CN1886462B - 复合合成树脂组合物及使用该组合物的材料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的复合合成树脂组合物，是可以兼顾对骨材的混合性和对该骨材的压缩性，而且提供在骨材与骨材之间产生的空隙中形成强韧的渗水性、保水性膜或也隔断来自X射线或钴60射线源的放射线那样的隔断膜的液态复合合成树脂组合物，相对液态合成树脂、以1～15重量％的比例从尺寸由小到大的顺序依次加入、混合长度为1～500μm范围的无机材质或有机材质纤维，使液态合成树脂吸附于纤维，再相对所述液态合成树脂、以1～10重量％的比例从尺寸由小到大的顺序依次加入、混合细度为3～900μm、长度为1～50mm范围的无机材质或有机材质纤维，使液态合成树脂吸附于所述纤维而构成。
Description
技术领域
本发明涉及具有粘合性的复合合成树脂组合物及使用该组合物构成的材料。
背景技术
在土木或建筑等领域中，代替作为骨材的粘合剂所一直使用的水泥、沥青，最近大多使用合成树脂。
在合成树脂中，有加入溶剂、作为液体使用的液态合成树脂和以粉体状态使用的合成树脂，各自具有特有的固化作用，根据其物性来加以利用，液态合成树脂例如与骨材混炼、制造成为铺设体或砖块。
但是，在土木或建筑等使用粘合剂的领域中，要求兼顾混合性和压缩性，即要求混合性和对混合物的压缩性，以粘度高的粘合剂得不到和骨材的良好混合性，反之，以混合性良好的低粘度粘合剂得不到压缩性良好的混合物。
特别是以液态合成树脂为粘合剂时，因为本来以常温进行施工，所以，只能在液态合成树脂的初期固化开始的短暂时间段中进行压缩作业，在固化进行中如果继续进行压缩作业，因为进一步压缩一度开始固化的物体，所以，大多可以看到进行着固化的液态合成树脂部分被破坏的现象。
但是，以往用作为粘合剂的液态合成树脂根据施工气温，混合性受到很大影响，混合性不得不只依赖于液态合成树脂的粘度高低，为了提高压缩性、根据施工气温而必须调整液态合成树脂的粘度。
即，如果粘度低、即使在低气温的施工中也可以均匀地进行混合，但得到的混合物如果是低粘度、就得不到充分的压缩性，在以铺设体为代表的粘合剂与骨材的混合体中，混合体的强度条件取决于骨材的强度和骨材的稳定性，但压缩性不充分的粘合剂，不能充分实现骨材的稳定，因此，不能得到具有充分强度的混合体。例如，在液态合成树脂中，在配合粒度为密粒的骨材时，石粉部分和细纱部分因圆球化而得不到充分的压缩性。
另外，不用说为了提高压缩性，如果提高液态合成树脂的粘度，在混合性上产生不足就成为骨材剥离的原因。
另一方面，关于将液态合成树脂作为粘合剂使用而制造的渗、排水体等，在骨材与骨材互相重迭的部分，有液态合成树脂沉降固化、成为所谓点粘合的状态，另外，在骨材与骨材之间产生的空隙有固化后的树脂固化而被埋入的状态。
在这样的渗、排水体中，因为渗水性有赖于在骨材与骨材之间产生的空隙，土砂、粉尘等容易堵塞在该空隙，由此，固化后的树脂在被固化的部分外加过多的力，产生骨材的剥离。
对此，本发明人为了兼顾液态合成树脂对骨材的混合性和该混合物的压缩性，尝试在液态合成树脂中混合长度大于等于1mm的纤维、提高液态合成树脂表观粘度的方法(专利第3145353号公报)。
但是，根据液态合成树脂粘度的高低，加入长度大于等于1mm的纤维、只调整表观粘度，不能使液态合成树脂完全吸附在纤维上，因为残留未吸附的液态合成树脂，所以，不能兼顾混合性和压缩性，另外，长度大于等于1mm的纤维混入量一多，就有由此引起的缠绕而有损混合性等的缺点。
