本公開涉及建筑材料領域，具體地，涉及一種用于制備柔性透水磚的組合物及由該組合物制備的柔性透水磚。

背景技術：

透水磚是為解決城市地表硬化，營造高質量的自然生活環(huán)境，維護城市生態(tài)平衡而誕生的環(huán)保建材新產品，具有保持地面的透水性、保濕性，防滑、高強度、抗寒、耐風化、降噪、吸音等特點。普通透水磚一般為普通碎石的多孔混凝土材料經壓制成型而成。在運輸、施工途中，由于磕碰導致透水磚缺棱掉角現(xiàn)象較多，造成一定量的浪費。此外，當透水磚用于鋪設盲道釘和盲道條時，使用過程中產生的磨損或脫落會導致其失去原有的功能性。

技術實現(xiàn)要素：

本公開的目的是提供一種用于制備柔性透水磚的組合物及由該組合物制備的柔性透水磚。

為了實現(xiàn)上述目的，本公開第一方面：提供一種用于制備柔性透水磚的組合物，該組合物包括硅砂、親水性粘結劑和柔性粘結劑，其中，相對于100重量份的所述硅砂，所述親水性粘結劑的含量為0.1-10重量份，所述柔性粘結劑的含量為0.1-10重量份。

優(yōu)選地，相對于100重量份的所述硅砂，所述親水性粘結劑固化物的含量為0.1-5重量份，所述柔性粘結劑固化物的含量為0.1-7重量份。

優(yōu)選地，所述親水性粘結劑包括親水性環(huán)氧樹脂和/或親水性聚氨酯樹脂。

優(yōu)選地，所述親水性粘結劑的接觸角不大于90°，所述親水性粘結劑的接觸角采用GB/T 30693-2014方法測定。

優(yōu)選地，所述柔性粘結劑固化后的斷裂伸長率為120％-150％，所述斷裂伸長率采用GB/T2567-2008方法測定。

優(yōu)選地，所述柔性粘結劑包括聚氨酯改性環(huán)氧樹脂、聚醚砜改性環(huán)氧樹脂和柔性聚氨酯樹脂中的至少一種。

優(yōu)選地，所述柔性粘結劑為聚氨酯改性環(huán)氧樹脂和聚醚砜改性環(huán)氧樹脂，所述聚氨酯改性環(huán)氧樹脂和聚醚砜改性環(huán)氧樹脂的重量比為1：(0.1-2)。

優(yōu)選地，所述組合物還包括助劑，所述助劑包括固化劑和/或催化劑，所述固化劑為選自胺類固化劑和/或酸酐類固化劑，所述催化劑為選自二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫和芐基二甲胺中的至少一種。

優(yōu)選地，相對于100重量份的所述硅砂，所述助劑的含量為0.1-10重量份。

本公開第二方面：提供一種柔性透水磚，該柔性透水磚由本公開第一方面提供的組合物固化后制備得到。

優(yōu)選地，所述固化的條件為：溫度為60-80℃，壓強為20-35MPa，時間為0.5-10h。

通過上述技術方案，本公開提供的組合物同時含有親水性粘結劑和柔性粘結劑，由該組合物制備的透水磚在保證透水效果的前提下，增加了柔韌性與表層骨料顆粒的耐磨性，降低了運輸施工損耗，提高了磚面層耐磨性，延長了透水磚的使用壽命，該透水磚可應用于所有透水磚的應用場合，并且可擴展至運動場等體育競技場所，代替塑膠跑道。

本公開的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

具體實施方式

以下對本公開的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本公開，并不用于限制本公開。

本公開第一方面：提供一種用于制備柔性透水磚的組合物，該組合物包括硅砂、親水性粘結劑和柔性粘結劑，其中，相對于100重量份的所述硅砂，所述親水性粘結劑的含量為0.1-10重量份，所述柔性粘結劑的含量為0.1-10重量份。

本公開第一方面提供的組合物同時含有親水性粘結劑和柔性粘結劑，由該組合物制備的透水磚在保證透水效果的前提下，增加了柔韌性與表層骨料顆粒的耐磨性，降低了運輸施工損耗，提高了磚面層耐磨性，延長了透水磚的使用壽命，該透水磚可應用于所有透水磚的應用場合，并且可擴展至運動場等體育競技場所，代替塑膠跑道。

