本發(fā)明涉及到體育設(shè)施中的塑膠籃球場(chǎng),具體的說(shuō)是一種用于室外塑膠籃球場(chǎng)鋪設(shè)的地磚及其制作方法。
背景技術(shù):
自1968年在墨西哥舉行的第19屆奧運(yùn)會(huì)上使用聚氨酯跑道以來(lái),從而打開(kāi)了聚氨酯材料在體育場(chǎng)地使用的新局面,聚氨酯塑膠運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地在全世界得到空前的普及。隨著我國(guó)全民健身運(yùn)動(dòng)的開(kāi)展,聚氨酯塑膠跑道正在呈蓬勃發(fā)展趨勢(shì)。
現(xiàn)有籃球場(chǎng)地面鋪設(shè)聚氨酯塑膠材料的工藝是先平整地基,而后將聚氨酯彈性體的兩組分混合攪拌后鋪設(shè)在地基上,待其固化后即完成鋪設(shè)。在整個(gè)施工過(guò)程中,由于聚氨酯彈性體對(duì)地基的要求比較高,所以平整地基時(shí)需要進(jìn)行大量的工作,嚴(yán)重影響了施工的進(jìn)度,而且聚氨酯彈性體在鋪設(shè)完成后自然固化也需要大量的時(shí)間,這就使得現(xiàn)有鋪設(shè)塑膠籃球場(chǎng)的施工需要耗費(fèi)大量的時(shí)間才能完成。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為解決現(xiàn)有鋪設(shè)塑膠籃球場(chǎng)時(shí)存在的施工周期長(zhǎng)和施工技術(shù)要求高的問(wèn)題,本發(fā)明提供了一種用于室外塑膠籃球場(chǎng)鋪設(shè)的地磚及其制作方法,該方法是在地磚表面預(yù)先鋪設(shè)一層聚氨酯彈性體,由于地磚的鋪設(shè)要求和鋪設(shè)難度很低,因此,在需要鋪設(shè)塑膠籃球場(chǎng)時(shí),只需要稍微平整下地面,然后將帶有聚氨酯彈性體的地磚鋪設(shè)在地基上即完成塑膠籃球場(chǎng)的鋪設(shè),大大降低了塑膠籃球場(chǎng)的鋪設(shè)要求,而且也節(jié)省了施工時(shí)間。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為:一種用于室外塑膠籃球場(chǎng)鋪設(shè)的地磚,在地磚的表面設(shè)置一層聚氨酯彈性體,所述地磚由基料、外加劑、填充劑與水混合制成泥漿后成型、燒制而成,其中,按照重量比,基料由24-26份的粘土、13-15份的電石灰、7-8份的石灰石粉和15-17份的爐渣混合而成,外加劑由8-9份細(xì)度不超過(guò)30微米的碳化硅微粉、3-4份細(xì)度不超過(guò)30微米的藍(lán)晶石粉和1-2份的廢棄分子篩混合而成,填充劑由6-7份的鐵礦廢渣、3-4份的鋁灰和1-2份的河砂混合后在1650-1700℃的溫度下燒結(jié)1h后粉磨至細(xì)度不超過(guò)30微米得到;
所述聚氨酯彈性體由A組分和B組分按重量比2:1的比例混合而成,其中,按照重量比,B組分由34-36份的二苯基甲烷二異氰酸酯、16-18份的聚醚三元醇和7-8份丙二醇的制成,A組分由16-17份的聚醚三元醇、6-7份的聚醚二元醇、0.6-0.8份的交聯(lián)劑、10-12份的增塑劑、17-19份的環(huán)氧樹(shù)脂、13-15份的丙烯酸和10-12份的增強(qiáng)劑制成,所述增強(qiáng)劑由24-26份的硅溶膠、3-5份的改性氧化鋁微粉、5-7份的改性空心玻璃微珠和6-8份的改性納米二氧化硅混合而成,所述改性空心玻璃微珠指將市售的空心玻璃微珠與其重量3-5%的表面改性劑Ⅰ混合后靜置1-2h后過(guò)濾晾干得到,所用表面改性劑Ⅰ由KH550、乙醇、丙酮和氫氧化鋇按照重量比3-4:80:2-3:1-2的比例混合而成;所述改性納米二氧化硅和改性氧化鋁微粉分別是將市售的納米二氧化硅和氧化鋁微粉與其重量3-5%的表面改性劑Ⅱ混合得到,該表面改性劑Ⅱ由氫氧化鋇、碳酸鈉和KH550按照重量比3-4:1-2:30的比例混合而成。
所述交聯(lián)劑為三羥基甲烷,所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯。
所述外加劑中還含有1-1.2份細(xì)度不超過(guò)100微米的石英砂粉末。
所述填充劑中還含有1-1.4份的角閃石粉末。
所述填充劑在制備過(guò)程中,燒結(jié)完成后以600-700℃/min的降溫速率急速冷卻后再進(jìn)行粉磨。
上述用于室外塑膠籃球場(chǎng)鋪設(shè)的地磚的制作方法,首先燒制地磚,然后在地磚的表面鋪設(shè)聚氨酯彈性體,所述聚氨酯彈性體的制作方法包括以下步驟:
