CN109336462B - 一种高抗压长寿命透水板及其制备方法 - Google Patents

一种高抗压长寿命透水板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及透水板技术领域，尤其涉及一种高抗压长寿命透水板及其制备方法。本发明的高抗压长寿命透水板，包括以下重量份的原料组分：废灰100‑200份、废渣80‑120份、聚合物纤维10‑20份、氧化锆纤维8‑18份、聚醚多元胺4‑10份、纳米硅微粉10‑20份、纳米碳酸钙8‑14份、纳米二氧化钛3‑9份以及增强剂4‑8份。本发明的高抗压长寿命透水板的制备方法，包括原料混合球磨、粉料混合、增强剂添加、毛坯板材制备、以及打磨成品。本发明的透水板具有较高的抗压强度、抗折强度，并且制备方法制备工艺简单、根据原料性能严格把控各工艺参数，从而保证了透水板的最终成品质量。

Description

一种高抗压长寿命透水板及其制备方法
技术领域
本发明涉及透水板技术领域，尤其涉及一种高抗压长寿命透水板及其制备方法。
背景技术
透水材料是一种多孔材料，通过材料内部的孔通道来实现水和气体在材料内部的转移，广泛应用于建筑、环保、化工、水处理、催化等各个领域。如城市路面用于排水的透水板，催化领域的催化剂载体，水处理过程中使用的过滤材料，化工生产分离过程使用的过滤材料，陶瓷产业使用的注浆成型用模具材料等均为透水材料，可见透水材料的应用十分广泛，尤其用作透水板市场前景及其乐观。
然而，现有的透水板采用普通透水材料制成，且抗压强度、抗折强度较低，在路面行车承载过程中很容易出现压裂、压塌的现象，使用寿命短，且造价高。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种具有较高的抗压强度、抗折强度、且具有较好耐候性的高抗压长寿命透水板；本发明的另一个目的在于提供一种上述高抗压长寿命透水板的制备方法，工艺步骤简单，透水板成品质量好。
为了实现上述目的，本发明提供了一种高抗压长寿命透水板，其特征在于，包括以下重量份的原料组分：废灰100-200份、废渣80-120份、聚合物纤维10-20份、氧化锆纤维8-18份、聚醚多元胺4-10份、纳米硅微粉10-20份、纳米碳酸钙8-14份、纳米二氧化钛3-9份以及增强剂4-8份，其中：增强剂由重量份数比为6-20：2-7：1-3：3-11：2-6：2-6：2-6：2-6的酚醛树脂、聚阴离子纤维素、羧甲基纤维素钠CMC-LV、石墨粉、玻璃微珠、氧化钙、碳酸钙晶须、聚丙烯酰胺组成。
进一步的，高抗压长寿命透水板包括以下重量份的原料组分：废灰150份、废渣100份、聚合物纤维15份、氧化锆纤维13份、聚醚多元胺7份、纳米硅微粉15份、纳米碳酸钙11份、纳米二氧化钛6份以及增强剂6份。
进一步的，增强剂由重量份数比为15:6:2:7:4:4:4:4的酚醛树脂、聚阴离子纤维素、羧甲基纤维素钠CMC-LV、石墨粉、玻璃微珠、氧化钙、碳酸钙晶须、聚丙烯酰胺组成。
进一步的，废渣的直径在2-4mm之间。
进一步的，废灰为粉煤灰、赤泥、人工砂中的粉料、混凝土粉、废砖粉、废玻璃粉、废灰浆粉中的一种或多种；废渣为混凝土废料、废玻璃、废瓷片、废大理石花岗岩碎片、废砖瓦中的一种或多种。
本发明的一种高抗压长寿命透水板，具有以下有益效果：
1、本发明的高抗压长寿命透水板通过添加聚合物纤维，可有效的控制透水板固塑性收缩、干缩、温度变化等因素引起的微裂缝，防止及抑止裂缝的形成及发展，从而大大改善透水板的阻裂性能，增强其抗冲击及抗震能力；通过添加氧化锆纤维，从而提升了透水板的高温抗氧性及化学稳定性，此外与聚合物纤维配合能够有效的增强透水板的韧性，进一步延长透水板的使用寿命；通过添加聚醚多元胺，从而提升了透水板的拉伸强度、耐磨性、耐老化、抗腐蚀、抗撕裂性能，此外，聚醚多元胺可与增强剂快速反应固化，使得透水板具有优异的制备成型性能及环保性能；通过纳米硅微粉的添加，与氧化锆纤维配合，进一步的提高透水板的抗老化、力学强度和耐化学性能；纳米碳酸钙具有增韧补强的作用，从而提高了透水板的弯曲强度和弯曲弹性模量；利用纳米二氧化钛具有的良好的分散性和耐候性，以及具备的杀菌、防污、除臭、自洁的功能，从而提升了透水板的耐候性并使得透水板具备一定的自洁能力。
