專利名稱：一種透水磚及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種透水磚及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前城市廣場(chǎng)、商業(yè)街、人行道、社區(qū)活動(dòng)地、停車場(chǎng)等的地面主要用花崗巖、大理石、釉面磚、水泥和柏油等不透水的材質(zhì)鋪設(shè)，不透水的地面對(duì)城市環(huán)境的危害非常大。下雨時(shí)，不透水地面完全阻止了雨水直接滲透入地，滿地積水使人們的出行變得很不方便；寶貴的水資源最后隨著排水管道流走，加重了城市排水設(shè)施的負(fù)擔(dān)；雨水的大量流失導(dǎo)致地下水位難以回升，直接影響到城市植被的健康，使得城市中的地表植物難以正常生長，加重市政綠化負(fù)擔(dān)；雨水的大量流失進(jìn)一步加重城市的干旱、缺水問題。目前市場(chǎng)上的一些透水磚主要原料采用陶瓷或混凝土，陶瓷透水磚要采用大量的礦土資源，原料的開采造成對(duì)環(huán)境的破壞，陶瓷型透水磚生產(chǎn)工藝復(fù)雜，而且陶瓷基磚在成型燒結(jié)時(shí)需要耗費(fèi)大量的能源，成本高，生產(chǎn)效率低，環(huán)保投入大，一次性投資規(guī)模大；混凝土透水磚雖然成本低，但現(xiàn)有的混凝土透水磚表面的顆粒粗大(一般骨料顆粒粒徑為 3mm-6mm)，靠表面的大孔隙透水，空隙率在20 %以上，容易被灰塵堵死，因此不能持續(xù)保持高的透水性能；而且由于空隙較大，其用于水過濾效果也較差。而目前出現(xiàn)的高分子材料透水磚，由于樹脂等原料成本較高，很難大面積推廣。另一方面，目前市場(chǎng)上的花崗巖、大理石和透水磚易滲污，如果沾上污漬不容易清理，影響美觀，而釉面磚雖然耐沾污性好，但是不防滑，尤其在雨天或雪天，因路面濕滑而造成危險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有地轉(zhuǎn)存在的透水性差、生產(chǎn)能耗較高、不耐沾污或不防滑的缺點(diǎn)，提供一種透水性能優(yōu)異、生產(chǎn)耗能低、耐沾污且防滑的透水磚及其制備方法。本發(fā)明提供一種透水磚，該透水磚包括透水磚主體和耐沾污涂料層，所述透水磚主體含有硅砂和固化后的粘結(jié)劑，所述耐沾污涂料層均勻附著在透水磚主體的至少一個(gè)表面，并且該透水磚主體的至少一個(gè)表面上的至少部分微孔不被耐沾污涂料層覆蓋。本發(fā)明還提供上述透水磚的制備方法，該方法包括在透水磚主體的至少一個(gè)表面均勻涂覆耐沾污涂料，進(jìn)行干燥，形成耐沾污涂料層，所述透水磚主體含有硅砂和固化后的粘結(jié)劑；該耐沾污涂料的用量使得透水磚主體的至少一個(gè)表面上的至少部分微孔不被所述耐沾污材料堵塞。本發(fā)明的制備方法得到的透水磚，在其表面具有耐沾污涂料層，經(jīng)檢測(cè)耐沾污性等級(jí)可達(dá)到0級(jí)，具有優(yōu)異的耐沾污性。并且，該透水磚主體的至少一個(gè)表面上的至少部分微孔不被耐沾污涂料層覆蓋，使透水磚還能通過毛細(xì)管滲水，不容易被灰塵堵死，所述耐沾污涂料層的附著量為20-200g/m2時(shí)，本發(fā)明的透水磚的透水系數(shù)能夠達(dá)到0. 01-0. 55cm/ s，所述耐沾污涂料層的附著量為50-150g/m2時(shí)，本發(fā)明的透水磚的透水系數(shù)能夠達(dá)到0. 034-0. 052cm/s，表明本發(fā)明的透水磚的透水性能優(yōu)異。同時(shí)，耐沾污涂料層對(duì)透水磚主體的粗糙度影響不大，使本發(fā)明的透水磚具有防滑的特點(diǎn)。