一种阻燃透明混凝土制造技术

本发明专利技术公开一种阻燃透明混凝土，由以下重量百分比的组分组成:环氧树脂15‑25%；固化剂5‑10%；玻璃颗粒55‑70%；阻燃剂5‑10%；其中，所述阻燃剂由氢氧化铝、可膨胀石墨、三(2‑氯异丙基)磷酸酯按重量比10:1‑3:0.1‑0.5混合而成；采用氢氧化铝、可膨胀石墨、三(2‑氯异丙基)磷酸酯三种不同类型阻燃剂之间的协同效应，促进炭层的生成，阻止烟和火焰的发展，增强阻燃效果；同时由于阻燃剂的加入，树脂与氢氧化铝、可膨胀石墨的复合体系增加了材料的界面结合力，材料硬度提高；并且氢氧化铝粒子可在树脂内部产生相对滑移，使在拉伸过程中发生的微裂纹迅速弥合，从而提高混凝土的强度。

A Flame Retardant Transparent Concrete

The invention discloses a flame retardant transparent concrete, which is composed of the following components: epoxy resin 15 25%; curing agent 5 10%; glass particles 55 70%; flame retardant 5 10%; in which the flame retardant is composed of aluminium hydroxide, expandable graphite and tri (2 chloroisopropyl) phosphate ester in weight ratio 10:1 3:0.1 0.5; and is mixed with aluminium hydroxide, expandable graphite and tri (2 chloroisopropyl) phosphate ester. The synergistic effect among three different types of flame retardants of chloroisopropyl) phosphate promotes the formation of carbon layer, prevents the development of smoke and flame, and enhances the flame retardant effect. At the same time, due to the addition of flame retardant, the composite system of resin, aluminium hydroxide and expansible graphite increases the interfacial bonding force and the hardness of the material; and aluminium hydroxide particles can produce relative in the resin. Slip makes the micro-cracks occurring in the process of tension quickly close, thus improving the strength of concrete.