2、本发明的高抗压长寿命透水板的原料利用废灰、废渣，变废为宝，一方面解决了固态垃圾的问题，另一方面降低了透水板的造价。
3、本发明的高抗压长寿命透水板的增强剂额外制备，通过各组分的协同作用，具有低的掺量、高的强度、高的坍落度稳定性等优点，从而能够延长透水板的使用寿命。
4、本发明的高抗压长寿命透水板，通过对各原料组分比重的严格控制，从而使得透水板具有更优异的抗压强度、抗折强度、耐磨性能、及透水性能，不易破损，具有较高的使用寿命，可广泛适用于非机动车道、小区道路、透水广场。
本发明还提供了一种上述高抗压长寿命透水板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)原料混合球磨：首先将废灰、废渣、聚合物纤维、氧化锆纤维按照原料组分进行混合，而后加入球磨机中球磨得到混合物A；
(2)粉料混合：在混合物A中按照原料组分加入聚醚多元胺、纳米硅微粉、纳米碳酸钙、以及纳米二氧化钛，混合后倒入搅拌机中低速搅拌，得到混合物B；
(3)增强剂添加：在混合物B中按照原料组分加入增强剂，充分混合后加入混炼机中混炼，混炼后静置得到混合物C；
(4)毛坯板材制备：将混合物C注入模具中，加压加温，得到毛坯板材；
(5)打磨成品：将步骤(4)得到的毛坯板材进行打磨，得到透水板成品。
进一步的，步骤(2)中搅拌机的低速搅拌的转速在200-600转/分之间，搅拌时间在30-50分钟之间。
进一步的，步骤(3)中混炼机的混炼温度在50-80摄氏度之间，混炼时间在100-140分钟之间。
进一步的，步骤(3)中，混炼后静置25-35分钟后得到混合物C。
进一步的，步骤(4)中，加压加温的压力设置在1.4-1.8兆帕之间，温度设置在200-250摄氏度之间，加温加压的时间在2-3小时之间。
本发明的高抗压长寿命透水板的制备方法，配合透水板的原料的选用，严格控制搅拌机的搅拌速度及时间，使得原料的搅拌更加充分均匀；严格控制混炼机的混炼温度及时间，从而保证了各组分的结合/融合效果，使得各组分能够更好的相互配合，协同发挥更优异的性能，共同作用提升透水板的综合性能；严格控制模具成型的温度及压力，进一步保证了透水板的最终成型质量，且使得透水板的性能更加稳定。本发明的高抗压长寿命透水板的制备方法制备工艺简单、原料利用率高、且透水板的成品质量好。
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、完整的描述，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，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种高抗压长寿命透水板，包括以下重量份的原料组分：废灰100份、废渣80份、聚合物纤维10份、氧化锆纤维8份、聚醚多元胺4份、纳米硅微粉10份、纳米碳酸钙8份、纳米二氧化钛3份以及增强剂4份，其中：
增强剂由重量份数比为6:2:1:3:2:2:2:2的酚醛树脂、聚阴离子纤维素、羧甲基纤维素钠CMC-LV、石墨粉、玻璃微珠、氧化钙、碳酸钙晶须、聚丙烯酰胺组成。
本实施例的高抗压长寿命透水板的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料混合球磨：首先将废灰、废渣、聚合物纤维、氧化锆纤维按照原料组分进行混合，而后加入球磨机中球磨得到混合物A；
(2)粉料混合：在混合物A中按照原料组分加入聚醚多元胺、纳米硅微粉、纳米碳酸钙、以及纳米二氧化钛，混合后倒入搅拌机中低速搅拌，得到混合物B，其中：搅拌机低速搅拌的转速为200转/分，搅拌时间为30分钟；
(3)增强剂添加：在混合物B中按照原料组分加入增强剂，充分混合后加入混炼机中混炼，混炼后静置得到混合物C，其中：混炼机的混炼温度为50摄氏度，混炼时间为100分钟，混炼后静置25分钟；
