一种微胶囊透水砖及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种微胶囊透水砖及其制备方法。所述微胶囊透水砖包括覆膜骨料、粘结物质、固化剂和溶剂，其特征在于：所述覆膜骨料采用热法覆固体树脂膜；所述粘结物质为环氧树脂，固化剂为环氧固化剂，溶剂为高沸点低毒溶剂；所述粘结物质和固化剂均以微胶囊为载体。所述制备方法包括骨料的覆膜、制备微胶囊、覆膜骨料和微胶囊的混合、布料、加热释放微胶囊中的反应物、压制成型、养护七个步骤。本发明专利技术采用微胶囊作为粘结物质和固化剂的载体，能够控制其释放时间，为透水砖生产过程中遇到的拌合物粘黏问题提供了有效的解决途径，同时添加溶剂提供了良好的反应环境，能够优化透水砖的透水性能。

Microcapsule permeable brick and preparation method thereof

The invention discloses a microcapsule permeable brick and a preparation method thereof. The micro capsule comprises water permeable brick aggregate, coated adhesive material, curing agent and solvent, which is characterized in that the coated aggregate using heat solid resin film coating method; the adhesive material for epoxy resin, curing agent for epoxy curing agent, solvent and high boiling point solvents with low toxicity; the adhesive material and curing agent were the micro capsule as the carrier. The preparation method comprises the following steps: coating the aggregate, preparing the microcapsule, laminating the aggregate and the microcapsule, mixing and distributing the material, heating and releasing the reactants in the microcapsule, pressing, forming and curing seven steps. The invention adopts the microcapsule as bonding material and carrier curing agent, can control the release time, provides an efficient solution to meet the production process of water permeable brick mixture viscosity, while adding solvent reaction provides a good environment, can optimize the permeability performance of pervious brick.