还因为在骨材与骨材之间产生的空隙中，未吸附而残留的液态合成树脂流入、形成薄膜，所以，在渗水时的空隙中产生土砂、粉尘等堵塞，这就不能解决因此原因而产生骨材剥离等的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述实际情况，提出了复合合成树脂组合物，相对液态合成树脂、以1～15重量％的比例加入、混合长度1～500μm无机质或有机质纤维，使液态合成树脂吸附于纤维，再相对上述液态合成树脂、以1～10重量％的比例加入、混合细度3～900μm、长度1～50mm的无机质或有机质纤维，在该纤维上加入、混合液态合成树脂，使液态合成树脂吸附于上述纤维而构成。
还提出了复合合成树脂组合物，具体地相对液态合成树脂、以1～15重量％的比例以尺寸从小到大的顺序依次加入、混合长度在1～500μm范围的无机材质或有机材质纤维，使液态合成树脂吸附于纤维，再相对上述液态合成树脂、以1～10重量％的比例以尺寸从小到大的顺序依次加入、混合细度在3～900μm、长度在1～50mm范围的无机材质或有机材质纤维，使液态合成树脂吸附于上述纤维而形成。
在本发明中，使低粘度的液态合成树脂吸附聚合在微米级纤维上、由此以稳定的状态使液态合成树脂吸附聚合在长度大于等于1mm的纤维上。
因此，在本发明中，在纤维上不残留未吸附的液态合成树脂，因此，本发明所涉及的复合合成树脂组合物中，在与骨材之间可以得到充分的混合性和该混合物的压缩性。
如果根据本发明，液态合成树脂的初期粘度在800～1500cps范围内，即使施工气温在例如-5℃时也可以得到均匀的混合性。
另外，施工气温即使超过30～40℃时也可以得到充分的压缩性。
另外，在本发明中，骨材的粒度即使配合细粒骨材时，石粉部分和细纱部分也没有圆球化，粒径2～8mm的7号碎石或最大30mm的6号碎石或最大40mm的5号碎石也同样可以在低温下混合。
另一方面，如果根据本发明，在骨材与骨材之间产生的空隙中，以长度大于等于1mm的纤维为支柱，在其周边充填在微米级纤维上吸附聚合的液态合成树脂，就形成具备适当保水性和渗水性的膜。
并且，在骨材与骨材之间产生的空隙中形成的膜，是将大于等于1mm的纤维作为框架、在其周边充填在微米级纤维上吸附聚合的液态合成树脂而成的，因此，强韧、不堵塞，可以使之长期地发挥渗水性和保水性。
另外，如果根据本发明，通过调整液态合成树脂组合物的用量和使用的纤维，在骨材之间还可以形成能够隔断来自X射线、钴60线源的放射线的膜。
这里使用的微米级纤维，根据液态合成树脂的物性从1～500μm中选择。
作为本发明中使用的液态合成树脂，从例如环氧类合成树脂、氨基甲酸酯类合成树脂、聚氨酯类合成树脂、乙烯基酯类合成树脂、聚酯类合成树脂、丙烯酸类合成树脂、酚醛类合成树脂等中、根据用途选择。
作为本发明中使用的纤维，从和液态合成树脂没有相溶性的强韧的纤维，例如从二氧化硅纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维、碳纤维、尼龙纤维、聚酯纤维、乙烯类纤维、环氧纤维等中，根据用途选择。
另外，对以往的大于等于1mm的纤维，只能得到不稳定的吸附，但一旦使液态合成树脂吸附在微米级纤维、就实现稳定的吸附，由此可以兼顾混合性和压缩性，根本性地改善液态合成树脂的性能和功能。
如果根据本发明，扩大了液态合成树脂的使用领域，就成为能够弥补以往水泥、沥青缺陷的物质。
附图说明
图1是由本发明所涉及的复合合成树脂组合物在骨材之间产生的空隙中形成的渗、保水性膜的放大模仿复制图，图中A是骨材、B是吸附在微米级纤维上的液态合成树脂、C是吸附在长度大于等于1mm的纤维上的液态合成树脂、D是在液态合成树脂组合物中形成的超微细空隙。
具体实施方式