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃透明混凝土
本专利技术属于土木工程材料领域，尤其涉及一种阻燃透明混凝土。
技术介绍
承载式高速光伏路面路面通过收集到的太阳能转化为电能，近年来被广泛研究，光伏公路最上面一层是类似毛玻璃的透明混凝土，能够使太阳光通过使下面的太阳能电池把光能转换成电能。目前国内的透明混凝土制备主要有三种形式，其一是利用在预制树脂块外浇筑水泥砂浆制备透明混凝土；其二是在固定的光纤周围浇筑水泥或沥青混凝土制备导光混凝土；其三是在树脂与水泥混合拌合作为胶结料与集料拌合而成制备半透明混凝土。采用以上方法制备的混凝土透光率受到较大限制，为提高透明混凝土的性能，已有大量研究团队进行了研究。环氧树脂是一类具有良好性能的热固性高分子合成材料，其固化物具有很好的粘附性能、较高的机械强度、较小的收缩率、耐化学介质，是一种综合性能优良的材料；其固化产物及改性产物在土木工程以及建筑领域广泛使用，可以替代很多传统的材料。但是目前在这些应用上还不够成熟，存在较多缺点；比如环氧树脂较易燃，普通型环氧树脂的氧指数仅19.8左右，其易燃性及离火后的持续自然使其应用收到限制，阻燃改性十分必要。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种阻燃透明混凝土。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是:一种阻燃透明混凝土，由以下重量百分比的组分组成:环氧树脂15-25%；固化剂5-10%；玻璃颗粒55-70%；阻燃剂5-10%；其中，所述阻燃剂由氢氧化铝、可膨胀石墨、三(2-氯异丙基)磷酸酯按重量比10:1-3:0.1-0.5混合而成。本专利技术采用阻燃剂搭配一定比例的环氧树脂、固化剂和特定比例的玻璃颗粒，不仅加工成型操作简单，还可以保证固化后的环氧树脂交联密度高、结构紧实、抗压强度高。所述阻燃剂由氢氧化铝、可膨胀石墨、三(2-氯异丙基)磷酸酯按一定重量比组成，其中氢氧化铝为粉末状填料，受热脱水，放出水汽稀释可燃物气体和氧气的浓度，阻止燃烧；同时氢氧化铝均匀分散在体系中，可与树脂共同分担外加载荷，使得树脂与填料复合体系能够承受的最大外加载荷提高，使混凝土的拉伸强度增加；同时树脂与氢氧化铝、可膨胀石墨的复合体系增加了材料的界面结合力，材料硬度提高；此外，氢氧化铝粒子在树脂内部产生相对滑移，使在拉伸过程中发生的微裂纹迅速弥合，提高混凝土的强度；可膨胀石墨为片层状填料，受热时迅速膨胀，产生大量气体，使石墨沿轴方向膨胀成蠕虫状的新物质，即石墨产生膨胀窒息燃烧的火焰，形成了致密的烧焦层，阻止了材料的进一步燃烧，并且膨胀过程中会吸收热量，降低体系温度，从而起到良好的阻燃效果；同时，膨胀过程中还会释放夹层中的酸根离子，促进脱水炭化，有效隔热、隔氧，抑制燃烧；三(2-氯异丙基)磷酸酯作为含磷、氯阻燃剂，其磷含量(9.4％)、氯含量(32.5％)较高，三(2-氯异丙基)磷酸酯液态阻燃剂促进了氢氧化铝、可膨胀石墨粉体的均匀分散，同时作为阻燃剂，三(2-氯异丙基)磷酸酯在较低添加量时具有较好的阻燃性能，可减少阻燃剂的使用量；氢氧化铝、可膨胀石墨、三(2-氯异丙基)磷酸酯按照上述重量配比混合而成，既具有良好的阻燃性能，同时能使各组分均匀分散于体系中，提高混凝土的强度。优选的，所述的一种阻燃透明混凝土，所述环氧树脂为双酚A型缩水甘油醚类环氧树脂、兼具脂环族环氧基和缩水甘油酯基的混合型环氧树脂按重量比1:2-4混合而成。优选的，所述的一种阻燃树脂混凝土，所述双酚A型缩水甘油醚类环氧树脂为E51/618；所述兼具脂环族环氧基和缩水甘油酯基的混合型环氧树脂为TDE-85；本方案优选的两种环氧树脂相容性好，固化后强度高，耐热性能好，稳定性高且与所述玻璃颗粒的粘结性更好。优选的，所述的一种阻燃透明混凝土，所述固化剂由质量比为1:1-3的改性芳胺固化剂与过氧化二苯甲酰组成。本方案选用的固化剂保证树脂固化后强度高，与玻璃颗粒的粘结性好。优选的，所述的一种阻燃透明混凝土，所述玻璃颗粒的粒径呈现梯度分布，所述玻璃颗粒由粒径为50-100μm、100μm-200μm、200μm-500μm的玻璃颗粒按重量比1:2-5:1-3组成；其中，大尺寸玻璃颗粒在树脂固化体系中起到支撑骨架作用，小尺寸玻璃颗粒可以填充在树脂固化体系中的微小空隙中使树脂的固化更致密；不同粒度的所述玻璃颗粒共同作用，使得树脂混凝土内部更加密实，从而具有较高的机械强度。