(4)毛坯板材制备：将混合物C注入模具中，加压加温，得到毛坯板材，其中：加压加温的压力设置为1.4兆帕，温度设置为200摄氏度，加温加压的时间为2小时。
(5)打磨成品：将步骤(4)得到的毛坯板材进行打磨，得到透水板成品。
实施例2
一种高抗压长寿命透水板，包括以下重量份的原料组分：废灰200份、废渣120份、聚合物纤维20份、氧化锆纤维18份、聚醚多元胺10份、纳米硅微粉20份、纳米碳酸钙14份、纳米二氧化钛9份以及增强剂8份，其中：
增强剂由重量份数比为20:7:3:11:6:6:6:6的酚醛树脂、聚阴离子纤维素、羧甲基纤维素钠CMC-LV、石墨粉、玻璃微珠、氧化钙、碳酸钙晶须、聚丙烯酰胺组成。
本实施例的高抗压长寿命透水板的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料混合球磨：首先将废灰、废渣、聚合物纤维、氧化锆纤维按照原料组分进行混合，而后加入球磨机中球磨得到混合物A；
(2)粉料混合：在混合物A中按照原料组分加入聚醚多元胺、纳米硅微粉、纳米碳酸钙、以及纳米二氧化钛，混合后倒入搅拌机中低速搅拌，得到混合物B，其中：搅拌机低速搅拌的转速为600转/分，搅拌时间为50分钟；
(3)增强剂添加：在混合物B中按照原料组分加入增强剂，充分混合后加入混炼机中混炼，混炼后静置得到混合物C，其中：混炼机的混炼温度为80摄氏度，混炼时间为140分钟，混炼后静置35分钟；
(4)毛坯板材制备：将混合物C注入模具中，加压加温，得到毛坯板材，其中：加压加温的压力设置为1.8兆帕，温度设置为250摄氏度，加温加压的时间为3小时。
(5)打磨成品：将步骤(4)得到的毛坯板材进行打磨，得到透水板成品。
实施例3
一种高抗压长寿命透水板，包括以下重量份的原料组分：废灰120份、废渣90份、聚合物纤维12份、氧化锆纤维10份、聚醚多元胺5份、纳米硅微粉12份、纳米碳酸钙9份、纳米二氧化钛4份以及增强剂5份，其中：
增强剂由重量份数比为10:5:2:7:4:4:4:4的酚醛树脂、聚阴离子纤维素、羧甲基纤维素钠CMC-LV、石墨粉、玻璃微珠、氧化钙、碳酸钙晶须、聚丙烯酰胺组成。
本实施例的高抗压长寿命透水板的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料混合球磨：首先将废灰、废渣、聚合物纤维、氧化锆纤维按照原料组分进行混合，而后加入球磨机中球磨得到混合物A；
(2)粉料混合：在混合物A中按照原料组分加入聚醚多元胺、纳米硅微粉、纳米碳酸钙、以及纳米二氧化钛，混合后倒入搅拌机中低速搅拌，得到混合物B，其中：搅拌机低速搅拌的转速为300转/分，搅拌时间为35分钟；
(3)增强剂添加：在混合物B中按照原料组分加入增强剂，充分混合后加入混炼机中混炼，混炼后静置得到混合物C，其中：混炼机的混炼温度为55摄氏度，混炼时间为110分钟，混炼后静置30分钟；
(4)毛坯板材制备：将混合物C注入模具中，加压加温，得到毛坯板材，其中：加压加温的压力设置为1.5兆帕，温度设置为210摄氏度，加温加压的时间为2小时。
(5)打磨成品：将步骤(4)得到的毛坯板材进行打磨，得到透水板成品。
实施例4
一种高抗压长寿命透水板，包括以下重量份的原料组分：废灰180份、废渣110份、聚合物纤维18份、氧化锆纤维16份、聚醚多元胺9份、纳米硅微粉18份、纳米碳酸钙12份、纳米二氧化钛8份以及增强剂7份，其中：
增强剂由重量份数比为15:6:2:7:4:4:4:4的酚醛树脂、聚阴离子纤维素、羧甲基纤维素钠CMC-LV、石墨粉、玻璃微珠、氧化钙、碳酸钙晶须、聚丙烯酰胺组成。
本实施例的高抗压长寿命透水板的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料混合球磨：首先将废灰、废渣、聚合物纤维、氧化锆纤维按照原料组分进行混合，而后加入球磨机中球磨得到混合物A；
