專利名稱：一種砂基防水透氣磚的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種砂基防水透氣磚。
背景技術：
在現有技術中，通常通過鋪設防滲材料來實現防滲的功能，但是建造成本高、防滲效果不夠好、且時效性短。例如，在建造人工湖或景觀湖時，為了保持湖水水量，防止水滲到地下補充地下水，通常都需要在湖底建造防滲層。現有技術中建造防滲層的方法有一、利用添加有防水材料的混凝土在湖底形成防滲層的方法。該方法的防水效果好，但是工藝比較復雜，成本較高，并且該方法形成的防滲層不具有透氣性，妨礙湖底生物的生長，因此該方法的應用具有很大局限性；二、在湖底鋪設一層防水膜的方法，該方法雖然工藝比較簡單，但是現有的防水膜大多不具有透氣性的塑料膜，鋪設到湖底后同樣會妨礙湖底的生物生長，仍無法普遍推廣。因此，現有技術中，防滲層往往只能實現防滲的效果，基本上不具有透氣性，在各領域應用時會對環境產生一些負面影響，從而使得防滲層的應用具有一定的局限性。因此，如何獲得既能實現防水又能透氣的防滲材料仍然是一個亟待解決的技術問題。
發明內容
本發明的目的在于解決上述問題，提供一種能夠同時實現防水和透氣功能的砂基防水透氣磚。本發明的發明人通過研究發現，將砂基疏水顆粒和粘結劑混合，并在一定壓力下成型為孔隙率在10-45%范圍內的砂基磚，能夠很好地解決上述問題，實現防水和透氣的性能，并且具有良好的強度，能夠滿足眾多領域中對防水和透氣性有一定要求的材料的需求。本發明提供了一種砂基防水透氣磚，其特征在于，該砂基防水透氣磚是通過將砂基疏水顆粒和第一粘結劑混合并成型，將第一粘結劑固化而形成的，該砂基防水透氣磚的孔隙率為10-45%。本發明通過將砂基疏水顆粒和粘結劑混合，并在一定壓力下成型為孔隙率為 10-45 %范圍內的砂基磚，能夠得到具有良好的防水和透氣性能，并且該砂基磚具有良好的強度，能夠應用于需要較大強度的領域，如人工湖或景觀湖等的防滲層、以及建筑物中屋頂等需要防水的部分等。
具體實施例方式按照本發明的砂基防水透氣磚，其中，該砂基防水透氣磚是通過將砂基疏水顆粒和第一粘結劑混合并成型，將第一粘結劑固化而形成的，該砂基防水透氣磚的孔隙率可以為10-45%。為了獲得更好的防水和透氣的效果，所述砂基防水透氣磚的孔隙率優選為 20-；35 %。
在本發明中，所述成型的方法可以采用常規的各種成型方法，在優選的情況下，將砂基疏水顆粒和粘結劑混合并采用壓制成型的方法壓制成砂基防水透氣磚預制件，將該預制件干燥。所述壓制成型的條件包括壓力可以為0. Ι-lOMPa，溫度可以為20-300°C，時間可以為 10-300s。本發明對所述第一粘結劑的種類沒有特別限定，可以為本領域常用的各種粘結齊U。本發明的發明人為了進一步提高所述砂基防水透氣磚的防水和透氣性能，所述第一粘結劑優選為疏水性樹脂膠粘劑。例如，疏水性環氧樹脂膠粘劑、疏水性酚醛樹脂膠粘劑、疏水性聚氨酯樹脂膠粘劑、疏水性不飽和聚酯膠粘劑及疏水性硅樹脂膠粘劑中的一種或多種，以實現更好的防水性。