时排水槽结构的完整，同时该排水板的原料多为可降解物质，生物降解性能优异，环境友好度高，具有较高的实用性。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
S1：准备物料：
按比例称取光敏剂、改性淀粉、聚乙烯、马来酸酐、过氧化二异丙苯、聚乳酸、玄武岩纤维、玻璃纤维、木纤维和秸秆纤维，备用；
按比例称取聚乙烯醇、凹凸棒石、增塑剂、交联剂、异丙醇、氢氧化钠、双氧水、氯乙酸、硬质酸钠和氯化铁，备用；
S2；改性纤维的制备：
取木纤维和秸秆纤维，粉碎成5cm的小段，混合搅拌10min，加水浸渍4h，得到混合纤维；对混合纤维进行蒸汽爆破处理，爆破压力为1.6MPa，保压时间为8min，爆破后风干24h，100℃下真空干燥，过80目筛，得到预处理纤维；
取预处理纤维和异丙醇，混合搅拌5min，再加入双氧水、氢氧化钠，室温下搅拌反应2h，继续投加氯乙酸，继续搅拌25min，再加热升温至42℃，搅拌25min，加热至温度为58℃，搅拌反应25min，再加热升温至74℃，搅拌反应1h，反应结束后乙酸中和，过滤洗涤，干燥研磨，得到改性纤维；
S3：添加剂的制备：
取聚乙烯醇，蒸馏水溶解，90℃下搅拌2h，得到聚乙烯醇溶液；
取改性纤维，蒸馏水溶解，超声分散5min，再加入聚乙烯醇溶液，继续搅拌10min，再加入超声分散处理的凹凸棒石浆料，混合均匀，加入增塑剂，90℃下搅拌30min，降温至60℃，加入柠檬酸交联反应，80℃烘箱烘干，得到添加剂；
S4：光敏剂的制备：取硬质酸钠，蒸馏水溶解，于85℃下搅拌10min，再缓慢滴加氯化铁溶液，反应30min，抽滤，水洗，44℃下真空干燥，得到光敏剂；
S5：基板的制备：将聚乙烯投入开炼机中，130℃下开炼5min，再加入改性淀粉和添加剂，继续混炼4min，再依次加入马来酸酐、光敏剂和过氧化二异丙苯，混炼8min，加工成型，得到基板；
S6：中间层的制备：取聚乳酸，80℃下干燥2h，配制聚乳酸溶液；取玄武岩纤维和玻璃纤维，洗净后80℃下干燥2h，再按照玄武岩纤维-玻璃纤维-玄武岩纤维的顺序单向铺在模具中，形成单向纤维层，浇入聚乳酸溶液，使得单向纤维层浸没在聚乳酸溶液，浸渍1h，80℃下真空干燥，再置于硫化机中热压成型，热压温度为190℃，热压时间为6min，冷却固化，得到中间层；
S7：以自下而上为基板、中间层、基板的方式进行堆叠，在温度为190℃、压力为15Mpa条件下热压成型，热压时间为2min，表面包覆无纺布，得到排水板。
本实施例中，排水板包括芯板和无纺布，无纺布包覆在芯板表面，芯板自下而上包括底层、中间层和顶层；底层、顶层均为基板。
其中基板各组分原料包括：以重量计，添加剂5份、光敏剂0.5份、改性淀粉15份、聚乙烯20份、马来酸酐2份、过氧化二异丙苯0.8份；中间层各组分原料包括：以重量计，聚乳酸10份、玄武岩纤维6份、玻璃纤维4份。
添加剂各组分原料包括：以重量计，改性纤维3份、聚乙烯醇15份、凹凸棒石1份、增塑剂1份、交联剂3份。预处理纤维包括木纤维和秸秆纤维，木纤维和秸秆纤维的质量比为1：1.2。增塑剂为甘油，交联剂为柠檬酸。
实施例2：
S1：准备物料：
按比例称取光敏剂、改性淀粉、聚乙烯、马来酸酐、过氧化二异丙苯、聚乳酸、玄武岩纤维、玻璃纤维、木纤维和秸秆纤维，备用；
按比例称取聚乙烯醇、凹凸棒石、增塑剂、交联剂、异丙醇、氢氧化钠、双氧水、氯乙酸、硬质酸钠和氯化铁，备用；
S2：改性纤维的制备：
取木纤维和秸秆纤维，粉碎成8cm的小段，混合搅拌15min，加水浸渍5h，得到混合纤维；对混合纤维进行蒸汽爆破处理，爆破压力为1.7MPa，保压时间为9min，爆破后风干24h，103℃下真空干燥，过90目筛，得到预处理纤维；