【技术实现步骤摘要】
一种微胶囊透水砖及其制备方法
本专利技术涉及一种微胶囊透水砖及其制备方法，属于市政建设的透水砖

技术介绍
2016年入夏以来，我国南北已有多地遭受了暴雨的袭击。以武汉为例，从6月30日20：00开始至7月6日10时，武汉国家基本气象站记录的本轮强降雨已累计降下560.5毫米，突破了武汉自有气象记录以来历史最高值。在此期间，单单湖北省就有17个市（州、直管市、林区）80个县（市、区）1162.85万人受灾，死亡48人失踪7人，紧急转移安置52.49万人。因灾倒塌房屋2.1万间，农作物受灾面积1096.6千公顷，直接经济损失达181.2亿元。暴雨引发的严重城市内涝，暴露出城市排水系统的种种弊端，也更加体现出建设“海绵城市”的迫切性。区别于传统的将水排放转移的治水思路，“海绵城市”指的是城市在遇到降雨时能够“吸收、存蓄、渗透、净化”雨水，从而补充地下水，调节水循环。建设“海绵城市”不仅可以解决当前多发的城市内涝灾害、雨水径流污染、水资源短缺等突出问题，还有利于修复城市水生态环境，拥有诸多益处。随着研究的深入，研发性能更加优化的透水砖已成为建设海绵城市的重要一环。近年来，尽管透水砖的研究取得了一定成果，现有的透水砖制备过程仍不成熟。尤其是生产中的布料过程存在许多问题。体现在：传统的透水砖制作往往先将粘结材料、固化剂、覆膜骨料混合均匀后，再进行装模、压制、养护。由于粘结材料多采用树脂，混合后的拌合物粘性较大，一方面容易发生结块，从而导致模具中的拌合物中产生不均匀空隙；另一方面在布料时容易发生粘黏滞后现象，导致模具无法被完全填满。上述问题的存在既影响了透水砖的透水性能和抗折强度，也造成了原材料的浪费，严重制约了透水砖的生产和使用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种微胶囊透水砖及其制备方法。通过微胶囊包裹粘结材料和固化剂的方式改善布料时拌合物的松散度，从而达到均匀布料。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：一种微胶囊透水砖，其特征在于所述透水砖由覆膜骨料、粘结物质微胶囊、固化剂微胶囊和溶剂组成，覆膜骨料：粘结物质微胶囊：固化剂微胶囊：溶剂的质量比为100:4:2:20；所述覆膜骨料采用天然石英砂，所述石英砂粒径为0.1-0.3mm。本专利技术中，所述覆膜骨料采用热法通过覆膜树脂进行覆膜，预热温度为130-180℃，覆膜时间为1-2min，硬化剂为乌洛托品水溶液。本专利技术中，覆膜树脂采用分子量为850～3800的双酚A型环氧树脂，所述双酚A型环氧树脂的质量为石英砂质量的3%。本专利技术中，所述粘结物质微胶囊包含囊芯与囊壁，所囊芯使用粘结性能较好的环氧树脂，囊壁为苯乙烯-马来酸酐及明胶组合而成。本专利技术中，所述粘结性能较好的环氧树脂包括型号为E-51、E-44或E-42的双酚A型环氧树脂，其中的一种或多种复合使用。本专利技术中，所述固化剂微胶囊包含囊芯与囊壁，囊芯包括粘度20-1800mpa.s/25℃的环氧固化剂，囊壁材料为甲苯二异氰酸酯（TDI）。本专利技术中，所述粘度为20-1800mpa.s/25℃的环氧固化剂为经过改性的脂肪胺、酚醛胺和芳香胺中一种或几种，脂肪胺型号为593，酚醛胺为T-31，芳香胺为H-113和SM-113。本专利技术中，所述溶剂为沸点高于65℃低于80℃且低毒的溶剂，具体为烷烃类溶剂己烷或羧酸类溶剂三氟代乙酸中任一种。本专利技术提出的微胶囊透水砖的制备方法，具体步骤如下：（1）将覆膜骨料、粘结物质微胶囊和固化剂微胶囊均匀混合形成拌合物；（2）将混合好的拌合物在模具中均匀布料，并在15Mpa压力下压制1.5分钟，得到砖块；（3）将砖块送至65℃恒温养护炉，向砖块喷撒溶剂，养护时间为1小时，得到微胶囊透水砖。本专利技术中，所述粘结物质微胶囊和固化剂微胶囊均采用原位聚合法或界面聚合法制成。上述技术方案中的作用机理为：两种微胶囊在65℃恒温条件下囊壁都能发生熔化或破裂并释放囊芯，囊芯中的粘结剂和固化剂与覆膜骨料发生反应；同时喷洒的溶剂能够保持液体状态不挥发，稀释树脂，提供良好的反应环境。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术采用微胶囊作为粘结物质和固化剂的载体，通过调节养护温度来控制囊芯物质在特定的时间和条件下释放，使得拌合物在下料过程中能够保持较为松散的状态，保证了下料的均匀和模具的完全填充；（2）本专利技术控制养护温度为65℃，在该温度条件下囊壁熔化或破裂，其中的粘结物质和固化剂流出而发生反应，由于微胶囊在拌合物中分布更加均匀，透水砖气孔分布更加优化，透水性能得到改善；（3）本专利技术在透水砖的养护过程中喷洒溶剂，为粘结材料和固化剂的反应提供良好的反应环境，有利于反应的充分进行，且所选用溶剂毒性较低，不会造成环境污染。附图说明图1是本专利技术中粘结材料和固化剂微胶囊的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。实施例1一种微胶囊透水砖及其制备方法，包括：覆膜骨料、粘结物质、固化剂和溶剂。覆膜骨料采用粒径为0.1-0.3mm的天然石英砂，覆膜树脂采用双酚A型环氧树脂E12（软化点为85～95℃，平均分子量为1400），溶剂采用己烷（沸点为68.7℃）。a、将粒径为0.1-0.3mm的天然石英砂加热到150℃，按照的质量比将热砂和树脂放入混砂机中覆膜1min，均匀混合后加入硬化剂乌洛托品水溶液，待砂温下降加入附加剂硬脂酸钙均匀混合，型砂卸出混砂机，进一步破碎冷却后筛分；b、选用改性的环氧固化剂T-31，采用界面聚合法，100份固化剂对应3份2，4一甲苯二异氰酸酯TDI壁材单体制备微胶囊固化剂；c、选用型号为E44的双酚A型环氧树脂，采用原位聚合法，按照明胶溶液、树脂稀释溶液（质量分数为70-80%）、苯乙烯-马来酸酐的质量比为1:2:1的比例制得环氧树脂胶囊；d、将覆膜骨料、粘结物质微胶囊和固化剂微胶囊均匀混合形成拌合物，其中覆膜骨料、粘结物质和固化剂的质量比为：100:4:2；e、将混合好的拌合物在模具中均匀布料，并在15Mpa压力下压制1.5分钟；f、将砖块送至65℃恒温养护炉，向砖块喷撒溶剂，养护时间为1小时。g、将透水砖半成品经脱模后取出放在阴凉处自然风干，得到沙混透水砖成品。h、实施例2一种微胶囊透水砖及其制备方法，包括：覆膜骨料、粘结物质、固化剂和溶剂。覆膜骨料采用粒径为0.1-0.3mm的天然石英砂，覆膜树脂采用双酚A型环氧树脂E12（软化点为85～95℃，平均分子量为1400），溶剂采用三氟代乙酸（沸点71.1°C）a、将粒径为0.1-0.3mm的天然石英砂加热到150℃，按照的质量比将热砂和树脂放入混砂机中覆膜1min，均匀混合后加入硬化剂乌洛托品水溶液，待砂温下降加入附加剂硬脂酸钙均匀混合，型砂卸出混砂机，进一步破碎冷却后筛分；b、选用改性的环氧固化剂T-31，采用界面聚合法，100份固化剂对应3份2，4一甲苯二异氰酸酯TDI壁材单体制备微胶囊固化剂；c、选用型号为E42的双酚A型环氧树脂，采用原位聚合法，按照明胶溶液、树脂稀释溶液（质量分数为70-80%）、苯乙烯-马来酸酐的质量比为1:2:1的比例制得环氧树脂胶囊；d、将覆膜骨料、粘结物质微胶囊和固化剂微胶囊均匀混合形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微胶囊透水砖，其特征在于所述透水砖由覆膜骨料、粘结物质微胶囊、固化剂微胶囊和溶剂组成，覆膜骨料：粘结物质微胶囊：固化剂微胶囊：溶剂的质量比为100:4:2:20；所述覆膜骨料采用天然石英砂，所述石英砂粒径为0.1‑0.3mm。