在本發明中，所述第一粘結劑的用量可以在較大范圍內變動，以100重量份砂基疏水顆粒為基準，第一粘結劑的量可以為1-20重量份，為了在保證砂基防水透氣磚的上述孔隙率的前提下，進一步提高由砂基疏水顆粒構成的成型體的力學性能，以100重量份砂基疏水顆粒為基準，第一粘結劑的量優選為5-15重量份。在本發明中，為了進一步提高砂基防水透氣磚的防水效果，并在保證上述孔隙率的前提下，進一步提高砂基防水透氣磚的強度，所述砂基疏水顆粒優選為表面包覆有包覆層的硅砂，所述包覆層為固化的第二粘結劑。在確保砂基防水透氣磚的防水透氣性能和力學性能的前提下，從進一步降低成本的角度出發，在所述砂基疏水顆粒中，所述第二粘結劑與硅砂的重量比可以為1 20-300， 優選為1 25-200。所述第二粘結劑可以為本領域常用的各種有機膠粘劑。優選地，為了進一步提高砂基防水透氣磚的防水效果，所述第二粘結劑優選為疏水性樹脂膠粘劑。上述膠粘劑對硅砂具有良好的粘附力，并且具有良好的耐候性，可以使得砂基防水透氣磚具有優異的綜合性能。進一步優選地，所述第二粘結劑為與所述第一粘結劑相同。在所述第二粘結劑為與所述第一粘結劑相同時，相同種類的粘結劑之間的相容性更好，可以進一步提高第一粘結劑與硅砂之間的界面強度，進而使得最終的成型體具有更高的強度。優選情況下，所述疏水性樹脂膠粘劑選自疏水性環氧樹脂膠粘劑、疏水性酚醛樹脂膠粘劑、疏水性聚氨酯樹脂膠粘劑、疏水性不飽和聚酯膠粘劑和疏水性硅樹脂膠粘劑中的至少兩種，任意兩種疏水性樹脂膠粘劑之間的質量比為1 0.1-10。按照該優選實施方式，可以進一步提高由表面包覆有包覆層的硅砂成型得到的成形體的防水性和透氣性。在本發明中，所述疏水性環氧樹脂膠粘劑是指以疏水性環氧樹脂為基料的一種熱固性膠粘劑，含有疏水性環氧樹脂和環氧樹脂固化劑。使用前，所述疏水性環氧樹脂與所述環氧樹脂固化劑分開存放，使用時將二者混合即可。在本發明中，所述疏水性環氧樹脂可以為常規的各種為疏水性環氧樹脂，優選為縮水甘油醚類環氧樹脂、縮水甘油酯類環氧樹脂、縮水甘油胺類環氧樹脂、線型脂肪族類環氧樹脂、脂環族類環氧樹脂、聚硫橡膠改性環氧樹脂、聚酰胺樹脂改性環氧樹脂、聚乙烯醇叔丁醛改性環氧樹脂、丁腈橡膠改性環氧樹脂、酚醛樹脂改性環氧樹脂、聚酯樹脂改性環氧樹脂、尿醛三聚氰胺樹脂改性環氧樹脂、糠醛樹脂改性環氧樹脂、乙烯樹脂改性環氧樹脂、 異氰酸酯改性環氧樹脂和硅樹脂改性環氧樹脂中的一種或多種。所述疏水性環氧樹脂可以
4商購得到，也可以通過常規的制備方法制得。例如，所述疏水性環氧樹脂可以通過如下的方法之一進行改性而獲得方法一將環氧樹脂，如雙酚A型環氧樹脂，與油溶性的單體共聚，所述油溶性的單體可以選自丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、乙基丙烯酸、醋酸乙烯酯、乙酸烯丙酯、乙烯基磺酸鈉、甲基乙烯基醚、甲基烯丙基醚、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二甲氨基丙酯、丙烯酸二乙氨基丙酯、丙烯酸二甲氨基丁酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和甲基丙烯酸二乙氨基乙酯中的任一種。