取预处理纤维和异丙醇，混合搅拌8min，再加入双氧水、氢氧化钠，室温下搅拌反应2.5h，继续投加氯乙酸，继续搅拌30min，再加热升温至44℃，搅拌30min，加热至温度为60℃，搅拌反应30min，再加热升温至75℃，搅拌反应1.5h，反应结束后乙酸中和，过滤洗涤，干燥研磨，得到改性纤维；
S3：添加剂的制备：
取聚乙烯醇，蒸馏水溶解，95℃下搅拌2.5h，得到聚乙烯醇溶液；
取改性纤维，蒸馏水溶解，超声分散8min，再加入聚乙烯醇溶液，继续搅拌15min，再加入超声分散处理的凹凸棒石浆料，混合均匀，加入增塑剂，92℃下搅拌32min，降温至62℃，加入柠檬酸交联反应，83℃烘箱烘干，得到添加剂；
S4：光敏剂的制备：取硬质酸钠，蒸馏水溶解，于88℃下搅拌15min，再缓慢滴加氯化铁溶液，反应40min，抽滤，水洗，45℃下真空干燥，得到光敏剂；
S5：基板的制备：将聚乙烯投入开炼机中，132℃下开炼8min，再加入改性淀粉和添加剂，继续混炼5min，再依次加入马来酸酐、光敏剂和过氧化二异丙苯，混炼9min，加工成型，得到基板；
S6：中间层的制备：取聚乳酸，81℃下干燥2.2h，配制聚乳酸溶液；取玄武岩纤维和玻璃纤维，洗净后82℃下干燥2h，再按照玄武岩纤维-玻璃纤维-玄武岩纤维的顺序单向铺在模具中，形成单向纤维层，浇入聚乳酸溶液，使得单向纤维层浸没在聚乳酸溶液，浸渍1.2h，80℃下真空干燥，再置于硫化机中热压成型，热压温度为195℃，热压时间为7min，冷却固化，得到中间层；
S7：以自下而上为基板、中间层、基板的方式进行堆叠，在温度为196℃、压力为25Mpa条件下热压成型，热压时间为2.5min，表面包覆无纺布，得到排水板。
本实施例中，排水板包括芯板和无纺布，无纺布包覆在芯板表面，芯板自下而上包括底层、中间层和顶层；底层、顶层均为基板。
其中基板各组分原料包括：以重量计，添加剂7份、光敏剂0.8份、改性淀粉18份、聚乙烯22份、马来酸酐2-3份、过氧化二异丙苯1.2份；中间层各组分原料包括：以重量计，聚乳酸11份、玄武岩纤维7份、玻璃纤维5份。
添加剂各组分原料包括：以重量计，改性纤维3.5份、聚乙烯醇18份、凹凸棒石1.6份、增塑剂1.5份、交联剂4份。预处理纤维包括木纤维和秸秆纤维，木纤维和秸秆纤维的质量比为1∶1.4。增塑剂为甘油，交联剂为苹果酸。
实施例3：
S1：准备物料：
按比例称取光敏剂、改性淀粉、聚乙烯、马来酸酐、过氧化二异丙苯、聚乳酸、玄武岩纤维、玻璃纤维、木纤维和秸秆纤维，备用；
按比例称取聚乙烯醇、凹凸棒石、增塑剂、交联剂、异丙醇、氢氧化钠、双氧水、氯乙酸、硬质酸钠和氯化铁，备用；
S2：改性纤维的制备：
取木纤维和秸秆纤维，粉碎成10cm的小段，混合搅拌20min，加水浸渍6h，得到混合纤维；对混合纤维进行蒸汽爆破处理，爆破压力为1.8MPa，保压时间为10min，爆破后风干24h，105℃下真空干燥，过100目筛，得到预处理纤维；
取预处理纤维和异丙醇，混合搅拌10min，再加入双氧水、氢氧化钠，室温下搅拌反应3h，继续投加氯乙酸，继续搅拌35min，再加热升温至46℃，搅拌35min，加热至温度为62℃，搅拌反应35min，再加热升温至76℃，搅拌反应2h，反应结束后乙酸中和，过滤洗涤，干燥研磨，得到改性纤维；
S3：添加剂的制备：
取聚乙烯醇，蒸馏水溶解，100℃下搅拌3h，得到聚乙烯醇溶液；
取改性纤维，蒸馏水溶解，超声分散10min，再加入聚乙烯醇溶液，继续搅拌20min，再加入超声分散处理的凹凸棒石浆料，混合均匀，加入增塑剂，94℃下搅拌35min，降温至65℃，加入柠檬酸交联反应，85℃烘箱烘干，得到添加剂；
S4：光敏剂的制备：取硬质酸钠，蒸馏水溶解，于90℃下搅拌20min，再缓慢滴加氯化铁溶液，反应50min，抽滤，水洗，46℃下真空干燥，得到光敏剂；
