專利名稱：一種硅砂組合物及成型體和該成型體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硅砂組合物及成型體的制備方法以及由該方法制備的成型體。
背景技術(shù)：
目前，全球淡水資源日趨匱乏，科學(xué)合理地獲取水資源并利用水資源正成為日益重要的研究課題。雨水是人類獲取淡水資源的重要途徑之一，然而，人類居住的城市主要被用花崗巖、大理石、釉面磚、水泥和柏油等不透水的材質(zhì)鋪設(shè)的城市廣場(chǎng)、商業(yè)街、人行道、社區(qū)活動(dòng)地和停車場(chǎng)等硬化地面所包圍。下雨時(shí)，硬化地面完全阻止了雨水直接滲入地下，導(dǎo)致路面積水，不僅妨礙了人們的出行，而且寶貴的淡水資源最終隨排水管道而流走，一方面加重了城市排水設(shè)施的負(fù)擔(dān)，另一方面導(dǎo)致地下水位難以回升，直接影響城市植被的健康，同時(shí)雨水的大量流失進(jìn)一步加劇了城市的干旱和缺水問(wèn)題。因此，開(kāi)發(fā)新型的環(huán)保建筑材料，使地面積水快速滲入地下，從而改善并美化人類生存環(huán)境勢(shì)在必行。本發(fā)明的申請(qǐng)人提出的中國(guó)專利申請(qǐng)CN1015^630A中公開(kāi)了一種復(fù)合透水磚， 該復(fù)合透水磚是通過(guò)將硅砂用粘結(jié)劑粘結(jié)在一起而形成的。該復(fù)合透水磚具有良好的透水性，且表面致密。但是，盡管采用有機(jī)粘結(jié)劑可以將硅砂牢靠的粘結(jié)在一起，進(jìn)而獲得具有良好的強(qiáng)度的成型體，但是由此獲得的成型體在強(qiáng)度保持率方面還有待于進(jìn)一步提高。因此，迫切需要開(kāi)發(fā)耐水性好、強(qiáng)度高、長(zhǎng)期透水性好，且強(qiáng)度保持率高的以硅砂作為骨料的透水成型體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的具有透水作用的以硅砂作為骨料的成型體存在的強(qiáng)度保持率低的缺點(diǎn)，提供一種強(qiáng)度保持率好的成型體。本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過(guò)深入研究發(fā)現(xiàn)造成現(xiàn)有的以硅砂作為骨料的透水成型體的耐久性下降的原因可能是硅砂本身為一種無(wú)機(jī)物，而有機(jī)粘結(jié)劑為有機(jī)物，二者之間的界面相互作用力較弱，進(jìn)而使得在成型體的使用過(guò)程中，用于將硅砂粘結(jié)在一起的有機(jī)粘結(jié)劑對(duì)硅砂的附著力下降，甚至使得有機(jī)粘結(jié)劑層從所述硅砂表面剝離，從而使得成型體的強(qiáng)度下降，甚至出現(xiàn)粉化破壞的現(xiàn)象。因此，提高強(qiáng)度保持率的關(guān)鍵在于提高有機(jī)粘結(jié)劑與硅砂之間的界面強(qiáng)度。本發(fā)明的發(fā)明人在研究過(guò)程中進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)通過(guò)在硅砂表面形成一層固化的聚合物包覆層，然后再用膠粘劑將該具有聚合物包覆層的硅砂粘結(jié)在一起而制備的成型體具有改善的強(qiáng)度，并且仍然具有優(yōu)異的透水性。由此完成了本發(fā)明。本發(fā)明提供了一種硅砂組合物，該硅砂組合物含有具有聚合物包覆層的硅砂和第一粘結(jié)劑，所述聚合物包覆層為固化的第二粘結(jié)劑，所述第一粘結(jié)劑和第二粘結(jié)劑各自為選自丙烯酸系樹(shù)脂膠粘劑、環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑和聚氨酯膠粘劑中的一種或多種。本發(fā)明還提供了一種成型體的制備方法，該方法包括將本發(fā)明提供的硅砂組合物的各個(gè)組分混合、成型，并將第一粘結(jié)劑固化。本發(fā)明還提供了一種根據(jù)本發(fā)明的方法制備的成型體。根據(jù)本發(fā)明提供的硅砂組合物中的硅砂含有具有聚合物包覆層的硅砂，所述聚合物包覆層能夠增強(qiáng)硅砂與用于將硅砂粘結(jié)在一起的聚合物粘結(jié)劑的界面之間的相互作用， 使得采用根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物制備的成型體的強(qiáng)度得到顯著提高。具體地，采用本發(fā)明提供的組合物并根據(jù)本發(fā)明的方法制備的成型體的在干態(tài)時(shí)的抗壓強(qiáng)度為45-70MPa，在濕態(tài)時(shí)的抗壓強(qiáng)度為^_55MPa，5個(gè)循環(huán)后的循環(huán)強(qiáng)度為 20-45. 5MPa，強(qiáng)度損失率僅為27-60%，透水系數(shù)為3-7cm/s。另外，根據(jù)本發(fā)明的制備成型體的方法操作簡(jiǎn)便易行，可操作性強(qiáng)，易于推廣應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種硅砂組合物，該硅砂組合物含有具有聚合物包覆層的硅砂和第一粘結(jié)劑，所述聚合物包覆層為固化的第二粘結(jié)劑，所述第一粘結(jié)劑和第二粘結(jié)劑各自為選自丙烯酸系樹(shù)脂膠粘劑、環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑和聚氨酯膠粘劑中的一種或多種。根據(jù)本發(fā)明，所述具有聚合物包覆層的硅砂和第一粘結(jié)劑的含量可以在很大的范圍內(nèi)變動(dòng)。本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，以100重量份具有聚合物包覆層的硅砂為基準(zhǔn)， 所述第一粘結(jié)劑的含量為1-20重量份時(shí)，既可以獲得具有令人滿意的力學(xué)性能的成型體， 還可以使所述硅砂組合物的成本最低。在確保最終的成型體的力學(xué)性能的前體下，從進(jìn)一步降低成本的角度出發(fā)，以100重量份具有聚合物包覆層的硅砂為基準(zhǔn)，所述第一粘結(jié)劑的含量?jī)?yōu)選為3-15重量份，更優(yōu)選為5-10重量份。根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物，所述硅砂含有具有聚合物包覆層的硅砂。所述聚合物包覆層可以顯著提高第一粘結(jié)劑與硅砂之間的界面強(qiáng)度，進(jìn)而提高成型體的強(qiáng)度保持率。根據(jù)本發(fā)明，所述聚合物包覆層的含量可以根據(jù)預(yù)期的成型體的強(qiáng)度和透水性進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇。優(yōu)選地，以所述具有聚合物包覆層的硅砂為基準(zhǔn)，所述具有聚合物包覆層的硅砂中聚合物包覆層的含量為1-15重量％。當(dāng)所述聚合物包覆層的含量處于上述范圍之內(nèi)時(shí)，不僅可以使最終的成型體具有良好的透水性，而且還可以提高該成型體的強(qiáng)度。更優(yōu)選地，從使得最終的成型體具有更優(yōu)異的透水性和更高的強(qiáng)度的角度出發(fā)，以所述具有聚合物包覆層的硅砂為基準(zhǔn)，所述具有聚合物包覆層的硅砂中聚合物包覆層的含量為1-8重量％。根據(jù)本發(fā)明，所述聚合物包覆層為固化的第二粘結(jié)劑，所述第二粘結(jié)劑為選自丙烯酸系樹(shù)脂膠粘劑、環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑和聚氨酯膠粘劑中的一種或多種。