一种高效耐久的超疏水树脂基自清洁透水砖及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高效耐久的超疏水树脂基自清洁透水砖及其制备方法，利用纳米改性氟化丙烯酸酯降低透水砖表面及孔隙内壁的表面能，使得水滴在透水砖表面及孔隙内壁具有较高的接触角和较低的滚动角，进而使得透水砖具有良好的疏水效果，从而具有较好的自清洁性能。用连续自由基溶液聚合法制得氟化丙烯酸酯，并用纳米SiO2进行改性，制得改性氟化丙烯酸酯；将石英砂、环氧树脂、固化剂、石英粉、改性氟化丙烯酸酯混合搅拌均匀；通过均匀布料、压制成型的方式制得高效耐久的超疏水树脂基自清洁透水砖。本发明专利技术解决了透水砖在使用过程中烟气等污染物易黏附于于透水砖表面进而阻塞孔隙等问题，具有制备工艺简、自清洁效果好、耐久性好等优点，有效提升了透水砖的自清洁性能和透水性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高效耐久的超疏水树脂基自清洁透水砖及其制备方法
本专利技术涉及市政建设领域，特别是涉及一种高效耐久的超疏水树脂基自清洁透水砖及其制备方法。
技术介绍
传统城市建设模式无法避免城市内涝、水环境污染等重大等问题，海绵城市建设让城市回归自然，从源头控制雨水，通过构建“渗、滞、蓄、净、用、排”的工程系统，减小地表径流，避免破坏原有自然水文环境特征，将城市建成自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵体”。透水砖作为海绵城市建设的重要组成部分，对缓解城市内涝问题起到了重要作用。目前我国学者在透水砖的研发方面取得了丰硕的成果，其中，通过树脂固化胶结作用制得的树脂基透水砖具有良好的强度及透水性能，但因其孔隙率较大，砂基透水砖的防尘、防污作用较差，表面很容易被污染物堵塞，显著降低了其适应性和耐久性，因而树脂基自清洁透水砖的研发就显得尤为重要。目前我国学者所制得的自清洁透水砖通常为烧结砖，该种透水砖通过纳米TiO2的光催化降解作用，分解透水砖表面的油污等污染物，实现材料的自清洁功能。但由于该种透水砖需要很高的煅烧温度，能耗较大，环境污染较为严重，不符合当今“绿色低碳”的环保理念。而树脂基自清洁透水砖的研究及应用较少。针对现有技术存在的问题和研究领域的局限性，亟需开发一种高效耐久的超疏水树脂基自清洁透水砖。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高效耐久的超疏水树脂基自清洁透水砖及其制备方法，本专利技术利用纳米改性氟化丙烯酸酯降低透水砖表面及孔隙内壁的表面能，使水滴在透水砖表面及孔隙内壁具有较高的接触角和较低的滚动角，进而使得透水砖具有良好的疏水效果，能够解决树脂基自清洁透水砖在使用过程中烟气等污染物易黏附于于透水砖表面进而阻塞孔隙等问题，具有制备工艺简、自清洁效果好、耐久性好等优点，有效提升了透水砖的自清洁性能和透水性能。本专利技术提供的一种高效耐久的超疏水树脂基自清洁透水砖，由以下重量份的原料制成：石英砂600-650重量份、环氧树脂22-25重量份、固化剂6-8重量份、石英粉3-5重量份、纳米改性氟化丙烯酸酯15-20重量份。本专利技术中，所述环氧树脂采用E20环氧树脂或E21环氧树脂；所述固化剂采用703固化剂或593固化剂。本专利技术中，所述石英砂粒径为40-70目，颗粒为圆形。本专利技术中，所述改性氟化丙烯酸酯的改性方式为用纳米SiO2进行改性。一种高效耐久的超疏水树脂基自清洁透水砖的制备方法，具体步骤如下：（1）用连续自由基溶液聚合法制得氟化丙烯酸酯，并用纳米SiO2进行改性，制得纳米改性氟化丙烯酸酯；（2）将石英砂、环氧树脂、固化剂和石英粉、以及步骤（１）制得改性氟化丙烯酸酯混合，搅拌均匀，得到混合料；（3）将步骤（2）制得的混合料在模具中进行均匀布料，并使用压力机，在15Mpa压力下压制1.5分钟，得到所需透水砖。通过采用上述的技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术利用氟化丙烯酸酯降低透水砖表面及孔隙内壁的表面能，并利用纳米SiO2对氟化丙烯酸酯进行改性，有效提高了氟化丙烯酸酯在透水砖中的稳定性，再加上透水砖表面及孔隙内壁本身即为粗糙结构，水滴在透水砖表面及孔隙内壁具有较高的接触角和较低的滚动角，因而透水砖具有良好的疏水性能，本专利技术能够解决树脂基自清洁透水砖在使用过程中烟气等污染物易黏附于于透水砖表面而阻塞孔隙，进而影响透水砖的自清洁性能及透水性能等问题，具有制备工艺简、自清洁效果好、耐久性好等优点。具体实施方式为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。