而且，本發(fā)明的透水磚的表面涂層耐磨損，經(jīng)耐磨性檢測(cè)，磨坑長度可達(dá)到沈.5。另外，本發(fā)明的透水磚的制造方法簡(jiǎn)單，與瓷磚制造工藝相比，免除了燒結(jié)等工藝步驟，節(jié)約能源。具體實(shí)施方法本發(fā)明提供一種透水磚，該透水磚包括透水磚主體和耐沾污涂料層，所述透水磚主體含有硅砂和固化后的粘結(jié)劑，所述耐沾污涂料層均勻附著在透水磚主體的至少一個(gè)表面，并且該透水磚主體的至少一個(gè)表面上的至少部分微孔不被耐沾污涂料層覆蓋。所述耐沾污涂料層可以只是均勻附著在透水磚主體的一個(gè)表面，即作為路面的表面即可。在本發(fā)明中，如果耐沾污涂料層的附著過多，會(huì)覆蓋透水磚主體表面硅砂的間隙， 使透水磚的透水性能有所降低，并且，還會(huì)影響透水磚主體的粗糙度，使透水磚的防滑性能降低，而耐沾污涂料層的附著過少，會(huì)降低透水磚的耐沾污性。在本發(fā)明中，當(dāng)附著有耐沾污涂料層的透水磚主體表面硅砂的粒徑為0. 1-0. 8mm時(shí)，相對(duì)于每平方米的透水磚主體的附著面，所述耐沾污涂料層的附著量可以為20-200g，即所述耐沾污涂料層的附著量可以為20-200g/m2。優(yōu)選情況下，當(dāng)附著有耐沾污涂料層的透水磚主體表面硅砂的粒徑為 0. 2-0. 7mm時(shí)，所述耐沾污涂料層的附著量為50_150g/m2。在本發(fā)明中，所述耐沾污涂料層由氟碳涂料形成。氟碳涂料是指以氟樹脂為主要成膜物質(zhì)的涂料；又稱氟碳漆、氟涂料、氟樹脂涂料等。所述氟碳涂料可以使用市售的水性氟碳涂料和/或溶劑型氟碳涂料，作為市售的水性氟碳涂料，例如有北京之途化工的水性氟碳乳液ZT-302，作為市售的溶劑型氟碳涂料，例如有北京百慕新材的881-Y11。為了進(jìn)一步提高本發(fā)明的透水磚的耐沾污、防滑、耐磨等性能，優(yōu)選使用溶劑型氟碳涂料。另外，所述耐沾污涂料層中還可以含有有機(jī)硅防污劑，此時(shí)，有機(jī)硅防污劑與氟碳涂料的重量比優(yōu)選為1 40-80。所述有機(jī)硅防污劑可以使用市售商品，例如可以使用道康寧IE-6683、道康寧 520。本發(fā)明中，所述透水磚主體可以是各種含有硅砂和固化后的粘結(jié)劑的透水磚主體，優(yōu)選情況下，所述透水磚主體包括透水基層和位于透水基層至少一個(gè)表面的透水表層， 所述透水表層和透水基層中分別含有硅砂和粘結(jié)劑。當(dāng)所述透水基層至少一個(gè)表面具有透水表層時(shí)，所述耐沾污涂料層位于透水基層的具有透水表層的表面上。由于同一粒徑的硅砂，隨粘結(jié)劑用量的增加可以提高硅砂間的結(jié)合力，從而提高透水磚的抗壓強(qiáng)度，但過多的粘結(jié)劑用量，會(huì)填充到硅砂的間隙，使透水磚的透水性能有所降低，因此，所述透水基層中的粘結(jié)劑和硅砂的質(zhì)量比優(yōu)選為1-20 100，更優(yōu)選2-10 100。所述透水表層中的粘結(jié)劑和硅砂的質(zhì)量比優(yōu)選為1-20 100，更優(yōu)選 2-10 100。在本發(fā)明中，對(duì)所述硅砂的來源沒有任何限制，可以使用選自海砂、潮砂、河砂、 風(fēng)積砂、人工砂和再生砂中的一種或幾種。所述透水基層中的硅砂粒徑大于透水表層中的硅砂粒徑。所述透水基層中的硅砂可以使用粒徑為0. l-4mm的硅砂，優(yōu)選使用粒徑為 0. 3-lmm的硅砂。所述透水表層中的硅砂可以使用粒徑為0. 05-2mm的硅砂，優(yōu)選使用粒徑為0. 1-0. 8mm的硅砂。
