專利名稱：復合透水磚的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種透水建筑材料，特別是透水磚。
背景技術：
目前，全球能源、水資源匱乏，同時沙化面積擴大和風沙的頻繁發生，使人類生存的環境日趨惡劣。目前城市居民居住的地方主要被用花崗巖、大理石、釉面磚、水泥和柏油等不透水的材質鋪設的城市廣場、商業街、人行道、社區活動地、停車場等的地面包圍著，硬化地面對城市環境的危害非常大。下雨時，硬化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，加重了城市排水設施的負擔；雨水的大量流失導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，加重市政綠化負擔；雨水的大量流失進一步加重城市的干旱、缺水問題，開發新型的環保建筑材料，改善和美化人類生存環境勢在必行。
目前市場上建材領域的一些透水磚、透水路面等的透水性材料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，原料的開采造成對環境的破壞，陶瓷型透水磚生產工藝復雜，而且陶瓷基磚在成型燒結時需要耗費大量的能源，成本高，生產效率低，環保投入大，一次性投資規模大；混凝土透水磚雖然成本低，但現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，因此不能持續保持高透水性能；而且由于空隙較大，其用于水過濾效果也較差；同時混凝土透水磚的顏色單一，表面粗糙，不美觀，韌性不好，抗壓能力差。
目前出現的高分子聚合物透水磚，由于樹脂等原料成本較高，很難大面積推廣。
關于透水性材料領域及待開發出成本低、美觀、長效透水、抗壓抗折能力強的產品。
發明內容
為了解決現有技術中的混凝土透水磚的表面顆粒粗大、靠縫隙透水、抗壓抗折能力較差不足，及陶瓷透水磚、高分子透水磚的成本高等不足，本發明開發出一種結構簡單、成本低、表面致密的透水磚。
本發明的技術方案是一種復合透水磚，該透水磚包括透水表層和透水基層，透水表層和透水基層緊密結合為一體；透水表層和透水基層中分別包含有骨料和包覆骨料的粘結劑；所述透水表層中的粘結劑中至少包含有親水性粘結劑，透水表層中的粘結劑既可以全部是親水性粘結劑，也可以部分是親水性粘結劑。
所述的透水表層中的除親水性粘結劑之外的粘結劑為樹脂粘結劑。該親水性樹脂粘結劑為環氧樹脂、聚氨酯和丙烯酸樹脂中的一種或幾種；上述環氧樹脂、聚氨酯和丙烯酸樹脂中的分子側鏈含有足夠親水性的羧酸鹽、磺酸鹽、銨鹽、羥基或主鏈含有非離子型親水鏈段。(如中低分子量聚氧化乙烯)。
所述透水表層中的親水性粘結劑占透水表層中粘結劑的1～60％。
所述的透水表層中的親水性粘結劑為親水性樹脂粘結劑，具體為親水性環氧樹脂，該親水性環氧樹脂是引入親水基團具有很好的親水性的環氧樹脂。
所述的透水表層中的骨料粒徑最好為0.05mm-2mm，該骨料可根據需要著上各種顏色；以保證透水表層非常致密，使表面更加美觀，而不易被灰塵堵死，表層中骨料最好為0.07mm-1.5mm的石英砂，該石英砂選自沙漠中的風積沙。
所述的透水表層的粘結劑中也可添加有少量的無機粘結劑，如硅酸鹽、磷酸鹽和水泥等。
所述的透水表層中可添加有偶聯劑；最好為含硅、鈦或磷等元素的偶聯劑，以增強骨料間的粘結強度。
所述的透水表層中可添加有光穩定劑和/或抗氧化劑，以增強表層的耐候性。
所述的透水磚的表層中可添加親水性無機材料，所述的親水性無機材料為硅藻土、膨潤土、珍珠巖中的一種或幾種。
所述的樹脂類粘結劑為環氧樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂之一或其任意組合；上述樹脂最好選用耐候性好的環氧樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂。