本专利技术还提供所述的一种阻燃透明混凝土的制备方法，包括以下步骤:S1、按重量百分比称取所述玻璃颗粒，手动搅拌5～10min后，与所述固化剂、所述阻燃剂用真空脱泡搅拌机搅拌混合均匀；S2、称取所述重量百分比的环氧树脂加入步骤S1制得的混合液中，用真空脱泡搅拌机搅拌混合均匀得混合液；S3、将步骤S2制得的混合液倒入模具中，用钢尺刮平构件表面，室温下养护待强5天后拆模，即得所述阻燃透明混凝土。优选的，所述的一种阻燃透明混凝土的制备方法，所述真空脱泡搅拌机的转速设定为1000～1500r/min，搅拌时间为20-30min。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是:（1）采用氢氧化铝、可膨胀石墨、三(2-氯异丙基)磷酸酯三种不同类型阻燃剂之间的协同效应，促进炭层的生成，阻止烟和火焰的发展，增强阻燃效果。（2）阻燃剂的加入不影响环氧树脂的机械性能，同时树脂与氢氧化铝、可膨胀石墨的复合体系增加了材料的界面结合力，材料硬度提高；并且氢氧化铝粒子可在树脂内部产生相对滑移，使在拉伸过程中发生的微裂纹迅速弥合，提高混凝土的强度。附图说明图1为实施例1制备得到的阻燃透明混凝土试样燃烧后的内表面的扫描电镜图；图2为实施例1制备得到的阻燃透明混凝土试样燃烧后的外表面的扫描电镜图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术；除非特别说明，本专利技术采用的试剂、方法和设备为本
常规试剂、方法和设备。作为一种优选的实施方式，本专利技术一种阻燃透明混凝土的制备方法，包括以下步骤:S1、按重量百分比称取所述玻璃颗粒，手动搅拌5～10min后，与所述固化剂、所述阻燃剂用真空脱泡搅拌机搅拌混合均匀；S2、称取所述重量百分比的环氧树脂加入步骤S1制得的混合液中，用真空脱泡搅拌机搅拌混合均匀得混合液；S3、将步骤S2制得的混合液倒入模具中，用钢尺刮平构件表面，室温下养护待强5天后拆模，即得所述阻燃透明混凝土。更优选的，所述真空脱泡搅拌机的转速设定为1000～1500r/min，搅拌时间为20-30min。下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步说明。实施例1一种阻燃透明混凝土，由以下重量百分比的组分组成:环氧树脂20%；固化剂7%；玻璃颗粒65%；阻燃剂8%；所述阻燃剂由氢氧化铝、可膨胀石墨、三(2-氯异丙基)磷酸酯按重量比10:2:0.3混合而成；所述环氧树脂为双酚A型缩水甘油醚类环氧树脂E51/618、兼具脂环族环氧基和缩水甘油酯基的混合型环氧树脂TDE-85按重量比1:3混合而成；所述固化剂由质量比为1:2的改性芳胺固化剂与过氧化二苯甲酰组成；所述玻璃颗粒由粒径为50-100μm、100μm-200μm、200μm-500μm的玻璃颗粒按重量比1:3:2组成。上述一种阻燃透明混本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻燃透明混凝土，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成:环氧树脂    15‑25%；固化剂      5‑10%；玻璃颗粒    55‑70%；阻燃剂      5‑10%；其中，所述阻燃剂由氢氧化铝、可膨胀石墨、三(2‑氯异丙基)磷酸酯按重量比10:1‑3:0.1‑0.5混合而成。

【技术特征摘要】
1.一种阻燃透明混凝土，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成:环氧树脂15-25%；固化剂5-10%；玻璃颗粒55-70%；阻燃剂5-10%；其中，所述阻燃剂由氢氧化铝、可膨胀石墨、三(2-氯异丙基)磷酸酯按重量比10:1-3:0.1-0.5混合而成。2.根据权利要求1所述的一种阻燃透明混凝土，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型缩水甘油醚类环氧树脂、兼具脂环族环氧基和缩水甘油酯基的混合型环氧树脂按重量比1:2-4混合而成。3.根据权利要求2所述的一种阻燃透明混凝土，其特征在于，所述双酚A型缩水甘油醚类环氧树脂为E51/618；所述兼具脂环族环氧基和缩水甘油酯基的混合型环氧树脂为TDE-85。4.根据权利要求3所述的一种阻燃透明混凝土，其特征在于，所述固化剂由质量比为1:1-3的改性芳胺固化剂与过氧化二苯甲酰组成。5.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：荆建军，肖力，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：广东,44