【技术特征摘要】
1.一种微胶囊透水砖，其特征在于所述透水砖由覆膜骨料、粘结物质微胶囊、固化剂微胶囊和溶剂组成，覆膜骨料：粘结物质微胶囊：固化剂微胶囊：溶剂的质量比为100:4:2:20；所述覆膜骨料采用天然石英砂，所述石英砂粒径为0.1-0.3mm。2.根据权利要求１所述的微胶囊透水砖，其特征在于：所述覆膜骨料采用热法通过覆膜树脂进行覆膜，预热温度为130-180℃，覆膜时间为1-2min，硬化剂为乌洛托品水溶液。3.根据权利要求２所述的微胶囊透水砖，其特征在于：覆膜树脂采用分子量为850～3800的双酚A型环氧树脂，所述双酚A型环氧树脂的质量为石英砂质量的3%。4.根据权利要求1所述的微胶囊透水砖，其特征在于：所述粘结物质微胶囊包含囊芯与囊壁，所囊芯使用粘结性能较好的环氧树脂，囊壁为苯乙烯-马来酸酐及明胶组合而成。5.根据权利要求４所述的微胶囊透水砖，其特征在于：所述粘结性能较好的环氧树脂包括型号为E-51、E-44或E-42的双酚A型环氧树脂，其中的一种或多种复合使用。6.根据权利要求１所述的微胶囊透水砖，其特征在于：所述固化剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：王啸夫，张雄，王浩任，刘恒，耿莉萍，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31