列举本发明所涉及的复合合成树脂组合物的用途，和水泥混凝土废料或沥青混凝土废料、焚烧灰、熔融金属屑、污泥、贝壳、火山灰、碎矿物、钢铁炉渣等混合成为容器等的成形材料，和细粒或粗粒的骨材等或砂、砂石、废塑料片、玻璃片、轮胎片、熔融金属屑、钢铁炉渣、陶器片、瓦片、碎矿、泥土、稻皮、木片、火山灰、焚烧灰、贝壳等混合成为道路等的铺设材料，与砂、砂石、废塑料片、存璃片、废轮胎片、熔融金属屑、钢铁炉渣、陶器片、瓦片、碎矿、土、稻皮、木片、火山灰、焚烧灰、贝壳等混合成为砖块(block)的成形材料，和废轮胎片、熔融金属屑、钢铁炉渣、陶器片、瓦片、碎矿、泥土等混合成为护堤材料、鱼礁材料等的成形材料，和废轮胎片、瓦片、撕碎粉尘(shredder dust)或金属片等混合成为板或轻而强韧的隔音或隔热材料，和撕碎粉尘或发泡苯乙烯或废纸撕碎机(paper shredder)等混合成为混凝土板的成形材料，和碎石、砂、钢铁炉渣等混合成为防砂或护壁材料，和污泥、大理石片、火山灰、焚烧灰、熔融金属屑等混合成为瓷砖或水磨石，和砂石、碎石、废塑料片、火山灰、陶器片、瓦片、稻谷壳、撕碎粉尘、废纸撕碎机、木片等混合成为栽培箱或花盆的成形材料，和废氧化铝材料片、沸石、麦饭石片、化石片、木炭等混合成为窗框或其它建材的成形材料，和沸石或火山灰、焚烧灰等混合成为建造园林材料、园艺材料，和碎石、砂等混合成为涵洞(カルバ一ド)的成形材料，和碎石、砂等混合可以作为雨水处理砖块的成形材料使用。
本发明所涉及的复合合成树脂组合物，作为涂料或、和塑料、沸石、砂等混合来作为水泥结构物增强用的喷雾或涂覆用涂料使用。
本发明所涉及的复合合成树脂组合物，可以作为用于隔断有害物质溶出的涂料或、通过和被污染的土壤等混合、压缩固体化来防止有害物质溶出使用。
本发明所涉及的复合合成树脂组合物，可以用作为纤维强化塑料(以下略为FRP)原材料或FRP制品的修补剂、或和砂等混合作为沥青结构物或其它结构物的修补材料使用。
可以将本发明所涉及的复合合成树脂组合物作为X射线或钴60线源等的放射线防护或遮蔽体的构成基材或这些放射线防护或阻断用的涂覆剂使用。
由本发明所涉及的复合合成树脂组合物构成涂料时，作为基材的液态合成树脂使用在20℃时的粘度为1200～1400cps的树脂，优选在其中混合吸附选自10～50μm的无机材质或有机材质的纤维，再吸附选自细度10～50μm、长度1～3mm的无机材质或有机材质的纤维。
由本发明所涉及的复合合成树脂组合物构成FRP原材料或FRP制品修补剂时，作为基材的液态合成树脂使用20℃时的粘度1500～1600cps的树脂，优选在其中相对液态合成树脂以6～10重量％的比例加入选自7～100μm的无机材质或有机材质的纤维，使之混合吸附，再相对液态合成树脂以5～8重量％的比例加入选自细度10～100μm、长度1～100mm的无机材质或有机材质的纤维、使之混合吸附。
由本发明所涉及的复合合成树脂组合物构成X射线或钴60线源等的放射线防护或遮蔽体或这些放射线复合或遮断用的涂覆剂时，作为基材的液态合成树脂使用20℃时的粘度为3000cps左右的树脂，优选在其中相对液态合成树脂以7～10重量％的比例加入选自7～20μm的无机材质或有机材质的纤维，使之混合吸附，再相对液态合成树脂以8～10重量％的比例加入选自细度7～10μm、长度1～5mm的无机材质或有机材质的纤维，使之混合、吸附。
在本发明所涉及的复合合成树脂组合物中，通过混合沸石、麦饭石片、化石片、木炭等构成建材成形片时的复合合成树脂组合物，作为基材的液态合成树脂使用20℃时的粘度为1600～2000cps的树脂，优选在其中相对液态合成树脂以3～7重量％的比例加入选自7～15μm的无机材质或有机材质的纤维，使之混合吸附，再相对液态合成树脂以2～5重量％的比例加入选自细度7～20μm、长度1～5mm的无机材质或有机材质的纤维，使之混合、吸附。
实施例
以下，例示本发明的实施例。
实施例1