(2)粉料混合：在混合物A中按照原料组分加入聚醚多元胺、纳米硅微粉、纳米碳酸钙、以及纳米二氧化钛，混合后倒入搅拌机中低速搅拌，得到混合物B，其中：搅拌机低速搅拌的转速为500转/分，搅拌时间为45分钟；
(3)增强剂添加：在混合物B中按照原料组分加入增强剂，充分混合后加入混炼机中混炼，混炼后静置得到混合物C，其中：混炼机的混炼温度为72摄氏度，混炼时间为130分钟，混炼后静置32分钟；
(4)毛坯板材制备：将混合物C注入模具中，加压加温，得到毛坯板材，其中：加压加温的压力设置为1.7兆帕，温度设置为240摄氏度，加温加压的时间为3小时。
(5)打磨成品：将步骤(4)得到的毛坯板材进行打磨，得到透水板成品。
实施例5
一种高抗压长寿命透水板，包括以下重量份的原料组分：废灰160份、废渣95份、聚合物纤维16份、氧化锆纤维12份、聚醚多元胺5份、纳米硅微粉14份、纳米碳酸钙12份、纳米二氧化钛4份以及增强剂7份，其中：
增强剂由重量份数比为12:4:2:4:4:4:4:4的酚醛树脂、聚阴离子纤维素、羧甲基纤维素钠CMC-LV、石墨粉、玻璃微珠、氧化钙、碳酸钙晶须、聚丙烯酰胺组成。
本实施例的高抗压长寿命透水板的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料混合球磨：首先将废灰、废渣、聚合物纤维、氧化锆纤维按照原料组分进行混合，而后加入球磨机中球磨得到混合物A；
(2)粉料混合：在混合物A中按照原料组分加入聚醚多元胺、纳米硅微粉、纳米碳酸钙、以及纳米二氧化钛，混合后倒入搅拌机中低速搅拌，得到混合物B，其中：搅拌机低速搅拌的转速为320转/分，搅拌时间为36分钟；
(3)增强剂添加：在混合物B中按照原料组分加入增强剂，充分混合后加入混炼机中混炼，混炼后静置得到混合物C，其中：混炼机的混炼温度为63摄氏度，混炼时间为125分钟，混炼后静置30分钟；
(4)毛坯板材制备：将混合物C注入模具中，加压加温，得到毛坯板材，其中：加压加温的压力设置为1.5兆帕，温度设置为220摄氏度，加温加压的时间为3小时。
(5)打磨成品：将步骤(4)得到的毛坯板材进行打磨，得到透水板成品。
实施例6
一种高抗压长寿命透水板，包括以下重量份的原料组分：废灰150份、废渣100份、聚合物纤维15份、氧化锆纤维13份、聚醚多元胺7份、纳米硅微粉15份、纳米碳酸钙11份、纳米二氧化钛6份以及增强剂6份，其中：
增强剂由重量份数比为15:5:2:7:4:4:4:4的酚醛树脂、聚阴离子纤维素、羧甲基纤维素钠CMC-LV、石墨粉、玻璃微珠、氧化钙、碳酸钙晶须、聚丙烯酰胺组成。
本实施例的高抗压长寿命透水板的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料混合球磨：首先将废灰、废渣、聚合物纤维、氧化锆纤维按照原料组分进行混合，而后加入球磨机中球磨得到混合物A；
(2)粉料混合：在混合物A中按照原料组分加入聚醚多元胺、纳米硅微粉、纳米碳酸钙、以及纳米二氧化钛，混合后倒入搅拌机中低速搅拌，得到混合物B，其中：搅拌机低速搅拌的转速为400转/分，搅拌时间为40分钟；
(3)增强剂添加：在混合物B中按照原料组分加入增强剂，充分混合后加入混炼机中混炼，混炼后静置得到混合物C，其中：混炼机的混炼温度为65摄氏度，混炼时间为120分钟，混炼后静置30分钟；
(4)毛坯板材制备：将混合物C注入模具中，加压加温，得到毛坯板材，其中：加压加温的压力设置为1.6兆帕，温度设置为225摄氏度，加温加压的时间为2.5小时。
(5)打磨成品：将步骤(4)得到的毛坯板材进行打磨，得到透水板成品。
本发明各实施例制得的高抗压长寿命透水板进行抗压强度、抗折强度实验，得到的实验数据如下表：
抗压强度(Mpa) 抗折强度(Mpa)
实施例1 52.4 16.2
实施例2 52.8 16.5
实施例3 52.6 16.2
实施例4 53.1 16.1
实施例5 52.8 16.4
实施例6 53.5 17.1