实施例1：本专利技术提供一种高效耐久的超疏水树脂基自清洁透水砖砖及其制备方法，制备过程如下所示:①氟化丙烯酸酯的制备；②纳米改性氟化丙烯酸酯的制备；③高效耐久的超疏水树脂基自清洁透水砖的制备。具体制备过程如下：①氟化丙烯酸酯的制备：（1）将甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸十二氟庚酯(G-04)以及丙烯酸-β-羟丙酯各取5ml倒入烧杯中，混合搅拌均匀，所得单体混合溶液作为自由基聚合的丙烯酸单体。（2）将50ml乙酸丁酯加入到四口烧瓶中，采用电加热的方式，至乙酸丁酯的回流温度，保持10min。（3）将过10ml氧化苯二甲酰(BPO)加入到步骤（１）制得的单体混合液中，使之充分溶解。然后将溶解了氧化苯二甲酰的单体混合液缓慢滴加到已加入乙酸丁酯四口瓶中，并在回流温度下保温2h，制得氟化丙烯酸酯。②纳米改性氟化丙烯酸酯的制备：称取10g纳米SiO2颗粒和30ml步骤①制得的氟化丙烯酸酯，混合并超声分散30min，然后将混合液加到四口烧瓶中，采用电加热的方式，至乙酸丁酯的回流温度，保持1h，制得纳米改性氟化丙烯酸酯。③高效耐久的超疏水树脂基自清洁透水砖的制备：④将620g石英砂、22gE20环氧树脂、7g703固化剂、3g石英粉、15g如步骤②所述制得的纳米改性氟化丙烯酸酯混合搅拌均匀，在160mm*130mm*40mm模具中进行布料，并使用压力机，在15Mpa压力下压制1.5分钟,制得高效耐久的超疏水树脂基自清洁透水砖，尺寸为160mm*130mm*25mm。实施例2本专利技术提供一种高效耐久的超疏水树脂基自清洁透水砖及其制备方法，制备过程如下所示:①氟化丙烯酸酯的制备；②纳米改性氟化丙烯酸酯的制备；③高效耐久的超疏水树脂基自清洁透水砖的制备。具体制备过程如下：其中，步骤①、②、③同实施例1；④将630g石英砂、23gE21环氧树脂、8g593固化剂、3g石英粉、18g如实施例1步骤②所述制得的纳米改性氟化丙烯酸酯混合搅拌均匀，在160mm*130mm*40mm模具中进行布料，并使用压力机，在15Mpa压力下压制1.5分钟,制得高效耐久的超疏水树脂基自清洁透水砖，尺寸为160mm*130mm*25mm。实施例3本专利技术提供一种高效耐久的超疏水树脂基自清洁透水砖及其制备方法，制备过程如下所示:①氟化丙烯酸酯的制备；②纳米改性氟化丙烯酸酯的制备；③高效耐久的超疏水树脂基自清洁透水砖的制备。具体制备过程如下：其中，步骤①、②、③同实施例1；④将630g石英砂、25gE21环氧树脂、8g703固化剂、4g石英粉、20g如实施例1步骤②所述制得的纳米改性氟化丙烯酸酯混合搅拌均匀，在160mm*130mm*40mm模具中进行布料，并使用压力机，在15Mpa压力下压制1.5分钟,制得高效耐久的超疏水树脂基自清洁透水砖，尺寸为160mm*130mm*25mm。性能测试将实施例1、2和3得到的高效耐久的超疏水树脂基自清洁透水砖分别成型，并将实施例1、2和3所用的纳米改性氟化丙烯酸酯更换为等量的水及等比例减水剂并分别成型，对应命名为对比例1、2和3。待试件成型后即用塑料薄膜覆盖表面，置于20±5℃的环境中静置24小时，然后编号，拆模。拆模后立即将试件移入温度为20±2℃，相对湿度为95％以上的标准养护条件下养护至28d，然后检测其抗压强度、透水系数、透水时效、6个月后的抗压强度及透水系数。测定结果见表1：实施例1对比例1实施例2对比例2实施例3对比例3抗压强度（MPa）47.547.547.847.647.246.8透水系数（10-2cm/s）15.111.815.911.716.111.8透水时效（次）131本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效耐久的超疏水树脂自清洁透水砖，其特征在于，由以下重量份的原料制成：石英砂600‑650重量份、环氧树脂22‑25重量份、固化剂6‑8重量份、石英粉3‑5重量份、纳米改性氟化丙烯酸酯15‑20重量份。

【技术特征摘要】
1.一种高效耐久的超疏水树脂自清洁透水砖，其特征在于，由以下重量份的原料制成：石英砂600-650重量份、环氧树脂22-25重量份、固化剂6-8重量份、石英粉3-5重量份、纳米改性氟化丙烯酸酯15-20重量份。2.根据权利要求1所述的一种高效耐久的超疏水树脂基自清洁透水砖，其特征在于，所述环氧树脂采用E20环氧树脂或E21环氧树脂；所述固化剂采用703固化剂或593固化剂。3.根据权利要求1所述的一种高效耐久的超疏水树脂基自清洁透水砖，其特征在于，所用的石英砂粒径为40-70目，颗粒为圆形。4.根据权利要求1所述的一...

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