根據(jù)本發(fā)明，所述第二粘結(jié)劑的固化程度可以為不低于60%，這樣一方面可以避免所述具有聚合物包覆層的硅砂在貯存過(guò)程中發(fā)生粘連，另一方面還可以避免所述聚合物包覆層在后續(xù)操作過(guò)程(例如將第一粘結(jié)劑固化以形成成型體時(shí))由于固化程度低而導(dǎo)致聚合物包覆層破壞。優(yōu)選地，所述第二粘結(jié)劑的固化程度可以為不低于70%。更優(yōu)選地， 所述第二粘結(jié)劑的固化程度為75-99%。當(dāng)所述第二粘結(jié)劑的固化程度為75-99%時(shí)，不僅可以避免所述聚合物包覆層在后續(xù)操作過(guò)程中由于固化程度不高而引起的破壞，還能夠防止由于交聯(lián)程度過(guò)高而引起的聚合物包覆層脆裂。最優(yōu)選地，所述第二粘結(jié)劑的固化程度為 75-95% ο本發(fā)明中，所述固化程度是參照GB/T2576-2005中規(guī)定的方法測(cè)定的。具體地，本發(fā)明中的固化程度的測(cè)試方法為將具有聚合物包覆層的硅砂置于索氏提取器中，用丙酮抽提M小時(shí)，然后取出經(jīng)抽提的具有聚合物包覆層的硅砂在真空烘箱中干燥至恒重。根據(jù)以下公式計(jì)算固化程度固化程度(％ )=抽提后的重量/抽提前的重量X 100%。所述第二粘結(jié)劑可以為以硅砂作為骨料的透水成型體制備領(lǐng)域常用的各種有機(jī)膠粘劑。優(yōu)選地，所述第二粘結(jié)劑為選自丙烯酸系樹(shù)脂膠粘劑、環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑和聚氨酯膠粘劑中的一種或多種。上述膠粘劑對(duì)硅砂具有良好的粘附力，并且具有良好的耐候性，可以使得最終的成型體具有優(yōu)異的綜合性能。根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物含有第一粘結(jié)劑，該第一粘結(jié)劑用于將所述具有聚合物包覆層的硅砂粘結(jié)在一起，并經(jīng)成型和固化以后獲得具有一定形狀和強(qiáng)度的成型體。本發(fā)明中，所述成型體是指具有一定的形狀和強(qiáng)度的制品。例如所述成型體可以為透水磚。本發(fā)明對(duì)所述第一粘結(jié)劑的種類沒(méi)有特別限定，可以為以硅砂作為骨料的透水成型體制備領(lǐng)域常用的各種粘結(jié)劑。本發(fā)明的發(fā)明人在實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)在所述第一粘結(jié)劑為選自丙烯酸系樹(shù)脂膠粘劑、環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑和聚氨酯膠粘劑中的一種或多種時(shí)，上述膠粘劑不僅對(duì)硅砂具有良好的粘附力，從而可以將所述硅砂牢靠的粘結(jié)在一起，賦予所述硅砂以一定的形狀和強(qiáng)度；而且上述膠粘劑還具有好的耐輻射性、耐細(xì)菌侵蝕性和耐水性，可以使最終得到的成型體具有良好的耐候性。根據(jù)本發(fā)明，所述第二粘結(jié)劑優(yōu)選為與所述第一粘結(jié)劑相同。在所述第二粘結(jié)劑為與所述第一粘結(jié)劑相同時(shí)，相同種類的粘結(jié)劑之間的相容性更好，可以進(jìn)一步提高第一粘結(jié)劑與硅砂之間的界面強(qiáng)度，進(jìn)而使得最終的成型體具有更高的強(qiáng)度和更好的強(qiáng)度保持率。根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物，該硅砂組合物還可以含有硅砂(即，不具有聚合物包覆層的硅砂)。這樣可以在確保最終的成型體的強(qiáng)度的條件下，提高該成型體的透水性，并進(jìn)一步降低本發(fā)明的硅砂組合物的成本。根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物中，所述硅砂與所述具有聚合物包覆層的硅砂的重量比可以為1 0.01-100。優(yōu)選地，所述硅砂與所述具有聚合物包覆層的硅砂的重量比為1 1-50，這可以使得最終的成型體同時(shí)具有優(yōu)異的強(qiáng)度和透水性。按照本發(fā)明，所述硅砂的主要化學(xué)成分是氧化硅(SiO2)，同時(shí)伴生少量的氧化鋁 (Al2O3)、氧化鐵(Fe2O3)等。所述硅砂中的二氧化硅的含量一般為大于或等于96重量％。根據(jù)本發(fā)明，所述硅砂既可以為天然硅砂，也可以為人造硅砂。所述天然硅砂可以為河砂、海砂和風(fēng)積砂，優(yōu)選為來(lái)自沙漠的風(fēng)積砂。所述硅砂的平均顆粒直徑可以根據(jù)具體的使用要求而定。一般地，所述硅砂的平均顆粒直徑可以為0. 05-5毫米，當(dāng)所述硅砂的粒徑處于上述范圍之內(nèi)時(shí)，可以得到表面致密度高、長(zhǎng)期透水性好且美觀的成型體。在確保透水性的前提下，從進(jìn)一步提高由該硅砂組合物制備的成型體的強(qiáng)度的角度出發(fā)，所述硅砂的平均顆粒直徑優(yōu)選為1-3毫米。本發(fā)明中，硅砂的平均粒徑是采用篩分法測(cè)定的。即，使硅砂通過(guò)不同尺寸的篩孔來(lái)測(cè)定硅砂的平均粒徑。本發(fā)明實(shí)施例中使用的硅砂商購(gòu)自靈壽北白石硅粉廠，使用前通過(guò)篩分來(lái)使硅砂
5的平均顆粒直徑滿足要求。根據(jù)本發(fā)明，所述具有聚合物包覆層的硅砂、第一粘結(jié)劑以及含或不含的硅砂在使用前分開(kāi)存放，使用時(shí)將上述組分混合均勻即可。根據(jù)本發(fā)明，所述環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑是指以環(huán)氧樹(shù)脂為基料的一種熱固性膠粘劑， 含有環(huán)氧樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂固化劑。使用前，所述環(huán)氧樹(shù)脂與所述環(huán)氧樹(shù)脂固化劑分開(kāi)存放， 使用時(shí)將二者混合并進(jìn)行固化即可。本發(fā)明中，所述環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧值可以根據(jù)具有透水作用的成型體的預(yù)期強(qiáng)度進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇。一般地，所述環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧值可以為0.3-0. 55mol/100g，優(yōu)選為 0. 35-0. 5mol/100g。本發(fā)明對(duì)所述環(huán)氧樹(shù)脂的種類沒(méi)有特別限定，可以為以硅砂作為骨料的透水成型體制備領(lǐng)域常用的各種環(huán)氧樹(shù)脂。優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹(shù)脂為雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂。 例如，所述環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑中的環(huán)氧樹(shù)脂可以為商購(gòu)自無(wú)錫樹(shù)脂廠的牌號(hào)為E-51的環(huán)氧樹(shù)脂；商購(gòu)自岳陽(yáng)石化的牌號(hào)為1 的環(huán)氧樹(shù)脂。從進(jìn)一步提高由本發(fā)明的組合物制備的成型體的耐候性的角度出發(fā)，所述環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑中的環(huán)氧樹(shù)脂更優(yōu)選為氫化雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂。所述氫化雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂可以商購(gòu)得到，例如商購(gòu)自北京合力化工有限公司的氫化雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂。本發(fā)明對(duì)于所述環(huán)氧樹(shù)脂固化劑的種類沒(méi)有特別限定，可以為本領(lǐng)域常用的各種用于固化環(huán)氧樹(shù)脂的固化劑。例如，所述環(huán)氧樹(shù)脂固化劑可以為胺系固化劑和/或酸酐系固化劑。優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹(shù)脂固化劑為各種常規(guī)的胺系固化劑。更優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹(shù)脂固化劑為胺值為200-800gK0H/g的胺系固化劑。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹(shù)脂固化劑為胺值為300-700gK0H/g的胺系固化劑。滿足上述要求的環(huán)氧樹(shù)脂固化劑例如可以為商購(gòu)自無(wú)錫惠隆電子材料有限公司的牌號(hào)為593的環(huán)氧樹(shù)脂固化劑和牌號(hào)為2316B的環(huán)氧樹(shù)脂固化劑。所述固化劑的用量可以根據(jù)所選擇的環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧值以及最終的成型體的使用場(chǎng)合進(jìn)行適當(dāng)?shù)剡x擇。本發(fā)明的發(fā)明人在實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)以100重量份環(huán)氧樹(shù)脂為基準(zhǔn)，所述固化劑的含量為5-80重量份時(shí)，最終獲得的具有透水作用的成型體具有良好的綜合性能。當(dāng)所述固化劑的含量低于上述含量時(shí)，對(duì)于第一粘結(jié)劑而言可能導(dǎo)致環(huán)氧樹(shù)脂的固化不完全，使得最終得到的成型體的強(qiáng)度不足；對(duì)于第二粘結(jié)劑而言，可能導(dǎo)致所述聚合物包覆層在后續(xù)的操作過(guò)程中被破壞，使得最終得到的成型體的耐久性不能滿足使用要求。當(dāng)所述固化劑的含量高于上述范圍時(shí)，盡管可以使最終的具有透水作用的成型體具有高的強(qiáng)度，但是另一方面也使得最終的具有透水作用的成型體的脆性提高。優(yōu)選地，以100 重量份環(huán)氧樹(shù)脂為基準(zhǔn)，所述固化劑的含量為10-50重量份；更優(yōu)選地，以100重量份環(huán)氧樹(shù)脂為基準(zhǔn)，所述固化劑的含量為15-30重量份。根據(jù)本發(fā)明，所述聚氨酯膠粘劑可以為以硅砂作為骨料的透水成型體制備領(lǐng)域常用的各種聚氨酯膠粘劑，既可以為單組份型聚氨酯膠粘劑，也可以為雙組份型聚氨酯膠粘劑。根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，所述聚氨酯膠粘劑含有異氰酸酯和多元醇。所述異氰酸酯與所述多元醇可以分開(kāi)存在，使用時(shí)將二者混合并進(jìn)行反應(yīng)，生成氨基甲酸酯鍵，進(jìn)而形成聚氨酯交聯(lián)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)粘合的功能；也可以通過(guò)將異氰酸酯基團(tuán)用封端劑(例如苯酚、甲酚、壬基酚、己內(nèi)酰胺和甲乙酮中的一種或多種)來(lái)進(jìn)行保護(hù)而與所述多元醇存在于一個(gè)密閉且隔絕濕氣的環(huán)境中，使用時(shí)在升高溫度的條件下(例如140-180°C )脫除封端齊U，釋放異氰酸酯基團(tuán)與多元醇中的羥基反應(yīng)，生成氨基甲酸酯鍵，進(jìn)而形成聚氨酯交聯(lián)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)粘合的功能。在該實(shí)施方式中，所述異氰酸酯中的異氰酸酯基與所述多元醇中的羥基的摩爾比可以根據(jù)預(yù)期的成型體的強(qiáng)度以及透水性進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇，優(yōu)選地，所述異氰酸酯中的異氰酸酯基團(tuán)與所述多元醇中的羥基的摩爾比為1 1-5。所述異氰酸酯和多元醇可以為以硅砂作為骨料的透水成型體制備領(lǐng)域常用的各種異氰酸酯和多元醇。從進(jìn)一步提高最終的成型體的力學(xué)性能和耐候性以及原料易得性的角度出發(fā)，所述異氰酸酯優(yōu)選為選自1，6_己二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯、甲基環(huán)己基二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯、1，6_己二異氰酸酯縮二脲、1，6_己二異氰酸酯三聚體、異佛爾酮二異氰酸酯三聚體、1，6_己二異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯的混合三聚體中的一種或多種；所述多元醇優(yōu)選為聚酯多元醇、聚醚多元醇和含羥基的丙烯酸系樹(shù)脂中的一種或多種。在根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，所述聚氨酯膠粘劑含有端基為異氰酸酯基團(tuán)的聚氨酯預(yù)聚物，所述異氰酸酯基團(tuán)被封端劑(例如苯酚、甲酚、壬基酚、己內(nèi)酰胺和甲乙酮中的一種或多種)所保護(hù)，使用時(shí)與空氣中的水分接觸，生成氨基甲酸酯鍵，進(jìn)而形成聚氨酯交聯(lián)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)粘合的功能。這種類型的聚氨酯膠粘劑例如可以為商購(gòu)自武漢獅子山化工涂料有限公司的MPU-20型單組份聚氨酯膠粘劑。根據(jù)本發(fā)明，所述丙烯酸系樹(shù)脂膠粘劑含有丙烯酸系樹(shù)脂，所述丙烯酸系樹(shù)脂可以為本領(lǐng)域常用的各種熱固性丙烯酸系樹(shù)脂，例如含丙烯酸羥基酯的丙烯酸樹(shù)脂、含有丙烯酰胺的丙烯酸樹(shù)脂以及含有不飽和雙鍵的丙烯酸系樹(shù)脂。所述熱固性丙烯酸系樹(shù)脂可以通過(guò)本領(lǐng)域常用的各種方法進(jìn)行固化，例如對(duì)于含有丙烯酸羥基酯的丙烯酸樹(shù)脂可以通過(guò)加熱或添加例如氯化銨的催化劑來(lái)進(jìn)行固化；對(duì)于含有不飽和雙鍵的丙烯酸樹(shù)脂可以通過(guò)在使用時(shí)加入自由基型引發(fā)劑而進(jìn)行固化。上述熱固性丙烯酸系樹(shù)脂膠粘劑可以商購(gòu)得至|J，例如商購(gòu)自濟(jì)南卡夫樂(lè)化工有限公司的牌號(hào)為CFU-6060的丙烯酸系樹(shù)脂膠粘劑。根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物，優(yōu)選至少部分所述第一粘結(jié)劑和/或第二粘結(jié)劑為親水性的。本發(fā)明中，所述親水性是指分子結(jié)構(gòu)中含有親水基團(tuán)和/或親水鏈段。所述親水基團(tuán)例如可以為磺酸基團(tuán)、羧酸基團(tuán)、銨基基團(tuán)，所述親水鏈段例如可以為
_f CH2 - CH2 - O t 其中，n 為!- ο 的整數(shù)。