在本發(fā)明中，所述透水表層和透水基層的所述粘結(jié)劑優(yōu)選為選自環(huán)氧樹脂膠粘劑、聚氨酯膠粘劑和丙烯酸樹脂膠粘劑中的一種或幾種。所述環(huán)氧樹脂膠粘劑一般含有環(huán)氧樹脂主體材料和環(huán)氧樹脂的固化劑。所述聚氨酯膠粘劑一般含有聚氨酯主體材料和催化劑。在本發(fā)明中，對(duì)所述環(huán)氧樹脂的固化劑沒有特別的限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)所選用的環(huán)氧樹脂，選用固化劑的種類和用量。并且，可以根據(jù)需要選擇適當(dāng)?shù)墓袒瘲l件。在本發(fā)明中，上述環(huán)氧樹脂優(yōu)選使用環(huán)氧當(dāng)量為35-55mol/100g的環(huán)氧樹脂，進(jìn)一步優(yōu)選使用選自脂環(huán)族型環(huán)氧樹脂、氫化雙酚A型環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅改性雙酚A型環(huán)氧樹脂、飽和縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂、雜環(huán)型和混合型環(huán)氧樹脂中的一種或幾種，更優(yōu)選使用氫化雙酚A型環(huán)氧樹脂。在本發(fā)明中，所述環(huán)氧樹脂的固化劑優(yōu)選為脂肪族多胺或脂環(huán)族多胺型固化劑； 所述環(huán)氧樹脂的固化劑的用量與環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比優(yōu)選為5-60 100。上述聚氨酯膠粘劑優(yōu)選使用多異氰酸酯和脂肪族多元醇的混合物，其中作為多異氰酸酯可以舉出1，6_己二異氰酸酯(HDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、苯二亞甲基二異氰酸酯O(DI)、甲基環(huán)己基二異氰酸酯(HTDI)、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(HMDI)、四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯(TMXDI)、1，6_己二異氰酸酯縮二脲、1，6_己二異氰酸酯三聚體、異佛爾酮二異氰酸酯三聚體、甲苯二異氰酸酯(TDI)和1，6_己二異氰酸酯(HDI)的混合三聚體或預(yù)聚體中的一種或幾種；作為脂肪族多元醇可以舉出聚酯多元醇、四氫呋喃為基的聚醚多元醇、含羥基的丙烯酸樹脂或有機(jī)硅樹脂中的一種或幾種。在本發(fā)明中，所述聚氨酯膠粘劑的催化劑優(yōu)選為有機(jī)錫系或鉛系催化劑中的一種或幾種；所述的有機(jī)錫系催化劑可以為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、異辛酸亞錫；所述的鉛系催化劑可以為環(huán)烷酸鉛或異辛酸鉛。在本發(fā)明中，對(duì)所述聚氨酯膠粘劑的催化劑的用量沒有特別的限定。在本發(fā)明的聚氨酯膠粘劑中還可以添加擴(kuò)鏈劑與交聯(lián)劑，所述的擴(kuò)鏈劑優(yōu)選為， 1，4_ 丁二醇、1，6_己二醇、3，3’_ 二氯-4，4’_ 二氨基-二苯基甲烷(MOCA)，所述交聯(lián)劑優(yōu)