所述的樹脂類粘結劑為環氧樹脂，該環氧樹脂為通過脂肪族多胺或脂環族多胺類固化劑固化的環氧樹脂；其用量與環氧樹脂的質量比為5～60∶100。
所述的環氧樹脂為脂環族型環氧樹脂、氫化雙酚A型環氧樹脂、有機硅改性雙酚A型環氧樹脂、飽和縮水甘油酯型環氧樹脂、雜環型和混合型環氧樹脂中的一種或其任意組合。
所述的樹脂類粘結劑為聚氨酯樹脂；該聚氨酯樹脂為脂肪族多元醇和多異氰酸酯混合物，且該聚氨酯樹酯中還可添加有氨酯級溶劑、擴鏈劑與交聯劑。
所述的透水基層中的粘結劑中包括水泥，水泥的成本較低，可降低磚的成本，所述的透水基層中的骨料的顆粒粒徑最好為2mm-10mm，以增強透水基層的透水性能。
上述本發明的復合透水磚，制造時可以將透水表層和透水基層一次復合成型，也可以先分別制造出透水表層和透水基層，然后將兩者復合在一起，如通過粘結，也可以先制造出透水表層和透水基層之一，然后在其上成型另一層。
本發明由于采用了上述技術方案，使本發明中的發光墻地磚具有如下有益效果本發明由于采用上述方案，具有如下有益效果(1)兩層復合結構，由于透水表層具有親水性粘結劑，使得透水磚的透水性能大大提高，從而能夠保證磚體表面的致密、透水，堵塞少，又由于透水基層可以使用低成本的粘結劑(如水泥)和骨料，可以有效降低透水磚的成本。
(2)節能表層材料主要為樹脂和石英砂，基層材料主要為水泥和石英砂，免燒結成型，骨料主要采用沙漠中的沙子為原料，變廢為寶，化害為利。
(3)耐候性好選用耐候性好的粘結劑，添加抗氧化劑、光穩定劑；提高了抗氧化性和防紫外線的能力，大大提高了耐候性。
(4)透水性好通過選用透水性好的親水性樹脂，并在骨料中添加親水性無機材料，有效提高了透水性。
(5)應用領域廣泛可大面積應用在園林、人行道、廣場、房頂雨水收集系統；美觀耐用，優化城市環境，改善城市水循環，補充地下水資源，改善水循環。
具體實施例方式
為了進一步驗證本發明的有益效果，發明人進行了多次實驗，現列舉如下較佳的的實施例來進一步說明本發明的有益效果；實例1一種復合透水磚，包括透水表層和透水基層，透水表層原料如下取染成青色的0.4～0.2mm目石英砂100g，氫化雙酚A型環氧樹脂4.6g，0.46g親水性環氧樹脂，脂肪族多胺固化劑1.4g，偶聯劑為環氧丙氧丙基三甲氧基硅烷5600.12g，光穩定劑UV-3200.012g和抗氧劑10100.006g；珍珠巖粉1克，透水基層的原料為粒徑為2mm-3mm的石英砂，粘結劑為水泥，制得的成品透水磚的表層和基層的厚度比為2∶3。測試其性能指標與普通透水磚的對比情況見表1。
實例2復合透水磚，包括透水表層和透水基層，透水表層原料如下取染成綠色的0.07～0.2mm目石英砂10Kg，粘合劑為含羥基的丙烯酸樹脂600g和75％的HDI縮二脲200g，親水性環氧樹脂6克，水泥1克，硅酸鹽5克，硅烷偶聯劑5503g，光穩定劑UV-326 0.6g和抗氧劑1010 0.9g，固化反應催化劑0.5％的環烷酸鉛溶液0.5g、二月桂酸二丁基錫0.9g；透水基層的原料為粒徑為2mm-4mm的石英砂，粘結劑為水泥，制得的成品透水磚的表層和基層的厚度比為1∶3。測試其性能指標與普通透水磚的對比情況見表2。
實例3復合透水磚，包括透水表層和透水基層，透水表層原料如下取染成黑色的0.2～0.4mm石英砂15Kg，粘合劑為70％的650聚酯溶液600g和75％的HDI的縮二脲溶液560g，硅藻土10克，親水性環氧樹脂360克，水泥10克；加入硅烷偶聯劑5505g，光穩定劑UV-3270.6g；抗氧劑12220.9g，環烷酸鋅1.8g；擴鏈劑與交聯劑為三羥甲基丙烷20g；取甲乙酮15g作為氨酯級溶劑；透水基層的原料為粒徑為2-4mm的石英砂，粘結劑為水泥，制得的成品透水磚的表層和基層的厚度比為2∶7；測試其性能指標與普通透水磚的對比情況見表3。