在全能混合器(千代田技研工业社生产、30L)中加入50kg的20℃时粘度为1400cps的环氧类合成树脂(东和化成社生产)，在其中混入500g的10μm二氧化硅纤维(ニチビ社生产)，混合1分钟，使环氧类合成树脂吸附在二氧化硅纤维上、再加入500g的20μm的二氧化硅纤维(ニチビ社生产)、使之混合吸附2分钟后，在其中投入1kg的细度10μm、长度3mm的聚酯纤维(东レ社生产)，混合2分钟、使之吸附，得到53kg施工气温即使是0℃、其粘度也是可以混合程度的复合合成树脂组合物。
在玻璃板上采集50g在该实施例中得到的复合合成树脂组合物，将其压开检验。
需说明的是，关于在和实施例1同样地只混合大于等于1mm的聚酯纤维而得到的复合合成树脂组合物的同样检验结果中，纤维和纤维互相重迭构成的框架间隙被未吸附的液态合成树脂完全埋没，但如果根据在玻璃板上压开在该实施例中得到的复合合成树脂组合物的检验结果，长度为mm单位的聚酯纤维重迭构成的框架间隙，在长度μm单位的二氧化硅纤维上充填有以吸附重迭的液态合成树脂。
即，长度为mm单位的纤维重迭所构成的框架间隙中，通过液态合成树脂上吸附聚合的长度为μm单位的纤维，形成适当地边保水边渗水的微细孔。因此，如果根据本发明，可以形成在各领域能够利用的兼备渗水性和保水性的所谓渗、保水性体。
实施例2
在2台平型混合机(平型ミキサ一)中等分地加入3kg实施例1中得到的复合合成树脂组合物和64kg薄片状的废轮胎片，一共混合2分钟，在其中各加入600g固化剂，混合3分钟，合计得到68.2kg的废轮胎混合材料，将其均匀地铺设在预先准备的1m×1m×30mm的路基上，将其以1吨重的铁轮辊转动滚压2分钟进行铺设。另外，在5个300mm×300mm×50mm的模具中充填20.8kg的废轮胎混合材料，分别以10吨油压机静止压缩3分钟、得到5块平板。
实施例3
在2台平型混合机中分成等量地加入4.5kg实施例1中得到的复合合成树脂组合物和75kg含水率50％的污泥，混合4分钟，在其中分别各加入900g固化剂、再混合3分钟，合计得到81.3kg的污泥混合材料，将其中的56.3kg骨材均匀地铺设在1m×1m×50mm的路基上，用1吨重的铁轮辊转动滚压铺设3分钟。另外，在5个300mm×300mm×50mm的模具中充填25kg的污泥混合材料，以10吨油压机静止压缩3分钟、得到平板。
如果根据实施例3，在以油压机压缩时，虽然超过预想的水分渗出，但被由此后加入的复合合成树脂组合物强韧地固化。
实施例4
在2台平型混合机中分成等量地加入3kg实施例1中得到的复合合成树脂组合物和50kg的撕碎纸，都混合3分钟后，在其中分别各加入600g固化剂混合2分钟，合计得到54.2kg的混合材料，将其中的49.2kg骨材均匀地铺设在预先准备的1m×1m×20mm的路基上，将其以1吨重的铁轮辊转动滚压铺设2分钟。另外，在3个300mm×300mm×30mm的金属模具中充填5kg的混合材料，以10吨油压机静止压缩2分钟、得到平板。
实施例5
在2台平型混合机中等量地加入3kg实施例1中得到的复合合成树脂组合物和60kg的撕碎纸，都混合3分钟后，在其中分别各加入600g固化剂混合2分钟，合计得到64.2kg的混合材料，将其中的48kg混合材料均匀地铺设在1m×1m×30mm的路基上，将其以1吨重的铁轮辊转动滚压铺设2分钟。另外，在3个300mm×300mm×30mm的模具中充填12kg的混合材料，以10吨油压机静止压缩3分钟、得到平板。通过使用复合合成树脂组合物，可以进行混合和压缩物性上各种繁杂多变的撕碎粉尘，可以得到强韧的板。
实施例6