S5：基板的制备：将聚乙烯投入开炼机中，135℃下开炼10min，再加入改性淀粉和添加剂，继续混炼6min，再依次加入马来酸酐、光敏剂和过氧化二异丙苯，混炼10min，加工成型，得到基板；
S6：中间层的制备：取聚乳酸，82℃下干燥2.5h，配制聚乳酸溶液；取玄武岩纤维和玻璃纤维，洗净后85℃下干燥2h，再按照玄武岩纤维-玻璃纤维-玄武岩纤维的顺序单向铺在模具中，形成单向纤维层，浇入聚乳酸溶液，使得单向纤维层浸没在聚乳酸溶液，浸渍2h，80℃下真空干燥，再置于硫化机中热压成型，热压温度为200℃，热压时间为8min，冷却固化，得到中间层；
S7：以自下而上为基板、中间层、基板的方式进行堆叠，在温度为200℃、压力为30Mpa条件下热压成型，热压时间为3min，表面包覆无纺布，得到排水板。
本实施例中，排水板包括芯板和无纺布，无纺布包覆在芯板表面，芯板自下而上包括底层、中间层和顶层；底层、顶层均为基板。
其中基板各组分原料包括：以重量计，添加剂8份、光敏剂1份、改性淀粉20份、聚乙烯25份、马来酸酐3份、过氧化二异丙苯1.5份；中间层各组分原料包括：以重量计，聚乳酸12份、玄武岩纤维8份、玻璃纤维6份。
添加剂各组分原料包括：以重量计，改性纤维4份、聚乙烯醇20份、凹凸棒石2份、增塑剂2份、交联剂5份。预处理纤维包括木纤维和秸秆纤维，木纤维和秸秆纤维的质量比为1：1.5。增塑剂为甘油，交联剂为乙二酸。
实施例4：
实施例4中S7步骤以自下而上为基板、中间层、基板的顺序，采用注塑机挤压成型的方式进行加工，加工温度为160℃；其余处理步骤与实施例2一致。
实验1：力学性能
取实施例1-3制备的排水板，分别对其进行检测，力学性能检测数据如下表所示：
项目 断裂伸长率(％) 抗压强度(KPa)
实施例1 253 249
实施例2 258 253
实施例3 256 255
实施例4 248 247
实验2：降解性能
取实施例1-3制备的排水板，分别裁取长宽厚约10cm×5cm×2mm的样品，80℃下干燥恒重(W1)，作上标记埋于土壤地表之下约15cm处。定期取出，用清洗干净，干燥后至恒重后称重(W2)，并计算失重率。
Figure BDA0002441115360000181
检测结果：检测后发现，实施例1-3样品在前15天内失重率可达到20-22％，一个月后失重率可达到30-35％，生物降解性能优异。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (10)

1.一种可降解的高强度排水板，其特征在于：所述排水板包括芯板和无纺布，所述无纺布包覆在芯板表面，所述芯板自下而上包括底层、中间层和顶层；
所述底层、顶层均为基板，所述基板各组分原料包括：以重量计，添加剂5-8份、光敏剂0.5-1份、改性淀粉15-20份、聚乙烯20-25份、马来酸酐2-3份、过氧化二异丙苯0.8-1.5份；
所述中间层各组分原料包括：以重量计，聚乳酸10-12份、玄武岩纤维6-8份、玻璃纤维4-6份。
2.根据权利要求1所述的一种可降解的高强度排水板，其特征在于：所述添加剂各组分原料包括：以重量计，改性纤维3-4份、聚乙烯醇15-20份、凹凸棒石1-2份、增塑剂1-2份、交联剂3-5份。
3.根据权利要求2所述的一种可降解的高强度排水板，其特征在于：所述改性纤维由预处理纤维、异丙醇、氢氧化钠、双氧水和氯乙酸制备得到。
4.根据权利要求3所述的一种可降解的高强度排水板，其特征在于：所述预处理纤维包括木纤维和秸秆纤维，所述木纤维和秸秆纤维的质量比为1：(1.2-1.5)。
5.根据权利要求1所述的一种可降解的高强度排水板，其特征在于：所述光敏剂由硬质酸钠、氯化铁制备得到；所述改性淀粉由淀粉经过硅烷偶联剂疏水改性得到。