J在將所述硅砂組合物成型之后，具有親水性的第一粘結(jié)劑和/或第二粘結(jié)劑可以借助于所述親水基團(tuán)和/或親水鏈段在硅砂周圍形成相互貫通的親水通道，從而加速水的滲透。所述環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑可以通過(guò)采用分子結(jié)構(gòu)中含有親水性基團(tuán)和/或親水鏈段的環(huán)氧樹(shù)脂而獲得親水性。所述含有親水性基團(tuán)和/或親水鏈段的環(huán)氧樹(shù)脂可以采用公知的技術(shù)在環(huán)氧樹(shù)脂分子結(jié)構(gòu)中引入親水基團(tuán)和/或親水鏈段。例如通過(guò)將環(huán)氧樹(shù)脂與對(duì)羥基苯甲酸甲酯反應(yīng)，然后進(jìn)行水解，再進(jìn)行中和，即可獲得含有羧酸鹽的環(huán)氧樹(shù)脂；通過(guò)
將環(huán)氧樹(shù)脂與聚乙二醇反應(yīng)即可獲得含有親水鏈段+ CH2-CH2-O 的環(huán)氧樹(shù)脂。所述親水性的環(huán)氧樹(shù)脂也可以商購(gòu)得到，例如商購(gòu)自上海樹(shù)脂廠有限公司的牌號(hào)為ME-2的親水性環(huán)氧樹(shù)脂。對(duì)于聚氨酯膠粘劑，可以通過(guò)使用親水性多元醇和/或異氰酸酯而獲得親水性。 親水性多元醇的實(shí)例包括聚醚多元醇和含羥基的丙烯酸系樹(shù)脂。本發(fā)明對(duì)于所述親水性的第一粘結(jié)劑和/或第二粘結(jié)劑的含量沒(méi)有特別限定，可以根據(jù)預(yù)期的透水性能進(jìn)行選擇。例如，從使透水性能最大化的角度出發(fā)，可以所有的第一粘結(jié)劑和/或第二粘結(jié)劑均為親水性的；從平衡滲透系數(shù)與成本的角度出發(fā)，以所述第一粘結(jié)劑的總量為基準(zhǔn)或第二粘結(jié)劑的總量為基準(zhǔn)，所述第一粘結(jié)劑和第二粘結(jié)劑中各自有 1-80重量％的粘結(jié)劑為親水性的(即，以所述第二粘結(jié)劑的總量為基準(zhǔn)，1-80重量％的第二粘結(jié)劑含有親水性基團(tuán)和/或親水性鏈段；以第一粘結(jié)劑的總量為基準(zhǔn)，1-80重量％的第一粘結(jié)劑含有親水性基團(tuán)和/或親水性鏈段)；優(yōu)選地，以所述第一粘結(jié)劑的總量為基準(zhǔn)或以所述第二粘結(jié)劑的總量為基準(zhǔn)，所述第一粘結(jié)劑和第二粘結(jié)劑中各自有30-70重量％ 的粘結(jié)劑為親水性的(即，以所述第二粘結(jié)劑的總量為基準(zhǔn)，30-70重量％的第二粘結(jié)劑含有親水性基團(tuán)和/或親水性鏈段；以第一粘結(jié)劑的總量為基準(zhǔn)，30-70重量％的第一粘結(jié)劑含有親水性基團(tuán)和/或親水性鏈段)。在確保透水性的條件下，從進(jìn)一步降低根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物制備的成型體的成本的角度出發(fā)，所述第一粘結(jié)劑和第二粘結(jié)劑中各自有 15-35重量％的粘結(jié)劑為親水性的(即，以所述第二粘結(jié)劑的總量為基準(zhǔn)，15-35重量％的第二粘結(jié)劑含有親水性基團(tuán)和/或親水性鏈段；以第一粘結(jié)劑的總量為基準(zhǔn)，15-35重量％ 的第一粘結(jié)劑含有親水性基團(tuán)和/或親水性鏈段)。根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物，所述聚合物包覆層為固化的第二粘結(jié)劑，可以通過(guò)將所述硅砂與第二粘結(jié)劑混合，并將所述第二粘結(jié)劑固化而形成的。根據(jù)本發(fā)明，所述混合和固化的條件可以根據(jù)使用的第二粘結(jié)劑的種類進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇，以將所述第二粘結(jié)劑與硅砂混合均勻，并將包覆在所述硅砂表面的第二粘結(jié)劑固化至滿足上文所述的要求為準(zhǔn)。優(yōu)選地，所述第二粘結(jié)劑的固化條件包括溫度為 80-200°C，時(shí)間為 0. 3-20 分鐘。在一種實(shí)施方式中，在所述第二粘結(jié)劑為環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑時(shí)，優(yōu)選先將硅砂與環(huán)氧樹(shù)脂在80-200°C的溫度下混合均勻，然后加入環(huán)氧樹(shù)脂固化劑，并在該溫度下進(jìn)行 0. 3-20分鐘的固化，從而得到具有聚合物包覆層的硅砂。在另一種實(shí)施方式中，所述第二粘結(jié)劑為聚氨酯膠粘劑且所述聚氨酯膠粘劑含有保護(hù)或未保護(hù)的多異氰酸酯以及多元醇，優(yōu)選將多元醇與硅砂在80-200°C的溫度下混合均勻，然后加入多異氰酸酯，并在該溫度下進(jìn)行0. 3-20分鐘的固化，從而得到具有聚合物包覆層的硅砂。在另一種實(shí)施方式中，所述聚氨酯膠粘劑為端基為異氰酸酯基團(tuán)的聚氨酯預(yù)聚物，優(yōu)選將所述聚氨酯膠粘劑與硅砂在80-200°C的溫度下混合均勻，并在該溫度下進(jìn)行 0. 3-20分鐘的固化，從而得到具有聚合物包覆層的硅砂。在又一種實(shí)施方式中，所述第二粘結(jié)劑為丙烯酸系樹(shù)脂膠粘劑，優(yōu)選將所述丙烯酸系樹(shù)脂膠粘劑與硅砂在80-200°C的溫度下混合0. 3-20分鐘，并在該溫度下進(jìn)行0. 3-20 分鐘的固化，從而得到具有聚合物包覆層的硅砂。由于所述第二粘結(jié)劑可以為選自丙烯酸系樹(shù)脂膠粘劑、環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑和聚氨酯膠粘劑中的一種或多種，所述聚氨酯膠粘劑中的多異氰酸酯可能與丙烯酸酯樹(shù)脂系樹(shù)脂膠粘劑中的丙烯酸系樹(shù)脂分子結(jié)構(gòu)中的羧基發(fā)生反應(yīng)，因此，在所述第二粘結(jié)劑含有聚氨酯膠粘劑和丙烯酸酯樹(shù)脂膠粘劑，且所述聚氨酯膠粘劑含有保護(hù)或未保護(hù)的多異氰酸酯時(shí)， 優(yōu)選先將丙烯酸樹(shù)脂系膠粘劑和多元醇與硅砂在80-20(TC的溫度下混合均勻，然后加入多異氰酸酯混合均勻，接著進(jìn)行0. 3-20分鐘的固化，從而得到具有聚合物包覆層的硅砂。由于環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑中環(huán)氧樹(shù)脂中的環(huán)氧基可能與丙烯酸酯樹(shù)脂系膠粘劑中的丙烯酸酯系樹(shù)脂以及聚氨酯膠粘劑中的多元醇發(fā)生反應(yīng)，因此，優(yōu)選先將環(huán)氧樹(shù)脂與硅砂在80-200°C的溫度下混合均勻，然后加入多異氰酸酯，再加入丙烯酸系樹(shù)脂、多元醇以及環(huán)氧樹(shù)脂固化劑混合均勻，接著進(jìn)行0. 3-20分鐘的固化，從而得到具有聚合物包覆層的硅砂。根據(jù)本發(fā)明，所述硅砂與第二粘結(jié)劑的混合優(yōu)選在溶劑存在下進(jìn)行。所述溶劑可以為本領(lǐng)域常用的各種有機(jī)溶劑，只要所述溶劑可以溶解所述第二粘結(jié)劑即可。從易于揮發(fā)的角度出發(fā)，所述溶劑優(yōu)選為甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、環(huán)己烷、二甲苯、甲苯和苯中的一種或多種。一般地，以100重量份第二粘結(jié)劑為基準(zhǔn)，所述溶劑的用量可以為1-25重量份。當(dāng)所述溶劑的用量處于上述范圍之內(nèi)時(shí)，可以得到均勻的組合物。優(yōu)選地，在獲得均勻的混合物的前提下，從環(huán)保的角度出發(fā)，以100重量份第二粘結(jié)劑為基準(zhǔn)，所述溶劑的用量為3-20重量份。