在2台平型混合机中分成等量地加入1.8kg实施例1中得到的复合合成树脂组合物和15kg的发泡苯乙烯片，都混合3分钟后，在其中分别加入0.38kg固化剂、混合2分钟，合计得到17.56kg的混合材料，将其分别充填在5个300mm×300mm×30mm的模具中，以10吨油压机静止压缩3分钟、得到平板块。
如果根据该实施例，以同样的混合比例将原来具有吸附性的发泡苯乙烯片和碎石混合，可以得到强韧的平板块。
实施例7
以平型混合机将2kg的实施例1中得到的复合合成树脂组合物和40kg的沥青混凝土废材料片混合2分钟后，在其中加入0.8kg固化剂、再混合2分钟，得到42.8kg的混合材料，将其均匀地铺设在1m×1m的路基上，以1吨重的铁轮辊转动滚压铺设，成为1m×1m×30mm的强韧的具有渗、保水性铺设。
如果根据该实施例，将沥青混凝土废材料片和碎石以同样的混合比例混合，在路基上以铁轮辊转动滚压铺设，可以得到以往的液态合成树脂、水泥、沥青等铺设材料不可能有的强韧、具有渗、保水性的铺路体。
实施例8
以平型混合机将2kg的实施例1中得到的复合合成树脂组合物和41kg的水泥混凝土废材料片混合2分钟后，在其中加入0.8kg固化剂、再混合2分钟，得到43.8kg的混合材料，将其均匀地铺设在1m×1m的路基上，将其以1吨重的铁轮辊转动滚压铺设，成为1m×1m×30mm的强韧的具有渗、保水性铺路体。
实施例9
在容器中采集200g的实施例1得到的复合合成树脂组合物，在其中混合80g固化剂后，加入、混合10g无机材质的颜料，将其加入作为通常涂覆使用的压缩机气压喷涂机的罐，对预先准备的纵1800mm、横900mm的胶合板、从大约300mm距离成直角喷涂，可以得到液态合成树脂特有的光泽被抑制了大约一半，而且组合物中的大于等于1mm的纤维成为纹理的涂膜。
此时使用的喷嘴也不必特别地使用大口径而使用通常直径的喷嘴，可以得到没有液体流垂的、大约2mm厚的涂膜。
另外，涂膜固化后的胶合板，其强度不是涂覆前的胶合板、成为相似于PC板的强度的板。
实施例10
将实施例9得到的涂料在预先准备的300mm×300mm×50mm的水泥混凝土砖块的数个地方所产生的裂纹部分进行喷涂来补强。
实施例11
混合50g在实施例1得到的复合合成树脂组合物和0～3mm的粉碎的废塑料片后，在其中加入20g固化剂、再混合得到混合材料。另外，预先准备以外模具、内模具、底模具组合构成的内径100mm、高150mm的圆筒型模具，在该模具的厚度5mm的模具空间部分充填上述混合材料，以竹棒将其压缩成型后，拔出内模具、接着卸去底模具，最后除去外模具，制作成花盆。
实施例12
在全能混合器(千代田技研工业社生产、30L)中加入30kg的20℃时粘度为3000cps的环氧类合成树脂(东和化成社生产)，在其中混入300g的10μm的二氧化硅纤维(ニチビ社生产)，混合2分钟、使环氧类合成树脂吸附在二氧化硅纤维上，再加入300g的20μm的二氧化硅纤维(ニチビ社生产)，混合吸附2分钟、再加入450g的长2mm的细度10μm的二氧化硅纤维(ニチビ社生产)、使之混合吸附2分钟，另外，再加入混合450g的细度10μm、长度3mm的聚酯纤维(东レ社生产)、使之吸附，得到31.5kg的复合合成树脂组合物。此时，在最后使之混合吸附的时间，为了使全部纤维完全分散需要3分钟。
实施例13
在平型混合机中混合3分钟的3kg实施例12中得到的复合合成树脂组合物和30kg的0～5mm的大理石片，在其中加入1.2kg的固化剂、混合，得到34.2kg的混合材料，将其充填在5个300mm×300mm×50mm的模具中，以15吨的油压机压缩、制作平板块。以常温24小时养护该平板块后，分别研磨、制作5块水磨石。
实施例14
在200g的实施例12中得到的复合合成树脂组合物中混合80g固化剂后，将其充填在100mm×100mm ×10mm的模具中，用10吨油压机压缩，制作用于X射线防御性能试验的试验体。
