一种防渗透气超疏水颗粒及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种防渗透气超疏水颗粒及其制备方法，该颗粒包括颗粒芯材

【技术实现步骤摘要】
一种防渗透气超疏水颗粒及其制备方法


[0001]本专利技术属于防渗透气
，涉及一种防渗透气超疏水颗粒及其制备方法
。

技术介绍

[0002]土地荒漠化是较为严重的生态环境问题，高效耐久的防渗透气材料可有效减少水分流失，并保证植物和土壤微生物能够正常呼吸，使其获得生长所需的水分和氧气，提高植被成活率，进而恢复和重建受损的生态系统
。
防渗透气材料的关键在于同时实现水分不渗漏和空气可渗透，因而目前防渗透气材料多为多孔材料，如防渗透气砖
。
块体多孔材料难以灵活应用于荒漠土壤环境，其他简单铺设的防渗透气材料难以同时满足良好的防渗性和透气性，也难以保证铺设的均匀性
。
[0003]专利
CN115650680A
公开了一种微孔防渗透气砖的制备方法，采用乳液法在基质内形成独特的微气孔，实现了砖体孔结构
(
孔径和气孔率
)
的可控制备
。
但该专利生产工艺复杂，操作繁琐，且防渗透气砖难以应用于土地荒漠化治理
。
[0004]专利
CN109678559A
公开了一种超疏水
、
高耐久防渗透气砂及其制备方法，防渗透气砂包括石英砂及包裹在其表面的疏水膜，所述疏水膜是由疏水树脂
、
固化剂
、
聚四氟乙烯和纳米二氧化硅在石英砂表面交联固化得到，所述疏水膜表面形成微纳二级粗糙结构
。
专利
CN115231853A
公开了一种人工湖防渗漏用超疏水颗粒及其制备方法和应用，该方法包括如下步骤：将颗粒芯材
、
疏水性树脂和固化剂，搅拌至均匀；在疏水性树脂未固化前，加入微米级憎水材料，再搅拌至均匀；加入纳米级憎水材料分散液，然后搅拌至均匀，干燥后，即制得人工湖防渗漏用超疏水颗粒
。
但上述两项专利均无法保证膜层和粗糙结构分布均匀，不同批次制备的颗粒之间疏水性能不稳定
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的防渗材料透气性差
、
透气材料防渗性差
、
抗渗层结构复杂
、
耐久性差和易开裂导致渗漏等至少一种缺陷而提供一种防渗透气超疏水颗粒及其制备方法，本专利技术同时实现了良好的防渗性和透气性，表面膜层和粗糙结构分布均匀，疏水性能稳定，并具有良好的耐久性
。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]本专利技术的技术方案之一在于，提供一种防渗透气超疏水颗粒，该颗粒包括颗粒芯材
、
包裹于颗粒芯材表面的功能膜以及功能膜表面存在的微
‑
纳二级粗糙结构；
[0008]所述功能膜采用疏水型树脂
、
固化剂
(
相应于疏水型树脂
)
和分散剂于颗粒芯材表面交联固化得到，所述微
‑
纳二级粗糙结构采用微米级憎水材料和纳米级憎水材料通过功能膜粘结于颗粒芯材表面得到；
[0009]所述颗粒包括以下重量份组分：颗粒芯材
85
‑
90
份
、
疏水型树脂4‑6份
、
固化剂
0.5
‑
1.5
份
、
分散剂
0.5
‑
1.5
份
、
微米级憎水材料2‑4份和纳米级憎水材料
1.5
‑3份
。
[0010]本专利技术先利用疏水型树脂以及相应的固化剂在颗粒芯材表面形成疏水功能膜，再
利用疏水型树脂的黏附性将微米级憎水材料和纳米级憎水材料黏附于表面形成微
‑
纳二级粗糙结构
。
[0011]根据
Wenzel
疏水模型，增大颗粒表面粗糙度将提高表面疏水性；根据
Cassie
疏水模型，颗粒表面的微
‑
纳二级粗糙结构使表面滞留一层空气膜，减小颗粒表面与接触表面的液体之间的接触面积，进一步提高颗粒的疏水性，起到良好的防渗作用
。