6.根据权利要求2所述的一种可降解的高强度排水板，其特征在于：所述增塑剂为甘油，所述交联剂为柠檬酸、苹果酸、乙二酸中的任意一种。
7.一种可降解的高强度排水板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)准备物料；
2)改性纤维的制备：
a)取木纤维和秸秆纤维，粉碎成5-10cm的小段，混合搅拌，加水浸渍，得到混合纤维；对混合纤维进行蒸汽爆破处理，爆破后风干24h，真空干燥，过80-100目筛，得到预处理纤维；
b)取预处理纤维和异丙醇，混合搅拌，再加入双氧水、氢氧化钠，室温下搅拌反应2-3h，继续投加氯乙酸，继续搅拌，再加热升温至42-46℃，搅拌，加热至温度为58-62℃，搅拌反应，再加热升温至74-76℃，搅拌反应，反应结束后乙酸中和，过滤洗涤，干燥研磨，得到改性纤维；
3)添加剂的制备：
a)取聚乙烯醇，蒸馏水溶解，90-100℃下搅拌，得到聚乙烯醇溶液；
b)取改性纤维，蒸馏水溶解，超声分散，再加入聚乙烯醇溶液，继续搅拌，再加入超声分散处理的凹凸棒石浆料，混合均匀，加入增塑剂，90-94℃下搅拌，降温至60-65℃，加入柠檬酸交联反应，80-85℃烘箱烘干，得到添加剂；
4)光敏剂的制备：取硬质酸钠，蒸馏水溶解，于85-90℃下搅拌，再缓慢滴加氯化铁溶液，反应，抽滤，水洗，真空干燥，得到光敏剂；
5)基板的制备：将步骤1)准备的聚乙烯投入开炼机中，
130-135℃下开炼，再加入改性淀粉和添加剂，继续混炼4-6min，再依次加入马来酸酐、光敏剂和过氧化二异丙苯，混炼8-10min，加工成型，得到基板；
6)中间层的制备：取聚乳酸，配制聚乳酸溶液；取玄武岩纤维和玻璃纤维，洗净后干燥，再按照玄武岩纤维-玻璃纤维-玄武岩纤维的顺序单向铺在模具中，形成单向纤维层，浇入聚乳酸溶液，使得单向纤维层浸没在聚乳酸溶液，浸渍1-2h，真空干燥，再置于硫化机中热压成型，冷却固化，得到中间层；
7)以自下而上为基板、中间层、基板的顺序，加工成型，表面包覆无纺布，得到排水板。
8.根据权利要求7所述的一种可降解的高强度排水板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)准备物料：
a)按比例称取光敏剂、改性淀粉、聚乙烯、马来酸酐、过氧化二异丙苯、聚乳酸、玄武岩纤维、玻璃纤维、木纤维和秸秆纤维，备用；
b)按比例称取聚乙烯醇、凹凸棒石、增塑剂、交联剂、异丙醇、氢氧化钠、双氧水、氯乙酸、硬质酸钠和氯化铁，备用；
2)改性纤维的制备：
a)取木纤维和秸秆纤维，粉碎成5-10cm的小段，混合搅拌10-20min，加水浸渍4-6h，得到混合纤维；对混合纤维进行蒸汽爆破处理，爆破压力为1.6-1.8MPa，保压时间为8-10min，爆破后风干24h，100-105℃下真空干燥，过80-100目筛，得到预处理纤维；
b)取预处理纤维和异丙醇，混合搅拌5-10min，再加入双氧水、氢氧化钠，室温下搅拌反应2-3h，继续投加氯乙酸，继续搅拌25-35min，再加热升温至42-46℃，搅拌25-35min，加热至温度为58-62℃，搅拌反应25-35min，再加热升温至74-76℃，搅拌反应1-2h，反应结束后乙酸中和，过滤洗涤，干燥研磨，得到改性纤维；
3)添加剂的制备：
a)取聚乙烯醇，蒸馏水溶解，90-100℃下搅拌2-3h，得到聚乙烯醇溶液；
b)取改性纤维，蒸馏水溶解，超声分散5-10min，再加入聚乙烯醇溶液，继续搅拌10-20min，再加入超声分散处理的凹凸棒石浆料，混合均匀，加入增塑剂，90-94℃下搅拌30-35min，降温至60-65℃，加入柠檬酸交联反应，80-85℃烘箱烘干，得到添加剂；