從避免硅砂之間相互粘結(jié)的角度出發(fā)，優(yōu)選所述固化在伴隨攪拌的條件下進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物，所述第二粘結(jié)劑優(yōu)選還含有顏料，從而可以賦予硅砂以顏色，進(jìn)而賦予最終的成型體以顏色。通過(guò)將顏料添加到第二粘結(jié)劑中，一方面可以避免顏料聚集，進(jìn)而使得最終的成型體的顏色均勻，另一方面還可以降低顏料的用量。根據(jù)本發(fā)明，以100重量份所述第二粘結(jié)劑為基準(zhǔn)，所述顏料的含量可以為10-90 重量份，優(yōu)選為20-50重量份。根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物，所述組合物還可以含有光穩(wěn)定劑。所述光穩(wěn)定劑可以為本領(lǐng)域常用的各種光穩(wěn)定劑，沒(méi)有特別限定。例如所述光穩(wěn)定劑可以為二苯甲酮、水楊酸酯和苯并三唑中的一種或多種。以100重量份第一粘結(jié)劑的總量為基準(zhǔn)，所述光穩(wěn)定劑的含量可以為0. 1-8重量份，優(yōu)選為0. 5-5重量份。 根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物，所述組合物還可以含有抗氧劑。所述抗氧劑可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的各種用于抗氧化的物質(zhì)。一般地，所述抗氧劑可以為亞磷酸酯抗氧劑和/或受阻酚抗氧劑中的一種或多種。以100重量份第一粘結(jié)劑的總量為基準(zhǔn)，所述抗氧劑的含量可以為0.05-8重量份，優(yōu)選為1-6重量份。具體地，所述抗氧劑可以為商購(gòu)自臺(tái)灣永光化學(xué)工業(yè)股份有限公司的牌號(hào)為T(mén)PP的亞磷酸酯抗氧劑，商購(gòu)自臺(tái)灣永光化學(xué)工業(yè)股份有限公司的牌號(hào)為1010的受阻酚類抗氧劑，商購(gòu)自汽巴精化公司的牌號(hào)為IrganoxB 系列的亞磷酸酯與受阻酚復(fù)配抗氧劑。根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物，所述組合物還可以含有無(wú)機(jī)粘結(jié)劑，所述無(wú)機(jī)粘結(jié)劑可以為本領(lǐng)域常用的各種無(wú)機(jī)粘結(jié)劑，沒(méi)有特別限定。所述無(wú)機(jī)粘結(jié)劑例如可以為硅酸鹽和/或磷酸鹽，優(yōu)選為水泥。以100重量份具有聚合物包覆層的硅砂為基準(zhǔn)，所述無(wú)機(jī)粘結(jié)劑的含量可以為1-8重量份，優(yōu)選為2-6重量份。從進(jìn)一步提高由本發(fā)明組合物制備的成型體的強(qiáng)度的角度出發(fā)，所述組合物還可以含有無(wú)機(jī)填料。所述無(wú)機(jī)填料可以為本領(lǐng)域常用的各種無(wú)機(jī)填料，沒(méi)有特別限定。一般地，所述無(wú)機(jī)填料可以為硅藻土、膨潤(rùn)土和珍珠巖中的一種或多種。以100重量份具有聚合物包覆層的硅砂為基準(zhǔn)，所述無(wú)機(jī)填料的含量可以為1-8重量份，優(yōu)選為2-5重量份。本發(fā)明還提供了一種成型體的制備方法，該方法包括將根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物混合、成型并固化。可以采用公知的方法將硅砂組合物混合均勻，例如在具有攪拌裝置的攪拌釜中進(jìn)行混合。在一種實(shí)施方式中，所述第一粘結(jié)劑為環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑，根據(jù)本發(fā)明的成型體的制備方法優(yōu)選先將具有聚合物包覆層的硅砂與環(huán)氧樹(shù)脂混合均勻，然后加入環(huán)氧樹(shù)脂固化齊U，混合均勻，接著將上述混合物成型，并進(jìn)行固化，從而得到本發(fā)明的成型體。在另一種實(shí)施方式中，所述第一粘結(jié)劑為聚氨酯膠粘劑，且所述聚氨酯膠粘劑含有保護(hù)或未保護(hù)的異氰酸酯和多元醇，根據(jù)本發(fā)明的成型體的制備方法優(yōu)選先將多元醇與具有聚合物包覆層的硅砂混合均勻，然后加入保護(hù)或未保護(hù)的異氰酸酯，接著進(jìn)行成型和固化，從而得到本發(fā)明的成型體。在另一種實(shí)施方式中，所述第一粘結(jié)劑為聚氨酯膠粘劑，且所述聚氨酯膠粘劑含有端基為異氰酸酯基團(tuán)的聚氨酯預(yù)聚物，根據(jù)本發(fā)明的成型體的制備方法優(yōu)選將所述聚氨酯膠粘劑與具有聚合物包覆層的硅砂混合均勻，并進(jìn)行固化，從而得到本發(fā)明的成型體。在又一種實(shí)施方式中，所述第一粘結(jié)劑為丙烯酸系樹(shù)脂膠粘劑，根據(jù)本發(fā)明的成型體的制備方法優(yōu)選將所述丙烯酸系樹(shù)脂膠粘劑與具有聚合物包覆層的硅砂混合均勻，并進(jìn)行固化，從而得到本發(fā)明的成型體。由于所述第一粘結(jié)劑可以為選自丙烯酸系樹(shù)脂膠粘劑、環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑和聚氨酯膠粘劑中的一種或多種，所述聚氨酯膠粘劑中的多異氰酸酯可能與丙烯酸酯樹(shù)脂系樹(shù)脂膠粘劑中的丙烯酸系樹(shù)脂分子結(jié)構(gòu)中的羧基發(fā)生反應(yīng)，因此，在所述第一粘結(jié)劑含有聚氨酯膠粘劑和丙烯酸酯樹(shù)脂膠粘劑，且所述聚氨酯膠粘劑含有保護(hù)或未保護(hù)的多異氰酸酯時(shí)， 優(yōu)選先將丙烯酸樹(shù)脂系膠粘劑和多元醇與具有聚合物包覆層的硅砂混合均勻，然后加入多異氰酸酯混合均勻，接著進(jìn)行固化，從而得到本發(fā)明的成型體。由于環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑中環(huán)氧樹(shù)脂中的環(huán)氧基可能與丙烯酸酯樹(shù)脂系膠粘劑中的丙烯酸酯系樹(shù)脂以及聚氨酯膠粘劑中的多元醇發(fā)生反應(yīng)，因此，優(yōu)選先將環(huán)氧樹(shù)脂與具有聚合物包覆層的硅砂混合均勻，然后加入多異氰酸酯，再加入丙烯酸系樹(shù)脂、多元醇以及環(huán)氧樹(shù)脂固化劑混合均勻，接著進(jìn)行固化，從而得到本發(fā)明的成型體。根據(jù)本發(fā)明的成型體的制備方法，具有聚合物包覆層的硅砂與第一粘結(jié)劑的混合優(yōu)選在溶劑存在下進(jìn)行。所述溶劑可以為本領(lǐng)域常用的各種有機(jī)溶劑，只要所述溶劑可以溶解所述第一粘結(jié)劑即可。優(yōu)選地，所述溶劑為甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、環(huán)己烷、二甲苯、甲苯和苯中的一種或多種。一般地，以100重量份第一粘結(jié)劑為基準(zhǔn)，所述溶劑的用量可以為1-25重量份。當(dāng)所述溶劑的用量處于上述范圍之內(nèi)時(shí)，可以得到均勻的組合物。優(yōu)選地，在獲得均勻的混合物的前提下，從環(huán)保的角度出發(fā)，以100重量份第一粘結(jié)劑的總量為基準(zhǔn)，所述溶劑的用量為3-20重量份。根據(jù)本發(fā)明的成型體的制備方法，該方法還包括將含有所述第一粘結(jié)劑、硅砂、光穩(wěn)定劑、抗氧劑、無(wú)機(jī)粘結(jié)劑和無(wú)機(jī)填料混合均勻。