選為三羥甲基丙烷。而且，本發(fā)明的聚氨酯膠粘劑中還可以添加有氨酯級(jí)溶劑，所述氨酯級(jí)溶劑優(yōu)選為醋酸乙酯、醋酸甲酯、丁二酸二甲酯、丁二酸二乙酯中的一種或幾種。為了增強(qiáng)硅砂之間的粘結(jié)強(qiáng)度，所述透水表層中還可以含有含硅、鈦或磷元素的偶聯(lián)劑，所述偶聯(lián)劑的質(zhì)量為所述樹脂質(zhì)量的0-10%，優(yōu)選0. 5-5%。偶聯(lián)劑可以舉出例如乙烯基三乙氧基硅烷、Y-縮水甘油醚氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷等中的一種或多種。所述的透水表層中還含有光穩(wěn)定劑和/或抗氧化劑，所述光穩(wěn)定劑和/或抗氧化劑的質(zhì)量可以為所述樹脂質(zhì)量的0. 1_5%。所述的光穩(wěn)定劑可以使用二苯甲酮類、水楊酸酯類、苯并三唑類、受阻胺類、光穩(wěn)定劑HPT和光穩(wěn)定劑EPU中的任一種或幾種。所述二苯甲酮例如有UV-207、UV-9、UV-531、UV-A、MA、D49和光穩(wěn)定劑-50等；所述水楊酸酯類例如有光穩(wěn)定劑TBS、光穩(wěn)定劑BAD等；所述苯并三唑類例如有UV-P、UV-320、UV-3^、UV-327、UV-3^ 和UV-5411等；所述受阻胺類例如有光穩(wěn)定劑744、光穩(wěn)定劑144、受阻胺770、光穩(wěn)定劑292 等。所述的抗氧劑可以使用抗氧劑1222、AT-76、抗氧劑2246-S、AT-59、抗氧劑1035、抗氧劑1098、抗氧劑3125、TPP、TNPP、AT-168、抗氧劑245、GA_80、抗氧劑858、抗氧劑1010中的一種或幾種。
為了提高滲水材料的透水性，所述的透水表層中還含有親水性無機(jī)材料，所述親水性無機(jī)材料優(yōu)選為硅藻土、膨潤土、珍珠巖中的一種或幾種，所述親水性無機(jī)材料的質(zhì)量為所述硅砂質(zhì)量比的4-99%。所述透水磚主體的制備方法已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。本發(fā)明通過粘結(jié)劑將硅砂粘結(jié)在一起固化成型后，硅砂之間形成無數(shù)相互貫通的親水性毛細(xì)管。根據(jù)本發(fā)明的透水磚的透水磚的透水系數(shù)大于等于O.Olcm/s，優(yōu)選為 0.03-0. 07cm/s。本發(fā)明還提供上述透水磚的制備方法，該方法包括在透水磚主體的至少一個(gè)表面均勻涂覆耐沾污材料，進(jìn)行干燥，形成耐沾污涂料層；該透水磚主體的至少一個(gè)表面上的至少部分微孔不被所述耐沾污材料堵塞。在本發(fā)明中，為了使耐沾污材料不堵塞透水磚主體的空隙，并且使耐沾污材料涂布的均勻，通過噴涂或刷涂涂布耐沾污材料，所述耐沾污材料為氟碳涂料。由于在前面已經(jīng)對(duì)所述耐沾污涂料層的附著量、氟碳涂料進(jìn)行了詳細(xì)說明，所以在此就不再說明。本發(fā)明中，為了有利于表面涂層的穩(wěn)定，所述干燥的方法可以采用在20-80°C放置 2-24小時(shí)。下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例1將100克的顆粒直徑為0. 1-0. 25mm的石英砂、4. 6克的氫化雙酚A型環(huán)氧樹脂(購自武漢獅子山涂料廠)、1. 4克的脂肪族多胺固化劑(購自元鴻應(yīng)用材料股份有限公司，型號(hào)為H-35^)、0. 12克的γ -縮水甘油醚氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(購自北京市申達(dá)精細(xì)化工有限公司，型號(hào)為A-187) ,0.012克的光穩(wěn)定劑UV-320和0. 006克的抗氧劑1010、1 克的珍珠巖粉和3克的酒精進(jìn)行混合后，填入模具，用于形成透水表層；將100克的顆粒直徑為0. 2-0. 5mm的石英砂、3. 8克的氫化雙酚A型環(huán)氧樹脂(購自武漢獅子山涂料廠)、1. 