4)光敏剂的制备：取硬质酸钠，蒸馏水溶解，于85-90℃下搅拌10-20min，再缓慢滴加氯化铁溶液，反应30-50min，抽滤，水洗，44-46℃下真空干燥，得到光敏剂；
5)基板的制备：将步骤1)准备的聚乙烯投入开炼机中，130-135℃下开炼5-10min，再加入改性淀粉和添加剂，继续混炼4-6min，再依次加入马来酸酐、光敏剂和过氧化二异丙苯，混炼8-10min，加工成型，得到基板；
6)中间层的制备：取聚乳酸，80-82℃下干燥2-2.5h，配制聚乳酸溶液；取玄武岩纤维和玻璃纤维，洗净后80-85℃下干燥2h，再按照玄武岩纤维-玻璃纤维-玄武岩纤维的顺序单向铺在模具中，形成单向纤维层，浇入聚乳酸溶液，使得单向纤维层浸没在聚乳酸溶液，浸渍1-2h，80℃下真空干燥，再置于硫化机中热压成型，热压温度为190-200℃，热压时间为6-8min，冷却固化，得到中间层；
7)以自下而上为基板、中间层、基板的顺序，加工成型，表面包覆无纺布，得到排水板。
9.根据权利要求8所述的一种可降解的高强度排水板的制备方法，其特征在于：步骤7)中，加工成型方式为热压成型，具体加工步骤为：以自下而上为基板、中间层、基板的方式进行堆叠，在温度为190-200℃、压力为15-30Mpa条件下热压成型，热压时间为2-3min，表面包覆无纺布，得到排水板。
10.根据权利要求8所述的一种可降解的高强度排水板的制备方法，其特征在于：步骤7)中，以自下而上为基板、中间层、基板的顺序，采用注塑机挤压成型的方式进行加工，加工温度为150-180℃。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203022239U (zh) * 2012-11-30 2013-06-26 柯善华 一种复合凸台排水板
CN107759989A (zh) * 2017-10-25 2018-03-06 太原理工大学 一种玄武岩织物增强聚乳酸复合材料及其制备方法
CN109627799A (zh) * 2018-12-12 2019-04-16 江苏中联路基工程有限公司 一种可降解排水板、材料组合物及其制备工艺
CN109897327A (zh) * 2019-03-06 2019-06-18 盐城市涌泉排水板有限公司 一种可生物降解的排水板及其制备工艺
CN110653913A (zh) * 2019-08-26 2020-01-07 江苏中联路基工程有限公司 一种可降解植物排水板板芯及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203022239U (zh) * 2012-11-30 2013-06-26 柯善华 一种复合凸台排水板
CN107759989A (zh) * 2017-10-25 2018-03-06 太原理工大学 一种玄武岩织物增强聚乳酸复合材料及其制备方法
CN109627799A (zh) * 2018-12-12 2019-04-16 江苏中联路基工程有限公司 一种可降解排水板、材料组合物及其制备工艺
CN109897327A (zh) * 2019-03-06 2019-06-18 盐城市涌泉排水板有限公司 一种可生物降解的排水板及其制备工艺
CN110653913A (zh) * 2019-08-26 2020-01-07 江苏中联路基工程有限公司 一种可降解植物排水板板芯及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周大纲主编: "《土工合成材料制造技术及性能》", 30 April 2019, 中国轻工业出版社 *

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