實施例4分別在實施例1-3中的透水表層中僅使用親水性環氧樹脂，即透水表層中的粘結劑全部為親水性環氧樹脂，其它不變。所得復合磚的測試結果與實施例1-3一致，其在能夠保證抗壓、抗折、耐磨、保水的前提下，均可以大幅度提高透水性(透水系數)。
實施例5在實施例1-4中分別以親水性聚氨酯樹脂和親水性丙烯酸樹脂替代透水表層中相應的親水性環氧樹脂，所得復合透水磚的透水性能也能夠得到大幅度提高。
根據以上實施例可知通過應用本發明所述的技術方案，顯著提高了透水磚的透水性，并有效的降低了透水磚的成本。
表1
表2
表3
權利要求
1.一種復合透水磚，其特征在于該透水磚包括透水表層和透水基層，透水表層和透水基層緊密結合為一體；透水表層和透水基層中分別包含有骨料和包覆骨料的粘結劑；所述透水表層中的粘結劑中至少包含有親水性粘結劑。
2.如權利要求1所述的復合透水磚，其特征在于所述的透水表層中的除親水性粘結劑之外的粘結劑為樹脂粘結劑。
3.如權利要求1所述的復合透水磚，其特征在于所述透水表層中的親水性粘結劑占透水表層中粘結劑的1～60％。
4.如權利要求1或2或3所述的復合透水磚，其特征在于所述的透水表層中的親水性粘結劑為親水性樹脂粘結劑。
5.如權利要求4所述的復合透水磚，其特征在于所述親水性樹脂粘結劑為環氧樹脂、聚氨酯和丙烯酸樹脂中的一種或幾種；上述環氧樹脂、聚氨酯和丙烯酸樹脂中的分子側鏈含有親水性的羧酸鹽、磺酸鹽、銨鹽、羥基或主鏈含有非離子型親水鏈段。
6.如權利要求1或2或3所述的復合透水磚，其特征在于所述的透水表層中的骨料粒徑為0.05mm-2mm。
7.如權利要求1或2或3所述的復合透水磚，其特征在于所述的透水基層中的粘結劑中包括水泥，所述的透水基層中的骨料的顆粒粒徑為2mm-10mm。
8.如權利要求6所述的復合透水磚，其特征在于所述的透水基層中的粘結劑中包括水泥，所述的透水基層中的骨料的顆粒粒徑為2mm-10mm。
9.如權利要求2所述的復合透水磚，其特征在于所述的樹脂類粘結劑為環氧樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂之一或其任意組合。
10.如權利要求9所述的復合透水磚，其特征在于所述的樹脂類粘結劑為環氧樹脂，該環氧樹脂為通過脂肪族多胺或脂環族多胺類固化劑固化的環氧樹脂；其用量與環氧樹脂的質量比為5～60∶100。
11.如權利要求10所述的復合透水磚，其特征在于所述的環氧樹脂為脂環族型環氧樹脂、氫化雙酚A型環氧樹脂、有機硅改性雙酚A型環氧樹脂、飽和縮水甘油酯型環氧樹脂、雜環型和混合型環氧樹脂中的一種或其任意組合。
12.如權利要求9所述的復合透水磚，其特征在于所述的樹脂類粘結劑為聚氨酯樹脂；該聚氨酯樹脂為脂肪族多元醇和多異氰酸酯混合物，且該聚氨酯樹酯中還可添加有氨酯級溶劑、擴鏈劑與交聯劑。
13.如權利要求1所述的復合透水磚，其特征在于所述的透水表層的粘結劑中可添加有少量的無機粘結劑。
14.如權利要求1所述的復合透水磚，其特征在于所述的透水表層中還添加有含硅、鈦或磷等元素的偶聯劑。
15.如權利要求1所述的復合透水磚，其特征在于所述的透水表層中還添加有光穩定劑和/或抗氧化劑。
16.如權利要求1所述的復合透水磚，其特征在于所述的透水磚中添加有親水性無機材料，所述的親水性無機材料為硅藻土、膨潤土、珍珠巖中的一種或幾種。
17.如權利要求1或2或3或8所述的復合透水磚，其特征在于所述的透水表層中的骨料為石英砂。
全文摘要
本發明涉及一種復合透水磚，該透水磚包括透水表層和透水基層，透水表層和透水基層緊密結合為一體；透水表層和透水基層中分別包含有骨料和包覆骨料的粘結劑；所述透水表層中的粘結劑中至少包含有親水性粘結劑。該透水磚由于采用上述方案，使透水磚既保持良好的透水性，磚體表面的致密、透水，又有效的降低了透水磚的成本。
文檔編號E01C5/00GK1966861SQ200610140628
公開日2007年5月23日 申請日期2006年9月30日 優先權日2006年9月30日
發明者秦升益, 張偉民 申請人:北京仁創制造技術研究院