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根據(jù)本發(fā)明的制備具有透水作用的成型體的方法，所述成型和固化可以分開(kāi)進(jìn)行也可以同時(shí)進(jìn)行。即，根據(jù)本發(fā)明的制備具有透水作用的成型體的方法，可以在成型過(guò)程中進(jìn)行固化，也可以成型之后進(jìn)行固化。優(yōu)選在成型之后進(jìn)行固化。本發(fā)明對(duì)于所述成型的方法沒(méi)有特別限制，可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的各種方法。例如，可以在模具中，在施加壓力的條件下，將本發(fā)明的組合物壓制成型。所述模具可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的各種材質(zhì)的模具，沒(méi)有特別限定，只要所述模具的尺寸滿足具體的使用要求即可。確定壓制所需要的壓力的方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，只要所述壓力足以使本發(fā)明的組合物形成致密的成型體即可。一般地，所述壓力可以為500-3500N/cm2， 優(yōu)選為500-2000N/cm2，時(shí)間可以5-120秒，優(yōu)選為5_60秒。本發(fā)明對(duì)于所述固化的條件也沒(méi)有特別限定，只要所述固化的條件足以使所述第一粘結(jié)劑固化即可。本發(fā)明中，所述固化是指膠粘劑由液態(tài)或半固態(tài)轉(zhuǎn)變成為固態(tài)并具有
一定的強(qiáng)度。一般地，所述固化的條件包括溫度為20-150°C，時(shí)間為1-168小時(shí)。優(yōu)選地，所述固化的條件包括溫度為30-120°C，時(shí)間為3-72小時(shí)。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述固化的條件包括溫度為80-100°C，時(shí)間為3-5小時(shí)。本發(fā)明還提供了由本發(fā)明的方法制得的具有透水作用的成型體。所述成型體可以為本領(lǐng)域常用的各種具有透水作用的制品，本發(fā)明實(shí)施例中制備的成型體為透水磚。以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地描述。以下實(shí)施例中根據(jù)JC/T945-2005規(guī)定的方法來(lái)測(cè)定透水磚的循環(huán)強(qiáng)度、透水系數(shù)以及在干態(tài)下的抗壓強(qiáng)度，根據(jù)GBT 9966. 1-2001規(guī)定的方法來(lái)測(cè)定透水磚在濕態(tài)下的抗壓強(qiáng)度以及強(qiáng)度損失率，參照GB/T2576-2005中規(guī)定的方法來(lái)測(cè)定第二粘結(jié)劑的固化程度。通過(guò)目視的方法來(lái)確定著色的均勻性。實(shí)施例1本實(shí)施例用來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物、透水磚及其制備方法。(1)制備具有聚合物包覆層的硅砂將16g環(huán)氧樹(shù)脂(其中，12g為無(wú)錫樹(shù)脂廠生產(chǎn)的牌號(hào)為E-51的環(huán)氧樹(shù)脂， 環(huán)氧值為0. 473mol/100g ；4g為購(gòu)自上海樹(shù)脂廠有限公司的牌號(hào)為ME-2且環(huán)氧值為 0. 376mol/100g的親水的環(huán)氧樹(shù)脂)、15g鈦白粉(生產(chǎn)廠家杜邦公司，牌號(hào)R_9(^)先后添加至溫度為120°C并具有2kg的硅砂(平均顆粒直徑為3毫米)的攪拌釜中，攪拌3分鐘后，在100°C下加入4g牌號(hào)為593的環(huán)氧樹(shù)脂固化劑(生產(chǎn)廠家無(wú)錫惠隆電子材料有限公司)并在100°C下繼續(xù)攪拌5分鐘，冷卻至25°C即得到具有聚合物包覆層的硅砂，通過(guò)增重法，計(jì)算出，以具有聚合物包覆層的硅砂為基準(zhǔn)，聚合物包覆層的含量為1重量％，固化程度為90%。(2)制備透水磚在25°C下，將2kg步驟(1)得到的具有聚合物包覆層的硅砂與150g環(huán)氧樹(shù)脂(生產(chǎn)廠家無(wú)錫樹(shù)脂廠，牌號(hào)E-44的環(huán)氧樹(shù)脂，環(huán)氧值為0. 461mol/100g)在攪拌釜中攪拌2 分鐘，然后加入50g牌號(hào)為2316B環(huán)氧樹(shù)脂固化劑(生產(chǎn)廠家無(wú)錫惠隆電子材料有限公司)混合3分鐘。將上述混合物倒入尺寸為IOOmmX 200mmX 45mm的鋼制制磚模具中，使用型號(hào)為YAW4605的液壓機(jī)(生產(chǎn)廠家上海新三思計(jì)量?jī)x器制造有限公司)，在20°C下，施加3000N/cm2的壓力，壓制1分鐘，然后卸去壓力，在100°C下進(jìn)行3小時(shí)的固化之后脫模， 得到根據(jù)本發(fā)明的透水磚。該透水磚的各項(xiàng)性能指標(biāo)在表1中示出。對(duì)比例1采用與實(shí)施例1中的步驟(2)相同的方法制備透水磚，不同的是，采用的硅砂為沒(méi)有聚合物包覆層的硅砂，并且，添加15g鈦白粉。該透水磚的各項(xiàng)性能指標(biāo)在表1中示出。實(shí)施例2本實(shí)施例用來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物、透水磚及其制備方法。(1)制備具有聚合物包覆層的硅砂采用與實(shí)施例1相同的方法制備具有聚合物包覆層的硅砂，不同的是，環(huán)氧樹(shù)脂的用量為80g(其中，60g為無(wú)錫樹(shù)脂廠生產(chǎn)的牌號(hào)為E-44的環(huán)氧樹(shù)脂，該環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧值為0. 461mol/100g ；20g為購(gòu)自上海樹(shù)脂廠有限公司的牌號(hào)為ME-2且環(huán)氧值為 0. 376mol/100g的親水的環(huán)氧樹(shù)脂)，環(huán)氧樹(shù)脂固化劑的用量為20g，通過(guò)增重法，計(jì)算出， 以具有聚合物包覆層的硅砂的總量為基準(zhǔn)，聚合物包覆層的含量為5重量％，固化程度為 88%。(2)制備透水磚采用與實(shí)施例1相同的方法制備透水磚，不同的是，采用實(shí)施例2制備的具有聚合物包覆層的硅砂，得到根據(jù)本發(fā)明的透水磚。該透水磚的各項(xiàng)性能指標(biāo)在表1中示出。實(shí)施例3本實(shí)施例用來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物、透水磚及其制備方法。(1)制備具有聚合物包覆層的硅砂采用與實(shí)施例1相同的方法制備具有聚合物包覆層的硅砂，不同的是，環(huán)氧樹(shù)脂的用量為120g(其中，IOOg為岳陽(yáng)石化生產(chǎn)的牌號(hào)為1 的環(huán)氧樹(shù)脂，該環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧值為0. 465mol/100g ；20g為購(gòu)自上海樹(shù)脂廠有限公司的牌號(hào)為ME-2且環(huán)氧值為 0. 376mol/100g的親水的環(huán)氧樹(shù)脂)，環(huán)氧樹(shù)脂固化劑的用量為40g，通過(guò)增重法，計(jì)算出， 以具有聚合物包覆層的硅砂的總量為基準(zhǔn)，聚合物包覆層的含量為8重量％，固化程度為 86%。(2)制備透水磚采用與實(shí)施例1相同的方法制備透水磚，不同的是，采用實(shí)施例3制備的具有聚合物包覆層的硅砂，得到根據(jù)本發(fā)明的透水磚。該透水磚的各項(xiàng)性能指標(biāo)在表1中示出。實(shí)施例4本實(shí)施例用來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物、透水磚及其制備方法。(1)制備具有聚合物包覆層的硅砂采用與實(shí)施例1相同的方法制備具有聚合物包覆層的硅砂，不同的是，環(huán)氧樹(shù)脂的用量為230g(其中，180g為無(wú)錫樹(shù)脂廠生產(chǎn)的牌號(hào)為E-51的環(huán)氧樹(shù)脂，該環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧值為0. 473mol/100g ；50g為購(gòu)自上海樹(shù)脂廠有限公司的牌號(hào)為ME-2且環(huán)氧值為 0. 376mol/100g的親水的環(huán)氧樹(shù)脂)，環(huán)氧樹(shù)脂固化劑的用量為70g，通過(guò)增重法，計(jì)算出， 以具有聚合物包覆層的硅砂的總量為基準(zhǔn)，聚合物包覆層的含量為15重量％，固化程度為 88%。(2)制備透水磚