共聚的條件可以為環氧樹脂與油溶性單體的摩爾比可以為1 0.1-0. 5，共聚的溫度可以為80-120°C，共聚的時間可以為2-6小時。所述共聚可以在反應介質中進行，反應介質可以為能夠溶解所述反應原料并且不與所述反應原料反應的溶劑，如丙酮、四氫呋喃或二氯乙烷中的至少一種，反應介質的量只要滿足使所述反應原料完全溶解即可。方法二 將環氧樹脂接枝改性劑，形成接枝聚合物；改性的條件可以包括溫度可以為80-150°C，時間可以為0. 5-6小時，改性劑與環氧樹脂的用量比為摩爾比可以為 0.01-0.1 1。所述改性劑可以選自硅氧烷、有機硅、聚氨酯或偏氯乙烯等中的至少一種。方法三將環氧樹脂的親水性基團(如羥基)與疏水的功能單體發生反應，將疏水的功能單體連接到環氧樹脂上；疏水性的功能單體優選為苯甲醛和/或烷基苯甲醛，利用羥基與醛基的反應。所述烷基苯甲醛可以包括一個或多個烷基，每個烷基的碳原子數可以為 1-10。用于所述疏水性環氧樹脂的固化劑可以為常規的各種用于疏水性環氧樹脂的固化劑，例如，可以選自脂肪胺固化劑、脂環胺固化劑、芳香胺固化劑、聚酰胺固化劑、酸酐固化劑、叔胺固化劑中的一種或多種。在本發明中，所述疏水性酚醛樹脂膠粘劑是由熱固性酚醛樹脂制成的膠粘劑，所述疏水性酚醛樹脂膠粘劑含有疏水性酚醛樹脂和酚醛樹脂固化劑。使用前，所述疏水性酚醛樹脂與所述酚醛樹脂固化劑分開存放，使用時將二者混合即可。所述疏水性酚醛樹脂可以為常規的各種疏水性酚醛樹脂，優選為二甲苯改性酚醛樹脂、環氧樹脂改性酚醛樹脂和有機硅改性酚醛樹脂中的一種或多種。所述疏水性酚醛樹脂可以商購得到，也可以通過常規的制備方法制得。用于所述疏水性酚醛樹脂的固化劑可以為常規的各種用于所述疏水性酚醛樹脂的固化劑，例如，六次甲基四胺。在本發明中，所述疏水性聚氨酯膠粘劑可以為常規的各種疏水性聚氨酯膠粘劑， 例如，由有機多異氰酸酯及聚醚、聚酯等低聚物中的一種或多種與多元醇制備而得。從方便操作和降低成本的角度出發，本發明優選將有機多異氰酸酯及聚醚、聚酯等低聚物和多元醇分開存放，使用時再將二者混合。所述疏水性聚氨酯樹脂可以商購得到，也可以通過常規的制備方法制得。用于所述疏水性聚氨酯樹脂的固化劑可以為常規的各種用于疏水性聚氨酯樹脂的固化劑，例如，可以選自甲苯二異氰酸酯(TDI)和三羥甲基丙烷(TMP)的加成物、甲苯二異氰酸酯和含羥基組份的預聚物和甲苯二異氰酸酯的三聚體中的一種或多種。所述含羥基組份可以為二元醇、多元醇、醇胺、芳香族二元胺和二元羧酸(酐、酯)中的一種或多種。在本發明中，所述疏水性硅樹脂膠粘劑可以為常規的各種疏水性硅樹脂膠粘劑。例如，由甲基三氯硅烷和/或苯基三氯硅烷交聯得到，或者甲基三氯硅烷和/或苯基三氯硅烷與二甲基二氯硅烷、二苯基二氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷中的一種或多種交聯得到。所述疏水性硅樹脂可以商購得到，也可以通過常規的制備方法制得。用于所述疏水性硅樹脂的固化劑可以為常規的各種用于所述疏水性硅樹脂的固化齊 ，例如，可以為二丁基二月桂酸錫和/或N，N，N' ,N'-四甲基胍鹽。