所述硅砂的種類不限。優(yōu)選地，所述硅砂為人工硅砂和/或天然硅砂，所述天然硅砂包括沙漠風積沙、水洗砂、擦洗砂和浮選砂中的至少一種。

所述硅砂的粒徑可以在很大范圍內變化，硅砂的粒徑可以為20目-200目，優(yōu)選地，硅砂的粒徑為70目-140目。硅砂的粒徑是采用篩分法測定的，即使原砂通過不同尺寸的篩孔來測定硅砂的平均粒徑。

為了進一步提高親水性粘結劑和柔性粘結劑對上述組合物制備的柔性透水磚的柔韌性的改性作用，優(yōu)選地，相對于100重量份的所述硅砂，所述親水性粘結劑固化物的含量可以為0.1-5重量份，所述柔性粘結劑固化物的含量可以為0.1-7重量份。

親水性粘結劑可以為本領域技術人員所熟知的起到粘結作用的親水物質，例如親水性樹脂，優(yōu)選地，所述親水性粘結劑包括親水性環(huán)氧樹脂和/或親水性聚氨酯樹脂。

所述親水性環(huán)氧樹脂可以為在環(huán)氧樹脂分子鏈中引入羥基、醚鍵等親水性功能基團的環(huán)氧樹脂類化合物，例如在催化劑作用下，通過化學反應在雙酚A型環(huán)氧樹脂分子鏈中引入羥基、醚鍵等親水性功能基團。其中，雙酚A型環(huán)氧樹脂可以選自E-44、E-42、E-35、E-31、E-20，E-14、E-12、E-06和E-03中的至少一種；催化劑為四乙基氯化銨、丁基三苯基溴化磷、芐基三乙基溴化銨、芐基三乙基氯化銨和2-甲基咪唑的至少一種。

上述改性方法可以為本領域技術人員所熟知的，例如可以根據(jù)張黎等在《水性環(huán)氧樹脂體系的研究進展》(環(huán)境保護，8：28-30，2008年)中公開的方法合成，也可以由商購得到，例如親水性環(huán)氧樹脂可以為購自遼寧日經咨詢有限公司的F417505型水性聚氨酯樹脂。

親水性環(huán)氧樹脂的羥值可以為本領域的常規(guī)選擇?？蛇x地，所述親水性環(huán)氧樹脂的羥值可以為0.02-0.4mol/100g，優(yōu)選為0.04-0.4mol/100g。所述羥值可以根據(jù)黃筆武等在《環(huán)氧樹脂羥基值測定方法》的第3.1-3.3節(jié)(熱固性樹脂，4：42-45，1995年)中公開的方法測定，也可以由商購得到的環(huán)氧樹脂的產品說明中獲知。

親水性環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基的量沒有特別限定，可以為常規(guī)選擇。一般地，所述親水性環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值可以為0.2-0.6mol/100g。

所述親水性聚氨酯樹脂可以為分子結構中含有足夠的親水基團和/或親水鏈段的聚氨酯樹脂，所述親水基團例如可以選自羥基、羧基、磺酸基和銨基中的一種或多種。優(yōu)選地，親水性聚氨酯樹脂可以為聚氨酯分散體，所述聚氨酯分散體可以通過以下方法進行制備：在反應條件下使二異氰酸酯與二醇接觸，所述二醇通常是聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚己內酯或聚碳酸酯或其組合。所述聚氨酯可以是熱塑性聚氨酯，并且還可包含以下官能團：例如側接的或封端的羥基、胺基或羧酸基團，它們可以用諸如聚氮丙啶、氨基塑料樹脂、環(huán)氧化物、水分散性多異氰酸酯以及多官能的醛(包括(順,反)-1,3-環(huán)己烷羧基醛和(順,反)-1,4-環(huán)己烷羧基醛)之類的交聯(lián)劑發(fā)生固化。合適的市售聚氨酯分散體的例子包括Sancure815聚氨酯分散體和BayhydrolXP2557聚氨酯分散體。