2克的脂肪族多胺固化劑(購自元鴻應(yīng)用材料股份有限公司，型號(hào)為H-35^)、0. 1克的環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(購自北京市申達(dá)精細(xì)化工有限公司，型號(hào)為A-187)、1克的珍珠巖粉和3克的酒精進(jìn)行混合后，繼續(xù)填入上述模具中，用于形成透水基層，然后壓制成型，得到具有透水表層和透水基層的透水磚預(yù)制件，然后使其在常壓、60°C下進(jìn)行8小時(shí)的固化之后脫模，自然冷卻，制得透水磚主體。在制得的透水磚主體的表面，以35g/m2的用量噴涂溶劑型氟碳涂料(北京百慕新材，881-Yll氟碳漆)，然后在80°C下烘干6小時(shí)，制成透水磚。經(jīng)計(jì)算該透水磚的耐沾污涂料層的附著量為20g/m2。實(shí)施例2按照實(shí)施例1的方法制備透水磚主體，不同的是，透水表層的石英砂由顆粒直徑為0. 4-0. 8mm的石英砂代替，制成透水磚主體。在制得的透水磚主體的表面，以350g/m2的用量噴涂水性氟碳涂料(北京之途化工，水性氟碳乳液ZT-3(^)，然后在80°C下烘干6小時(shí)，制成透水磚。經(jīng)計(jì)算該透水磚的耐沾污涂料層的附著量為200g/m2。實(shí)施例3按照實(shí)施例1的方法制備透水磚主體，不同的是，透水表層的石英砂由顆粒直徑為0. 2-0. 45mm的石英砂代替，制成透水磚主體。在制得的透水磚主體的表面，以193g/m2的用量噴涂溶劑型氟碳液體(北京百慕新材，881-Y11氟碳漆)，然后在60°C下烘干4小時(shí)，制成透水磚。經(jīng)計(jì)算該透水磚的耐沾污涂料層的附著量為110g/m2。實(shí)施例4按照實(shí)施例1的方法制備透水磚主體，不同的是，透水表層的石英砂由顆粒直徑為0. 3-0. 5mm的石英砂代替，制成透水磚主體。在制得的透水磚主體的表面，以71. 5g/m2的用量噴涂聚四氟乙烯濃縮分散液(廣州松柏化工有限公司)，然后在60°C下烘干4小時(shí)，制成透水磚。經(jīng)計(jì)算該透水磚的耐沾污涂料層的附著量為50g/m2。實(shí)施例5按照實(shí)施例1的方法制備透水磚主體，不同的是，透水表層的石英砂由顆粒直徑為0. 5-0. 7mm的石英砂代替，制成透水磚主體。在制得的透水磚主體的表面，以214g/m2的用量噴涂聚四氟乙烯濃縮分散液(廣州松柏化工有限公司)，然后在60°C下烘干4小時(shí)，制成透水磚。經(jīng)計(jì)算該透水磚的耐沾污涂料層的附著量為150g/m2。實(shí)施例6按照實(shí)施例1的方法制備透水磚主體，不同的是，透水表層的石英砂由顆粒直徑為0. 25-0. 45mm的石英砂代替，制成透水磚主體。在制得的透水磚主體的表面，以142g/m2的用量噴涂含有1 %有機(jī)硅防水乳液(道康寧IE-668;3)的聚四氟乙烯濃縮分散液(廣州松柏化工有限公司)，然后在60°C下烘干4 小時(shí)，制成透水磚。經(jīng)計(jì)算該透水磚的耐沾污涂料層的附著量為100g/m2。性能測(cè)試采用GB/T9780-2005評(píng)定實(shí)施例1_6中制得的透水磚的耐沾污性等級(jí)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如下表1所示。表 權(quán)利要求