采用與實(shí)施例1相同的方法制備透水磚，不同的是，采用實(shí)施例4制備的具有聚合物包覆層的硅砂，得到根據(jù)本發(fā)明的透水磚。該透水磚的各項(xiàng)性能指標(biāo)在表1中示出。實(shí)施例5本實(shí)施例用來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物、透水磚及其制備方法。(1)制備具有聚合物包覆層的硅砂采用與實(shí)施例2相同的方法制備具有聚合物包覆層的硅砂，不同的是，添加環(huán)氧樹(shù)脂時(shí)，具有聚合物包覆層的硅砂的溫度為110°C，攪拌時(shí)間為3分鐘；添加環(huán)氧樹(shù)脂固化劑時(shí)，硅砂的溫度為90°C，攪拌時(shí)間為2分鐘，通過(guò)增重法，計(jì)算出，以具有聚合物包覆層的硅砂的總量為基準(zhǔn)，聚合物包覆層的含量為5重量％，固化程度為75%。(2)制備透水磚采用與實(shí)施例1相同的方法制備透水磚，不同的是，采用實(shí)施例5制備的具有聚合物包覆層的硅砂，得到根據(jù)本發(fā)明的透水磚。該透水磚的各項(xiàng)性能指標(biāo)在表1中示出。實(shí)施例6本實(shí)施例用來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物、透水磚及其制備方法。(1)制備具有聚合物包覆層的硅砂采用與實(shí)施例2相同的方法制備具有聚合物包覆層的硅砂，不同的是，添加環(huán)氧樹(shù)脂時(shí)，硅砂溫度為130°C，攪拌時(shí)間為3分鐘，添加環(huán)氧樹(shù)脂固化劑時(shí)，具有聚合物包覆層的硅砂的溫度為110°C，攪拌時(shí)間為3分鐘，通過(guò)增重法，計(jì)算出，以具有聚合物包覆層的硅砂的總量為基準(zhǔn)，聚合物包覆層的含量為5重量％，固化程度為95%。(2)制備透水磚采用與實(shí)施例1相同的方法制備透水磚，不同的是，采用實(shí)施例6制備的硅砂組合物，得到根據(jù)本發(fā)明的透水磚。該透水磚的各項(xiàng)性能指標(biāo)在表1中示出。實(shí)施例7本實(shí)施例用來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物、透水磚及其制備方法。(1)制備具有聚合物包覆層的硅砂采用與實(shí)施例2相同的方法制備具有聚合物包覆層的硅砂，不同的是，添加環(huán)氧樹(shù)脂時(shí)，硅砂溫度為100°c，攪拌時(shí)間為3分鐘，添加環(huán)氧樹(shù)脂固化劑時(shí)，硅砂的溫度為 83°C，攪拌時(shí)間為2分鐘，通過(guò)增重法，計(jì)算出，以具有聚合物包覆層的硅砂的總量為基準(zhǔn)， 聚合物包覆層的含量為5重量％，固化程度為60%。(2)制備透水磚采用與實(shí)施例1相同的方法制備透水磚，不同的是，采用實(shí)施例7制備的具有聚合物包覆層的硅砂，得到根據(jù)本發(fā)明的透水磚。該透水磚的各項(xiàng)性能指標(biāo)在表1中示出。實(shí)施例8本實(shí)施例用來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物、透水磚及其制備方法。(1)制備具有聚合物包覆層的硅砂采用與實(shí)施例2相同的方法制備具有聚合物包覆層的硅砂，不同的是，環(huán)氧樹(shù)脂為IOOg為購(gòu)自北京合力化工有限公司的環(huán)氧值為0. 459mol/100g的氫化雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂， 固化程度為88%。(2)制備透水磚
采用與實(shí)施例2相同的方法制備透水磚，不同的是，采用實(shí)施例8制備的具有聚合物包覆層的硅砂，得到根據(jù)本發(fā)明的透水磚。該透水磚的各項(xiàng)性能指標(biāo)在表1中示出。實(shí)施例9本實(shí)施例用來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物、透水磚及其制備方法。(1)制備具有聚合物包覆層的硅砂將150g丙烯酸系樹(shù)脂膠粘劑(生產(chǎn)廠家濟(jì)南卡夫樂(lè)化工有限公司，牌號(hào) CFU-6060)添加至溫度為150°C并具有2kg硅砂(平均顆粒直徑為2毫米)的攪拌釜中， 攪拌10分鐘，冷卻至25°C，得到根據(jù)本發(fā)明的具有聚合物包覆層的硅砂，通過(guò)增重法，計(jì)算出，以具有聚合物包覆層的硅砂的總量為基準(zhǔn)，聚合物包覆層的含量為5重量％，固化程度為 85%。(2)制備透水磚采用與實(shí)施例2相同的方法制備透水磚，不同的是，采用實(shí)施例9制備的聚合物包覆層的硅砂，得到根據(jù)本發(fā)明的透水磚。該透水磚的各項(xiàng)性能指標(biāo)在表1中示出。實(shí)施例10本實(shí)施例用來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物、透水磚及其制備方法。(1)制備具有聚合物包覆層的硅砂將50g環(huán)氧樹(shù)脂(生產(chǎn)廠家無(wú)錫樹(shù)脂廠，牌號(hào)E-51的環(huán)氧樹(shù)脂，環(huán)氧值為 0.473mol/100g)、40g丙烯酸系樹(shù)脂膠粘劑(生產(chǎn)廠家濟(jì)南卡夫樂(lè)化工有限公司，牌號(hào) CFU-6060)、20g鈦白粉(生產(chǎn)廠家美國(guó)杜邦)和15g牌號(hào)為593的環(huán)氧樹(shù)脂固化劑(生產(chǎn)廠家無(wú)錫惠隆電子材料有限公司)，添加至溫度為200°C且具有2kg硅砂(平均顆粒直徑為1毫米)的攪拌釜中，并在該溫度下再攪拌攪拌5分鐘，冷卻至25°C，即得根據(jù)本發(fā)明的具有聚合物包覆層的硅砂，通過(guò)增重法，計(jì)算出，以具有聚合物包覆層的硅砂的總量為基準(zhǔn)，聚合物包覆層的含量為5. 1重量％，固化程度為83%。(2)制備透水磚采用與實(shí)施例2相同的方法制備透水磚，不同的是，采用實(shí)施例10制備的聚合物包覆層的硅砂，得到根據(jù)本發(fā)明的透水磚。該透水磚的各項(xiàng)性能指標(biāo)在表1中示出。實(shí)施例11本實(shí)施例用來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物、透水磚及其制備方法。(1)制備具有聚合物包覆層的硅砂將20g聚氨酯樹(shù)脂(商購(gòu)自武漢獅子山化工涂料有限公司的MPU-20型單組份聚氨酯膠粘劑)、10g鈦白粉(生產(chǎn)廠家杜邦公司，牌號(hào)1 -90幻先后添加至溫度為80°C并具有2kg的硅砂(平均顆粒直徑為3毫米)的攪拌釜中，攪拌5分鐘，冷卻至25°C即得到根據(jù)本發(fā)明的具有聚合物包覆層的硅砂，通過(guò)增重法，計(jì)算出，以具有聚合物包覆層的硅砂為基準(zhǔn)，聚合物包覆層的含量為1重量％，固化程度為88%。(2)制備透水磚在25°C下，將2kg步驟(1)得到的具有聚合物包覆層的硅砂與200g聚氨酯樹(shù)脂 (商購(gòu)自武漢獅子山化工涂料有限公司的MPU-20型單組份聚氨酯膠粘劑)在攪拌釜中攪拌 2分鐘。將上述混合倒入尺寸為100X200X45的鋼制模具中，使用型號(hào)為YAW4605的液壓機(jī)(生產(chǎn)廠家上海新三思計(jì)量?jī)x器制造有限公司)，在20°C下，施加3000N/cm2的壓力，壓制1分鐘，然后將壓力降低至50N/cm2，在80°C下進(jìn)行5小時(shí)的固化之后脫模，得到根據(jù)本