上述親水性粘結劑的親水性可以在很大范圍內變化，優(yōu)選地，所述親水性粘結劑的接觸角不大于90°，進一步優(yōu)選不大于70°，所述親水性粘結劑的接觸角為采用GB/T 30693-2014方法測定的。

根據(jù)本公開，柔性粘結劑可以為其固化物具有一定柔韌性的樹脂，為了保證柔性透水磚的柔韌度，優(yōu)選地，所述柔性粘結劑固化后的斷裂伸長率可以為120％-150％，所述的斷裂伸長率為本領域技術人員所熟知，可以采用GB/T2567-2008中5.1方法測定。

柔性粘結劑的具體種類不做特別的限制，為了進一步提高柔性粘結劑的韌性，同時不降低其強度、耐熱性能，優(yōu)選地，所述柔性粘結劑選自聚氨酯改性環(huán)氧樹脂、聚醚砜改性環(huán)氧樹脂和柔性聚氨酯樹脂中的至少一種。

可選地，所述聚氨酯改性環(huán)氧樹脂可以為在適當?shù)臈l件下使得聚氨酯和環(huán)氧樹脂二者形成互穿網(wǎng)絡結構或半互穿網(wǎng)絡結構，用于改性環(huán)氧樹脂的聚氨酯可以選自端異氰酸酯基聚氨酯、咪唑封端的聚氨酯和端胺基聚氨酯中的至少一種。

上述聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的制備方法可以為本領域技術人員所熟知的，例如可以根據(jù)胡家朋等在(工程塑料應用，2005，33(5):73～76)中公開的方法合成，也可以由商購得到，例如聚氨酯改性環(huán)氧樹脂可以為購自東莞拓鑫復合材料有限公司，商品號TX8810的聚氨酯改性環(huán)氧樹脂。

可選地，所述聚醚砜改性環(huán)氧樹脂可以為根據(jù)張強等在(《聚醚砜改性環(huán)氧樹脂的研究》上海涂料，2014，52(3):10～11)中公開的方法合成得到。所述柔性聚氨酯樹脂可以為購自北京高盟新材公司的8250B型雙組分聚氨酯膠粘劑。

在本公開優(yōu)選地一種實施方式中，柔性粘結劑為聚氨酯改性環(huán)氧樹脂和聚醚砜改性環(huán)氧樹脂，聚氨酯改性環(huán)氧樹脂和聚醚砜改性環(huán)氧樹脂的相對用量可以在很大范圍內變化，優(yōu)選情況下，聚氨酯改性環(huán)氧樹脂和聚醚砜改性環(huán)氧樹脂的重量比為1：(0.1-2)。在上述優(yōu)選的實施方式中，柔性粘結劑可以在不影響透水性能和力學性能的情況下，進一步改善由上述組合物制備得到的柔性透水磚的韌性。

為了提高上述組合物制備柔性透水磚的成型速度和質量，優(yōu)選地，所述組合物還可以包括助劑，所述助劑包括固化劑和/或催化劑。

所述固化劑可以為常規(guī)的環(huán)氧樹脂固化劑。具體地，所述固化劑可以選自常用的各種能夠使環(huán)氧樹脂發(fā)生交聯(lián)反應的胺類固化劑和/或酸酐類固化劑，其具體實例可以包括但不限于：鄰苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸二酐、苯酮四羧酸二酐、順丁烯二酸酐、桐油酸酐、烯烴基丁二酸酐、四氫苯酐、六氫苯酐、甲基四氫苯酐、甲基六氫苯酐、降冰片烯二酸酐、戊二酸酐、萜烯酸酐、甲基環(huán)已烯四羧酸二酐、十二烯基丁二酸酐、聚壬二酸酐、聚癸二酸酐、四溴苯酐、四氯苯酐、偏苯三甲酸酐乙二醇酯、偏苯三甲酸酐甘油酯、二苯基砜四羧酸二酐、乙二胺、二乙烯三胺、二胺基二苯砜、二胺基二苯甲烷、間苯二胺、雙氰胺、聚醚胺、二亞乙基三胺、己二胺、三甲基六亞甲基二胺和四乙烯五胺。優(yōu)選地，所述固化劑選自四氫苯酐、六氫苯酐、二胺基二苯甲烷、二乙烯三胺和雙氰胺。