1.一種透水磚，其特征在于，該透水磚包括透水磚主體和耐沾污涂料層，所述透水磚主體含有硅砂和固化后的粘結(jié)劑，所述耐沾污涂料層均勻附著在透水磚主體的至少一個(gè)表面，并且該透水磚主體的至少一個(gè)表面上的至少部分微孔不被耐沾污涂料層覆蓋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透水磚，其中，所述耐沾污涂料層均勻附著在透水磚主體的一個(gè)表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的透水磚，其中，附著有耐沾污涂料層的透水磚主體表面硅砂的粒徑為0. 1-0. 8mm，所述耐沾污涂料層的附著量為20_200g/m2。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的透水磚，其中，附著有耐沾污涂料層的透水磚主體表面硅砂的粒徑為0. 2-0. 7mm，所述耐沾污涂料層的附著量為50_150g/m2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的透水磚，其中，所述耐沾污涂料層由氟碳涂料形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透水磚，其中，所述透水磚的透水系數(shù)大于等于0.Olcm/s。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透水磚，其中，所述透水磚的透水系數(shù)為0.03-0. 07cm/s。
8.—種透水磚的制備方法，其特征在于，該方法包括在透水磚主體的至少一個(gè)表面均勻涂覆耐沾污涂料，進(jìn)行干燥，形成耐沾污涂料層，所述透水磚主體含有硅砂和固化后的粘結(jié)劑；該耐沾污涂料的用量使得透水磚主體的至少一個(gè)表面上的至少部分微孔不被所述耐沾污材料堵塞。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述耐沾污涂料層均勻附著在透水磚主體的一個(gè)表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其中，附著有耐沾污涂料層的透水磚主體表面硅砂的粒徑為0. 1-0. 8mm，所述耐沾污涂料層的附著量為20_200g/m2。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，附著有耐沾污涂料層的透水磚主體表面硅砂的粒徑為0. 2-0. 7mm，所述耐沾污涂料層的附著量為50_150g/m2。
12.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其中，所述耐沾污材料為氟碳涂料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種透水磚，該透水磚包括透水磚主體和耐沾污涂料層，所述透水磚主體含有硅砂和固化后的粘結(jié)劑，所述耐沾污涂料層均勻附著在透水磚主體的至少一個(gè)表面，并且該透水磚主體的至少一個(gè)表面上的至少部分微孔不被耐沾污涂料層覆蓋。本發(fā)明還提供上述透水磚的制備方法，該方法包括在透水磚主體的至少一個(gè)表面均勻涂覆耐沾污涂料，進(jìn)行干燥，形成耐沾污涂料層；該耐沾污涂料的用量使得透水磚主體的至少一個(gè)表面上的至少部分微孔不被所述耐沾污材料堵塞。本發(fā)明的透水磚的透水性能優(yōu)異、耐沾污且防滑、生產(chǎn)耗能低。
文檔編號(hào)E01C5/06GK102400428SQ20101027450
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2010年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月7日
發(fā)明者吳丹雄, 秦升益, 秦申二 申請(qǐng)人:北京仁創(chuàng)科技集團(tuán)有限公司