以实施例14制作的试验体进行下述试验、基于JISZ4501其结果表示如下。
试验日：平成14年8月28日
试验地点：东京都立产业技术研究所
试验条件：X射线装置、フイリツプ社生产的MG-161型(平滑电路、焦点尺寸3.0mm，Be窗)
X线管电压与管电流：MG-161100Kv，10mA附近过滤板0.26mmCu
X线管电压与管电流：MG-161，150Kv，10mA附近过滤板0.70mmCu
X线焦点-试验管距离：1500mm
X线焦点-测定器距离：50mm
测定器、电离箱照射线量率计：使用东洋メデイツク社生产的RAMTEC-1000型A-4探测器
X射线束：狭窄线束
表1
以往的液态合成树脂不能以水泥、沥青等材质制造X射线防御体，但如果根据该实施例可知，通过使用本发明所涉及的复合合成树脂组合物，能够制造X线防御体。
实施例15
在3kg的实施例12中得到的复合合成树脂组合物中各加入1.92kg的10μm与20μm的二氧化硅纤维(ニチビ社生产)和各30g的细度10μm、长度2mm与5mm的聚酯纤维(东レ社生产)，使之混合吸附，得到3063.84g的复合合成树脂组合物。将其充填在300mm×300mm×30mm的模具中，用10吨油压机压缩，制作用于钴60射线源隔断性能试验的试验体。
实施例15制作的试验体的试验条件和试验结果如下所示。
试验日：平成14年10月1日
试验地点：东京都立产业技术研究所
试验方法：在以铅隔断体コンメ一ト(10mm)的钴60线源和シ一ベルトメ一タ一检测部分之间放置该试验体(30cm×30cm×3cm)和铅板(30cm×30cm、厚度1.0、1.5、2.0、3.0mm)，比较在30秒钟间隔内测定10次在其中央部分的1cm线量当量率的结果，求出相对于该试验体的钴60γ线(1.173、1.333MeV)的铅当量。
线源：钴60线源
测定仪器：シ一ベルトメ一タ一アロカDRM301S.N.J94.002523
测定结果：
测定资料-该试验体
铅当量(钴60)-2.2mmPb
用现有的液态合成树脂、水泥、沥青等材质，不能制造防御从钴60线源发出放射线的防御体，但如果根据该实施例可知，通过使用本发明所涉及的复合合成树脂组合物能够制造防御从钴60线源发出放射线的防御体。需说明的是，在实施例14、15中，通过使用更高粘度的液态合成树脂、例如使用初期粘度3000cps的液态合成树脂，可以进一步提高对X射线或其它放射线的防御功能。
对大于等于1mm的纤维只能得到不稳定的吸附，但如果根据本发明，通过使液态合成树脂吸附于微米级纤维上就实现稳定的吸附，由此可以兼顾混合性和压缩性，根本地改善液态合成树脂的性能和功能，扩大液态合成树脂在使用上的领域，就成为能够弥补以往的水泥、沥青缺陷的物质。
Claims (2)
1.一种复合合成树脂组合物，其特征是，相对液态合成树脂以1～15重量％的比例加入、混合长度为1～500μm的无机材质或有机材质纤维，使液态合成树脂吸附于纤维，再相对所述液态合成树脂以1～10重量％的比例加入、混合细度为3～900μm和长度为1～50mm的无机材质或有机材质纤维，使液态合成树脂吸附于所述纤维而形成。
2.一种复合合成树脂组合物，其特征是，相对液态合成树脂以1～15重量％的比例从尺寸由小到大的顺序依次加入、混合长度为1～500μm范围的无机材质或有机材质纤维，使液态合成树脂吸附于纤维，再相对所述液态合成树脂以1～10重量％的比例从尺寸由小到大的顺序加入、混合细度为3～900μm和长度为1～50mm范围的无机材质或有机材质纤维，使液态合成树脂吸附于所述纤维而形成。
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