所述催化劑為可以為常規(guī)種類，優(yōu)選為選自二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫和芐基二甲胺中的至少一種。

所述助劑的用量可以根據(jù)其種類進行適當?shù)倪x擇，以使所述用于制備柔性透水磚的組合物中的組分能夠固化，優(yōu)選地，相對于100重量份的所述硅砂，所述助劑的含量可以為0.1-10重量份，更優(yōu)選地，助劑包括固化劑和催化劑，相對于100重量份的所述硅砂，固化劑含量可以為0.1-2重量份，催化劑含量可以為0.1-2重量份。

本公開第二方面：提供一種柔性透水磚，該柔性透水磚由上述提供的組合物固化后制備得到。

上述固化的方法可以為本領域技術人員所熟知的方法，固化的溫度可以根據(jù)選擇的固化劑的種類進行適當?shù)倪x擇，優(yōu)選地，所述固化的條件可以為：溫度為60-80℃，壓強為20-35MPa，時間為0.5-10h，其中，所述壓強為樹脂的成型壓強，在實際操作中，在該壓強下成型0.5-3分鐘即可泄壓然后使所述組合物在常壓下繼續(xù)進行固化。

本公開第二方面提供的透水磚在保證透水效果的前提下，增加了柔韌性與表層骨料顆粒的耐磨性，降低了運輸施工損耗，提高了磚面層耐磨性，延長了透水磚的使用壽命，采用該透水磚可應用于運動場等體育競技場所。

以下通過實施例進一步說明本公開，但是本公開并不因此而受到任何限制。

在本公開的下述實施例中，硅砂為購自正藍旗仁創(chuàng)砂業(yè)有限公司的40/70目彩色硅砂，親水性環(huán)氧樹脂為購自上海樹脂廠有限公司生產的ME-2型水性環(huán)氧樹脂，親水性聚氨酯樹脂為購自遼寧日經咨詢有限公司的F417505型水性聚氨酯樹脂，柔性聚氨酯樹脂為購自北京高盟新材的8250B型雙組分聚氨酯膠粘劑，聚氨酯改性環(huán)氧樹脂東莞拓鑫復合材料有限公司，商品號TX8810的聚氨酯改性環(huán)氧樹脂，聚氨酯改性環(huán)氧樹脂配套固化劑為購自東莞拓鑫復合材料有限公司，商品號為TX-5501的固化劑，聚醚砜改性環(huán)氧樹脂為根據(jù)張強等在(《聚醚砜改性環(huán)氧樹脂的研究》上海涂料，2014，52(3):10～11)中公開的方法合成得到，其余試劑均為商購產品。

實施例中，親水性粘結劑的接觸角采用德國dataphysics公司的OCA15EC型號儀器進行測定，測定方法為GB/T 30693-2014，柔性粘結劑的固化物的斷裂伸長率采用深圳市新三思公司的CMT4204型微機控制電子萬能試驗機進行測定，測定方法為GB/T 2567-2008。

實施例1

本實施例用于說明本公開的用于制備柔性透水磚的組合物。

取100重量份硅砂、2.1重量份ME-2型水性環(huán)氧樹脂(接觸角為62°)、0.7重量份聚氨酯改性環(huán)氧樹脂(固化后的斷裂伸長率為130％)和1.2重量份固化劑TX-5501混合均勻，得到本實施例的用于制備柔性透水磚的組合物C1。

實施例2

取100重量份硅砂、1.67重量份ME-2型水性環(huán)氧樹脂(接觸角為62°)、1.67重量份聚氨酯改性環(huán)氧樹脂(固化后的斷裂伸長率為130％)和0.69重量份固化劑二乙烯三胺混合均勻，得到本實施例的用于制備柔性透水磚的組合物C2。

實施例3

取0.6重量份親水性聚氨酯樹脂F(xiàn)417505(接觸角為55°)和1.67重量份柔性聚氨酯樹脂8250B(固化后的斷裂伸長率為150％)混合均勻后，加入1.2重量份催化劑二月桂酸二丁基錫混合均勻，最后加入100重量份硅砂攪拌均勻，得到本實施例的用于制備柔性透水磚的組合物C3。