在本發明中，所述疏水性不飽和聚酯膠粘劑含有疏水性不飽和聚酯和不飽和聚酯固化劑。所述疏水性不飽和聚酯可以為常規的各種為疏水性不飽和聚酯，例如，可以為雙酚A型不飽和聚酯、乙烯基樹脂、商代不飽和聚酯、鄰苯型不飽和聚酯以及間苯型不飽和聚酯的一種或多種。所述疏水性不飽和聚脂可以商購得到，也可以通過常規的制備方法制得。用于所述疏水性不飽和聚酯的固化劑可以為常規的各種用于疏水性不飽和聚酯的固化劑，例如，常溫時可以為過氧化酮和環烷酸鈷；加熱時可以為過氧化苯甲酸叔丁酯、 過氧化二碳酸酯、二烷基過氧化物、過氧化辛酸叔己酯和過氧化二碳酸雙酯中的一種或幾種。上述用于不同疏水性樹脂的固化劑的量可以為其常規含量，優選為所述疏水性樹脂的10-40重量％。在本發明中，所述硅砂可以為各種硅砂，例如，可以為選自風積沙、人造砂、再生砂、河沙、海砂和山砂中的一種或多種。所述硅砂的粒徑可以根據具體的使用要求而定。優選情況下，所述硅砂的顆粒直徑可以為45-850微米，更優選為100-500微米。硅砂的圓球度越好，越能夠保證硅砂直徑的孔隙較小、且均勻，從而進一步提高均勻透氣的效果。因此， 所述硅砂的圓球度可以為0. 5-0. 95，優選為0. 6-0. 95。其中，“圓球度”指顆粒棱角的相對銳度或曲率的量度，也可以指顆粒接近球形的程度；圓球度的測定方法為本領域技術人員所公知，例如，可采用圖版法進行測定。為了達到本發明所要求的圓球度要求，可以采用對硅砂進行球磨等本領域技術人員所公知的控制方法來滿足硅砂圓球度的需要。在本發明中，在優選的情況下，所述成型和將第一粘結劑固化同時進行，成型和固化的方法包括將砂基疏水顆粒和第一粘結劑混合并壓制，壓制的條件包括壓力為 0. Ι-lOMPa，溫度為 20-300°C，時間為 10_300s。優選情況下，在將砂基疏水顆粒與粘結劑混合之前，還可以先用油性物質浸泡所述砂基疏水顆粒，使浸泡后的顆粒具有更好的疏水效果，且更易于與疏水性樹脂發生反應， 所述油性物質可以選自己烷、120#溶劑油、菜子油、花生油、葵花子油、大豆油和色拉油中的至少一種。在本發明中，對于硅砂、粘結劑以及固化劑的種類和用量同上述，在此不再贅述。下面將通過具體實施例對本發明進行進一步的詳細描述。在下述制備實施例中，采用壓汞法測定得到的砂基防水透氣磚的孔隙率。在以下實施例中，石英砂購自永登藍天石英砂有限公司。疏水性樹脂及固化劑的廠家和牌號如下液體聚乙烯醇叔丁醛改性環氧樹脂山東圣泉化工股份有限公司，PF5415聚酰胺樹脂改性環氧樹脂福清王牌精細化工有限公司，Kingcure400二甲苯改性酚醛樹脂山東圣泉化工股份有限公司，EXP0351
有機硅樹脂道康寧(美國)，EEllOO聚氨酯樹脂山東圣泉化工股份有限公司，EXP03^環氧樹脂改性酚醛樹脂山東圣泉化工股份有限公司，EXP0295縮水甘油醚類環氧樹脂山東圣泉化工股份有限公司，PF5405乙烯樹脂改性環氧樹脂山東圣泉化工股份有限公司，PF5312異氰酸酯改性環氧樹脂山東圣泉化工股份有限公司，PF5308脂環族環氧樹脂山東圣泉化工股份有限公司，PF5311聚酰胺固化劑福清王牌精細化工有限公司，Kingcure540W60脂環胺江陰天星保溫材料有限公司，TX-8100六次甲基四胺固化劑江陰天星保溫材料有限公司二丁基二月桂酸錫上海元吉化工有限公司TDI三聚體順德市勒流鎮博高涂料廠，BG350TB芳香胺天津潤升化工商貿有限公司，AncamineDL-50制備例1本制備例用于說明本發明中的砂基疏水顆粒的制備。