發(fā)明的透水磚。該透水磚的各項(xiàng)性能指標(biāo)在表1中示出。實(shí)施例12本實(shí)施例用來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的硅砂組合物、透水磚及其制備方法。(1)具有聚合物包覆層的硅砂的制備采用與實(shí)施例2相同的方法制備具有聚合物包覆層的硅砂。(2)透水磚的制備采用與實(shí)施例1相同的方法制備透水磚，不同的是，將1. 5kg步驟(1)得到的具有
聚合物包覆層的硅砂以及0. 5kg硅砂與第一粘結(jié)劑混合，得到根據(jù)本發(fā)明的透水磚。該透
水磚的各項(xiàng)性能指標(biāo)在表1中示出。表 1
干態(tài)的抗?jié)駪B(tài)的抗 5個(gè)循環(huán)后的5個(gè)循環(huán)后的凌水笨教壓強(qiáng)度壓強(qiáng)度循環(huán)強(qiáng)度強(qiáng)度損失率^ ,= __(MPa) (MPa) (MPa) ( ) cm/s)勾性
實(shí)施例 145__35__20__56__TjO__均勻
對(duì)比例1-4225—10762.1不均蜀—
實(shí)施例25845— 35“ 405.8 — 均勻
實(shí)施例 363— 5536— 43— 5.0均勻一
實(shí)施例 470_ 5545— 363.8^ ξ!勻
實(shí)施例552403042一 4.8均勻~
實(shí)施例 6654845.5一 306.0~^勻
實(shí)施例7482820603.5均勾~
實(shí)施例8 _62_ 5045273.0均勻
實(shí)施例950_ 4029585.9均勻~
實(shí)施例 10 —52413042—5.8均勻一
實(shí)施例 11534131.541一 6.0均勻~
實(shí)施例12 I493728436.2均勻 -表1的數(shù)據(jù)顯示，根據(jù)本發(fā)明的透水磚無(wú)論是干態(tài)還是濕態(tài)均具有高的抗壓強(qiáng)度
和透水系數(shù)，并且還具有高的循環(huán)強(qiáng)度和低的強(qiáng)度損失率，表明根據(jù)本發(fā)明的透水磚具有
優(yōu)異的抗壓性能、耐水性、透水性和強(qiáng)度保持率。
權(quán)利要求
1.一種硅砂組合物，其特征在于，該硅砂組合物含有具有聚合物包覆層的硅砂和第一粘結(jié)劑，所述聚合物包覆層為固化的第二粘結(jié)劑，所述第一粘結(jié)劑和第二粘結(jié)劑各自為選自丙烯酸系樹(shù)脂膠粘劑、環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑和聚氨酯膠粘劑中的一種或多種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中，以100重量份所述具有聚合物包覆層的硅砂為基準(zhǔn)，所述第一粘結(jié)劑的含量為1-20重量份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任意一項(xiàng)所述的組合物，其中，以所述具有聚合物包覆層的硅砂的總量為基準(zhǔn)，所述具有聚合物包覆層的硅砂中的聚合物包覆層的含量為1-15重量％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中，該硅砂組合物還含有硅砂，所述硅砂與所述具有聚合物包覆層的硅砂的重量比為1 1-50。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的組合物，其中，所述硅砂的平均顆粒直徑為0.05-5毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中，所述第二粘結(jié)劑的固化程度為不低于60%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的組合物，其中，所述第二粘結(jié)劑的固化程度為75-99%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、6和7中任意一項(xiàng)所述的組合物，其中，所述第二粘結(jié)劑還含有顏料，以100重量份所述第二粘結(jié)劑的總量為基準(zhǔn)，所述第二粘結(jié)劑中的顏料的含量為10-90 重量份。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中，所述環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑含有環(huán)氧樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂固化劑，所述環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧值為0. 3-0. 55mol/100g,以100重量份環(huán)氧樹(shù)脂為基準(zhǔn)，所述環(huán)氧樹(shù)脂固化劑的含量為5-80重量份。
10.一種成型體的制備方法，其特征在于，該方法包括將權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的硅砂組合物的各個(gè)組分混合、成型，并將第一粘結(jié)劑固化。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述固化的條件包括固化的時(shí)間為3-72小時(shí)，固化的溫度為30-120°C。
12.—種由權(quán)利要求10或11所述的方法制備的成型體。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的成型體，其中，所述成型體為透水磚。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種硅砂組合物，該硅砂組合物含有具有聚合物包覆層的硅砂和第一粘結(jié)劑，所述聚合物包覆層為固化的第二粘結(jié)劑，所述第一粘結(jié)劑和第二粘結(jié)劑各自為選自丙烯酸系樹(shù)脂膠粘劑、環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑和聚氨酯膠粘劑中的一種或多種。本發(fā)明還提供了一種成型體的制備方法以及由該方法制備的成型體，該方法包括將本發(fā)明提供的硅砂組合物的各個(gè)組分混合、成型，并將第一粘結(jié)劑固化。采用本發(fā)明提供的組合物并根據(jù)本發(fā)明的方法制備的成型體具有良好的透水性、高的強(qiáng)度以及優(yōu)異的強(qiáng)度保持率。根據(jù)本發(fā)明的成型體在干態(tài)時(shí)的抗壓強(qiáng)度為45-70MPa，在濕態(tài)時(shí)的抗壓強(qiáng)度為28-55MPa，5個(gè)循環(huán)后的循環(huán)強(qiáng)度為20-45.5MPa，強(qiáng)度損失率僅為27-60％，透水系數(shù)為3-7cm/s。
文檔編號(hào)C04B26/10GK102452807SQ20101051694
公開(kāi)日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
發(fā)明者李歡歡, 秦升益, 秦申二, 賈屹海 申請(qǐng)人:北京仁創(chuàng)科技集團(tuán)有限公司