[發明專利]粉煤灰增強的高分子復合材料聯鎖型地磚及其制備方法

有效

• 申請號: 201010103869.0
• 申請日: 2010-01-26
• 公開（公告）號: CN101768907A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發明（設計）人: 戴李宗;郭一賓;何凱斌;陳光劍;謝晉良;許一婷
• 申請（專利權）人: 廈門大學;廈門協聯貿易有限公司
• 主分類號: E01C5/04
• 分類號: E01C5/04;C04B18/08;C04B26/04
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及一種地磚，尤其是涉及一種通過粉煤灰增強聚丙烯/聚乙烯的高分子一無機復 合材料地磚及其制備方法。

背景技術

目前，大部分室外鋪地磚都采用混凝土地磚，雖然其應用廣、使用方便，但是存在質量 重、耐沖擊性能不佳、承受較大壓力時易翹曲或破損等不足之處，且其廢棄后回收再利用性 差，其最大的問題在于無法降解再生利用，從而造成環境的破壞與資源的浪費。

由于高分子復合材料地磚具有以下特點：

①質輕，運輸鋪裝方便；

②使用壽命長，易清潔保養，能承受載重車輛和較大變形；

③防滑安全，高分子復合材料地磚在磚面花紋、材質配比上可自由設計，表面具有一定 粗糙度，摩擦系數可達防滑標準，腳感舒適；

④高分子復合材料鋪地磚破損后可重新回收利用，有利于環保和資源的可持續發展；

⑤高分子復合材料地磚采用個性化設計，造型可分為普通型磚和異型磚，形狀多樣，可 組合成各種圖案，而日益受到人們的關注，已逐漸成為一種廣泛使用的新型路面材料。

近年來，雖然塑料地磚得到了長足的發展，但是大部分只適合室內裝潢用，且力學性能 不足、強度不高、價格偏貴等，無法應用于室外。這是由于單純的樹脂基復合材料耐高溫性 能差，摩擦因數不穩定，熱衰退現象嚴重，耐磨性差，在一定程度上限制了它的應用范圍。 通過向樹脂基復合材料中添加不同的填料，可明顯改善其摩擦學性能及工程特性，可使其應 用于室外鋪地磚領域。工業廢渣粉煤灰具有作為摩擦材料組分的潛質，是一種比較好的填粉， 煤灰主要化學成分為SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃等，具有穩定性好、價廉、隔音、耐磨等優點。 粉煤灰與高分子材料的填充劑硅藻土和鋁礬土具有相似的性質，可用作高分子材料的填充劑。

粉煤灰填充聚烯烴復合材料的優點在于：

1)粉煤灰的主要成分是二氧化硅(SiO₂)形成的玻璃微球，加工時易分散到樹脂中且分 布均勻，可以避免不規則形狀或者尖角所造成的應力集中。同時還使其在加工應力場中發生 “滾珠效應”而表現出填充高分子復合材料的加工流動性遠高于碳酸鈣、滑石粉填充高分子復 合材料；

2)粉煤灰中含有約24％左右的玻璃微珠，聚烯烴經粉煤灰增強后吸油率低，粘度下降， 有利于樹脂對其他填料、助劑的包覆；

3)粉煤灰可降低聚烯烴復合材料的熱膨脹系數降低和收縮率，能提高制品的尺寸穩定性， 并且能有效提高制品的耐摩擦性能。

4)粉煤灰是電廠的廢棄物，成本較低，做為高分子材料的增強劑使用，能減少環境污染， 也實現了粉煤灰的資源化利用，符合循環經濟的發展模式。

鑒于高分子-無機復合材料地磚的應用前景廣闊，許多研究者對利用聚烯烴樹脂制備高 分子復合材料地磚和粉煤灰作為增強材料進行了研究。

劉彤(劉彤，改性粉煤灰填充聚乙烯的研究[J].貴州工業大學學報(自然科學版)，2008，37 (2))討論了改性粉煤灰填充聚乙烯后復合材料的力學性質，介紹了不同偶聯劑的影響和粉 煤灰的最佳添加量。

馬進(馬進，超細粉煤灰填充聚丙烯的研究開發[J].中國高分子復合材料，2001，15(7)) 探討了粉煤灰對聚丙烯的改性。

王占紅和侯貴華(王占紅和侯貴華，粉煤灰增強樹脂基復合材料力學性能和摩擦學性能的 研究[J].潤滑與密封，2009，34(4))探討了采用熱壓成型的方法制備了摻粉煤灰的樹脂基復合材 料，并對該復合材料的力學性能、斷面顯微結構及摩擦學性能進行研究。

顧德超(中國專利，CN1546558A，高分子環保型防滑地磚工藝及配方)提供了一種利用 工業聚烯烴生產高分子復合材料地磚的方法。上述研究報道未涉及利用粉煤灰增強聚丙烯/聚 乙烯復合材料制備高分子復合材料聯鎖型地磚。

發明內容

本發明的目的在于提供一種粉煤灰增強的高分子復合材料聯鎖型地磚及其制備方法。

本發明所述粉煤灰增強的高分子復合材料聯鎖型地磚的原料組成為：聚丙烯與聚乙烯共 混物、粉煤灰和輔助材料，所述輔助材料包括填料、加工助劑、偶聯劑、增塑劑和阻燃劑； 按質量份數為：聚丙烯與聚乙烯共混物100，粉煤灰40～50，填料30～50，加工助劑＜5， 偶聯劑＜5、增塑劑＜5，阻燃劑＜10。