將100重量份風積砂顆粒(平均粒徑為325微米，圓球度為0. 55)加熱至50°C，之后，加入液體聚乙烯醇叔丁醛改性環氧樹脂6重量份，充分攪拌，再加入聚酰胺固化劑1重量份，攪拌均勻，使得環氧樹脂在石英砂顆粒表面覆膜；然而，冷卻至室溫，破碎、篩分后得到砂基疏水顆粒Al。制備例2-8本制備例用于說明中的砂基疏水顆粒的制備。按照實施例1的方法，并利用如表1所示的原料，分別制得砂基疏水顆粒A2-A8。表 權利要求
1.一種砂基防水透氣磚，其特征在于，該砂基防水透氣磚是通過將砂基疏水顆粒和第一粘結劑混合并成型，將第一粘結劑固化而形成的，該砂基防水透氣磚的孔隙率為 10-45%。
2.根據權利要求1所述的砂基防水透氣磚，其中，所述砂基防水透氣磚的孔隙率為 20-；35 %。
3.根據權利要求1或2所述的砂基防水透氣磚，其中，以100重量份砂基疏水顆粒為基準，所述第一粘結劑的量為1-20重量份。
4.根據權利要求3所述的砂基防水透氣磚，其中，所述砂基疏水顆粒為表面包覆有包覆層的硅砂，所述包覆層為固化的第二粘結劑。
5.根據權利要求4所述的砂基防水透氣磚，其中，在所述砂基疏水顆粒中，所述第二粘結劑與硅砂的重量比為1 20-300。
6.根據權利要求4或5所述的砂基防水透氣磚，其中，所述第一粘結劑和第二粘結劑相同或不同。
7.根據權利要求1、4或5所述的砂基防水透氣磚，其中，所述第一粘結劑和第二粘結劑均選自疏水性環氧樹脂膠粘劑、疏水性酚醛樹脂膠粘劑、疏水性聚氨酯樹脂膠粘劑、疏水性不飽和聚酯膠粘劑和疏水性硅樹脂膠粘劑中的一種或多種。
8.根據權利要求4、5或7所述的砂基防水透氣磚，其中，所述硅砂的顆粒直徑為 45-850微米，圓球度為0. 5-0. 95。
9.根據權利要求1所述的砂基防水透氣磚，其中，所述成型和將第一粘結劑固化同時進行，成型和固化的方法包括將砂基疏水顆粒和第一粘結劑混合并壓制，壓制的條件包括壓力為0. Ι-lOMPa，溫度為20-300°C，時間為10_300s。
全文摘要
本發明提供了一種砂基防水透氣磚，該砂基防水透氣磚是通過將砂基疏水顆粒和第一粘結劑混合并成型，將第一粘結劑固化而形成的，該砂基防水透氣磚的孔隙率為10-45％。通過將砂基疏水顆粒和粘結劑混合，并在一定壓力下成型為孔隙率為10-45％范圍內的砂基磚，能夠得到具有良好的防水和透氣性能，并且該砂基磚具有良好的強度，能夠應用于需要較大強度的領域，如人工湖或景觀湖等的防滲層、以及建筑物中屋頂等需要防水的部分等。
文檔編號C04B26/18GK102531464SQ20101061176
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月29日 優先權日2010年12月29日
發明者秦升益, 賈屹海 申請人:北京仁創科技集團有限公司