實施例4

取1.4重量份親水性聚氨酯樹脂F(xiàn)417505(接觸角為55°)和5.6重量份柔性聚氨酯樹脂8250B(固化后的斷裂伸長率為150％)混合均勻后，加入1.8重量份催化劑二月桂酸二丁基錫混合均勻，最后加入100重量份硅砂攪拌均勻，得到本實施例的用于制備柔性透水磚的組合物C4。

實施例5

取100重量份硅砂、0.1重量份ME-2型水性環(huán)氧樹脂(接觸角為62°)、10重量份聚氨酯改性環(huán)氧樹脂(固化后的斷裂伸長率為150％)和2重量份催化劑辛酸亞錫混合均勻，得到本實施例的用于制備柔性透水磚的組合物C5。

實施例6

取100重量份硅砂、10重量份ME-2型水性環(huán)氧樹脂(接觸角為62°)、0.1重量份聚氨酯改性環(huán)氧樹脂(固化后的斷裂伸長率為150％)和0.1重量份固化劑二乙烯三胺混合均勻，得到本實施例的用于制備柔性透水磚的組合物C6。

實施例7

取100重量份硅砂、2.1重量份ME-2型水性環(huán)氧樹脂(接觸角為62°)、0.7重量份聚氨酯改性環(huán)氧樹脂(固化后的斷裂伸長率為150％)、0.7重量份聚醚砜改性環(huán)氧樹脂(固化后的斷裂伸長率為125％)和1.2重量份固化劑二乙烯三胺混合均勻，得到本實施例的用于制備柔性透水磚的組合物C7。

實施例8

取100重量份硅砂、2.1重量份ME-2型水性環(huán)氧樹脂(接觸角為62°)、0.7重量份聚氨酯改性環(huán)氧樹脂(固化后的斷裂伸長率為150％)、2.1重量份聚醚砜改性環(huán)氧樹脂(固化后的斷裂伸長率為125％)和1.2重量份固化劑二乙烯三胺混合均勻，得到本實施例的用于制備柔性透水磚的組合物C8。

對比例1

采用實施例1的原料，所不同的是，將ME-2型水性環(huán)氧樹脂替換為等重量的聚氨酯改性環(huán)氧樹脂，得到本實施例的用于制備柔性透水磚的組合物C9。

對比例2

采用實施例1的原料，所不同的是，將聚氨酯改性環(huán)氧樹脂替換為等重量的ME-2型水性環(huán)氧樹脂，得到本實施例的用于制備柔性透水磚的組合物C10。

對比例3

采用實施例1的原料，所不同的是，將ME-2型水性環(huán)氧樹脂和聚氨酯改性環(huán)氧樹脂分別替換為等重量的普通環(huán)氧樹脂E44，得到本實施例的用于制備柔性透水磚的組合物C11。

測試實施例1

將用于制備柔性透水磚的組合物C1-C11分別攪拌混合均勻，使混合均勻的組合物在溫度為80℃，壓強為30MPa的條件下成型1分鐘，然后在溫度80℃，常壓下固化8h，分別得到柔性透水磚B1-B11，對柔性透水磚B1-B11進行透水性能、耐磨性能和柔韌性測試，測試結果列于表1；

透水性能測試方法參照JC/T 376-2012。

耐磨性能測試方法參照GB/T 12988-2009。

表1

由表1可知，與對比例1-3中的透水磚B9-B11相比，實施例1-8中的柔性透水磚B1-B8中因同時含有親水性粘結劑和柔性粘結劑，在保證透水效果的前提下，明顯提高了柔性透水磚的柔韌性和耐磨性，可以延長透水磚的使用壽命，并且，當柔性粘結劑為聚氨酯改性環(huán)氧樹脂和聚醚砜改性環(huán)氧樹脂且聚氨酯改性環(huán)氧樹脂和聚醚砜改性環(huán)氧樹脂的重量比為1：(0.1-2)時所制備的柔性透水磚表現(xiàn)出了更優(yōu)異的透水性和耐磨性。

以上結詳細描述了本公開的優(yōu)選實施方式，但是，本公開并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本公開的技術構思范圍內，可以對本公開的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本公開的保護范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重復，本公開對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本公開的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本公開的思想，其同樣應當視為本發(fā)明所公開的內容。