同时，由于超疏水颗粒堆积后仍存在孔隙，可以保持良好的透气性
。
[0012]分散剂使疏水型树脂更加均匀地分布在颗粒芯材表面，疏水型树脂和固化剂在颗粒芯材表面交联固化使其具有良好的强度与耐久性
。
[0013]进一步地，所述颗粒芯材为颗粒状材料，选自石英砂
、
石灰石粉
、
火山灰
、
粉煤灰
、
硅灰
、
矿渣
、
磷渣粉
、
漂珠和膨胀珍珠岩中的一种或多种，粒径为
0.1
‑
1mm。
[0014]进一步地，所述疏水型树脂选自氟碳树脂
、
氟硅树脂
、
有机硅树脂
、
聚酰胺改性环氧树脂和丙烯酸树脂中的一种或多种，所述固化剂选自异氰酸酯
、
三乙烯四胺
、
四乙烯五胺
、
过氧化苯甲酰
、
过氧化氢异丙苯和叔丁基过氧化氢中的一种或多种，所述分散剂选自三聚磷酸钠
、
六偏磷酸钠和聚丙烯酰胺中的一种或多种
。
[0015]进一步地，所述疏水型树脂选自氟碳树脂和氟硅树脂中的一种或两种，所述固化剂包括异氰酸酯；
[0016]所述疏水型树脂选自有机硅树脂和聚酰胺改性环氧树脂中的一种或两种，所述固化剂选自三乙烯四胺和四乙烯五胺中的一种或两种；
[0017]所述疏水型树脂包括丙烯酸树脂，所述固化剂选自过氧化苯甲酰
、
过氧化氢异丙苯和叔丁基过氧化氢中的一种或多种
。
[0018]进一步地，所述微米级憎水材料选自有机硅憎水粉
、
微米活性炭和聚四氟乙烯微粉中的一种或多种，粒径为1‑
100
μ
m。
[0019]进一步地，所述纳米级憎水材料选自疏水型纳米二氧化硅
(SiO2)、
二氧化钛
(TiO2)、
氧化锌
(ZnO)
和碳化硅
(SiC)
中的一种或多种，粒径为1‑
100nm。
[0020]本专利技术的技术方案之一在于，提供一种防渗透气超疏水颗粒的制备方法，该方法包括以下步骤：
[0021](1)
将颗粒芯材完全烘干后，静置冷却；
[0022](2)
加入疏水型树脂
、
固化剂和分散剂，混合均匀；
[0023](3)
先加入微米级憎水材料，混合均匀；再加入纳米级憎水材料，混合均匀；
[0024](4)
烘干后得到防渗透气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种防渗透气超疏水颗粒，其特征在于，该颗粒包括颗粒芯材
、
包裹于颗粒芯材表面的功能膜以及功能膜表面存在的微
‑
纳二级粗糙结构；所述功能膜采用疏水型树脂
、
固化剂和分散剂于颗粒芯材表面交联固化得到，所述微
‑
纳二级粗糙结构采用微米级憎水材料和纳米级憎水材料通过功能膜粘结于颗粒芯材表面得到；所述颗粒包括以下重量份组分：颗粒芯材
85
‑
90
份
、
疏水型树脂4‑6份
、
固化剂
0.5
‑
1.5
份
、
分散剂
0.5
‑
1.5
份
、
微米级憎水材料2‑4份和纳米级憎水材料
1.5
‑3份
。2.
根据权利要求1所述的一种防渗透气超疏水颗粒，其特征在于，所述颗粒芯材为颗粒状材料，选自石英砂
、
石灰石粉
、
火山灰
、
粉煤灰
、
硅灰
、
矿渣
、
磷渣粉
、
漂珠和膨胀珍珠岩中的一种或多种，粒径为
0.1
‑
1mm。3.
根据权利要求1所述的一种防渗透气超疏水颗粒，其特征在于，所述疏水型树脂选自氟碳树脂
、
氟硅树脂
、
有机硅树脂
、
聚酰胺改性环氧树脂和丙烯酸树脂中的一种或多种，所述固化剂选自异氰酸酯
、
三乙烯四胺
、
四乙烯五胺
、
过氧化苯甲酰
、
过氧化氢异丙苯和叔丁基过氧化氢中的一种或多种，所述分散剂选自三聚磷酸钠
、
六偏磷酸钠和聚丙烯酰胺中的一种或多种
。4.
根据权利要求3所述的一种防渗透气超疏...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雄，朱国鑫，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：