现有技术的透水板的抗压强度大约为42-44Mpa，抗折强度大约为12-13Mpa；由以上实验数据可知，本发明的高抗压长寿命透水板相对于现有技术其抗压强度提高了20％-25％，其抗折强度提高了28％-40％，具有更优异的力学性能。
本发明的高抗压长寿命透水板各原料组分相互配合且严格把控各组分的配比，从而提高了透水板的抗压强度、抗折强度，以及抗老化性能、耐化学性能、耐候性，且具有一定的自洁功能，延长了透水板的使用寿命，此外制造成本较低。本发明的高抗压长寿命透水板的制备方法制备工艺简单、根据原料性能严格把控各工艺参数，从而保证了透水板的最终成品质量。
以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。

Claims (8)

1.一种高抗压长寿命透水板，其特征在于，包括以下重量份的原料组分：
废灰100-200份、废渣80-120份、聚合物纤维10-20份、氧化锆纤维8-18份、聚醚多元胺4-10份、纳米硅微粉10-20份、纳米碳酸钙8-14份、纳米二氧化钛3-9份以及增强剂4-8份，其中：
所述废灰为粉煤灰、赤泥、人工砂中的粉料、混凝土粉、废砖粉、废玻璃粉、废灰浆粉中的一种或多种；
所述废渣为混凝土废料、废玻璃、废瓷片、废大理石花岗岩碎片、废砖瓦中的一种或多种；
所述增强剂由重量份数比为15:6:2:7:4:4:4:4的酚醛树脂、聚阴离子纤维素、羧甲基纤维素钠、石墨粉、玻璃微珠、氧化钙、碳酸钙晶须、聚丙烯酰胺组成。
2.根据权利要求1所述的高抗压长寿命透水板，其特征在于，包括以下重量份的原料组分：
废灰150份、废渣100份、聚合物纤维15份、氧化锆纤维13份、聚醚多元胺7份、纳米硅微粉15份、纳米碳酸钙11份、纳米二氧化钛6份以及增强剂6份。
3.根据权利要求1所述的高抗压长寿命透水板，其特征在于，所述废渣的直径在2-4mm之间。
4.一种权利1-3中任一项所述的高抗压长寿命透水板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)原料混合球磨：首先将废灰、废渣、聚合物纤维、氧化锆纤维按照原料组分进行混合，而后加入球磨机中球磨得到混合物A；
(2)粉料混合：在混合物A中按照原料组分加入聚醚多元胺、纳米硅微粉、纳米碳酸钙、以及纳米二氧化钛，混合后倒入搅拌机中低速搅拌，得到混合物B；
(3)增强剂添加：在混合物B中按照原料组分加入增强剂，充分混合后加入混炼机中混炼，混炼后静置得到混合物C；
(4)毛坯板材制备：将混合物C注入模具中，加压加温，得到毛坯板材；
(5)打磨成品：将步骤(4)得到的毛坯板材进行打磨，得到透水板成品。
5.根据权利要求4所述的高抗压长寿命透水板的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述搅拌机的低速搅拌的转速在200-600转/分之间，搅拌时间在30-50分钟之间。
6.根据权利要求4所述的高抗压长寿命透水板的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述混炼机的混炼温度在50-80摄氏度之间，混炼时间在100-140分钟之间。
7.根据权利要求4所述的高抗压长寿命透水板的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，混炼后静置25-35分钟后得到混合物C。
8.根据权利要求4所述的高抗压长寿命透水板的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述加压加温的压力设置在1.4-1.8兆帕之间，温度设置在200-250摄氏度之间，加温加压的时间在2-3小时之间。
CN201811155816.6A 2018-09-30 2018-09-30 一种高抗压长寿命透水板及其制备方法 Active CN109336462B (zh)

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