1)制備B組分;
按照重量比,分別稱(chēng)取34-36份的二苯基甲烷二異氰酸酯、16-18份的聚醚三元醇和7-8份丙二醇,然后將聚醚三元醇在70-85℃下攪拌并進(jìn)行抽真空脫水脫氣處理 1-2h后,冷卻至 40-60℃,再向其中加入稱(chēng)取好的二苯基甲烷二異氰酸酯和丙二醇,然后在 70-90℃下反應(yīng)2.5h,冷卻至室溫即得到B組分;
2)分別制備A組分中的改性氧化鋁微粉、改性空心玻璃微珠和改性納米二氧化硅,備用;
所述改性空心玻璃微珠是將市售的空心玻璃微珠與其重量3-5%的表面改性劑Ⅰ混合后靜置1-2h后過(guò)濾晾干得到,所用表面改性劑Ⅰ由KH550、乙醇、丙酮和氫氧化鋇按照重量比3-4:80:2-3:1-2的比例混合而成;
所述改性納米二氧化硅和改性氧化鋁微粉分別是將市售的納米二氧化硅和氧化鋁微粉與其重量3-5%的表面改性劑Ⅱ混合得到,該表面改性劑Ⅱ由氫氧化鋇、碳酸鈉和KH550按照重量比3-4:1-2:30的比例混合而成;
3)制備增強(qiáng)劑,備用;
分別稱(chēng)取24-26份的硅溶膠、3-5份步驟2)制得的改性氧化鋁微粉、5-7份步驟2)制得的改性空心玻璃微珠和6-8份步驟2)制得的改性納米二氧化硅混合后攪拌均勻,并靜置1-2h,即得到增強(qiáng)劑;
4)制備A組分;
按照重量比,分別稱(chēng)取16-17份的聚醚三元醇和6-7份的聚醚二元醇混合后在80-90℃下攪拌并進(jìn)行抽真空脫水脫氣處理 1-2h,然后向其中依次加入0.6-0.8份的交聯(lián)劑、10-12份的增塑劑、17-19份的環(huán)氧樹(shù)脂、13-15份的丙烯酸和10-12份步驟3)制得的增強(qiáng)劑,在75-85℃下攪拌均勻即制得A組分;
5)將A組分與B組分按照重量比2:1的比例混合后即得到聚氨酯彈性體。
本發(fā)明中,環(huán)氧樹(shù)脂可以采用雙酚A型與雙酚F型按質(zhì)量比3:1混合制成,與預(yù)聚體聚氨酯反應(yīng)形成聚氨酯-環(huán)氧樹(shù)脂互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物,同時(shí)提高復(fù)合材料的韌性??蓪⒈┧崛苊浀骄郯滨ヮA(yù)聚物中,并在體系中聚合,形成分步互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物,研究表明,二者官能團(tuán)之間的物理相互作用有利于彈性模量的提高,并且隨著官能團(tuán)數(shù)量的增大,產(chǎn)物表現(xiàn)出典型的高聚物性能,使復(fù)合材料具有環(huán)保、耐磨、耐油、耐腐蝕、韌性好,同時(shí)還具有保光保色以及戶(hù)外耐久性好等特點(diǎn)。再者,在體系中加入硅溶膠微粒,可以大大改善材料的力學(xué)性能和熱學(xué)性能,同時(shí)還發(fā)現(xiàn)硅溶膠微粒的加入對(duì)制備過(guò)程中的組份混合、產(chǎn)物的拉伸性能的提高以及產(chǎn)品的最終互穿形態(tài)均有利。
上述燒制地磚的方法,首先制備填充劑粉末,然后按照上述的比例稱(chēng)取各物料進(jìn)行混合并加入水制成含水率為18-20%的泥料,該泥料在陳化6-8天后制成地磚坯體,而后經(jīng)烘干、燒結(jié)和自然冷卻即得到地磚,最后在地磚的表面鋪設(shè)橡膠彈性體即得到產(chǎn)品,所述填充劑粉末的制備方法為:按照上述的比例稱(chēng)取鐵礦廢渣、鋁灰和河砂,混合后粉磨至細(xì)度不超過(guò)300微米的細(xì)粉,然后在1650-1700℃的溫度下燒結(jié)1h后冷卻并粉磨至細(xì)度不超過(guò)30微米即得到填充劑;
所述泥料在陳化6-8天后,向其中加入泥料總重3%的地溝油,再次拌合均勻后再進(jìn)行擠壓成型制成地磚坯體;本發(fā)明在泥料陳化后向其中加入地溝油進(jìn)行拌合,不僅充分利用了廢棄的地溝油,而且由于加入地溝油,使得泥料的黏性和塑形得到了增強(qiáng),這樣使得外加劑在高溫下分解形成氣孔的過(guò)程中,大幅度降低由于氣孔及藍(lán)晶石粉膨脹所導(dǎo)致的裂紋等缺陷。
所述烘干溫度為100-120℃;
所述燒結(jié)分為預(yù)熱段、升溫段和焙燒段三部分,其中,預(yù)熱段是指使?fàn)t內(nèi)溫度從常溫在2h均勻升高到200℃,并保持該溫度1-2h,在此過(guò)程中,保持爐內(nèi)氧氣含量不高于4%;
所述升溫段是指,使?fàn)t內(nèi)溫度從200℃在4h均勻升高到800℃,在此過(guò)程中,保持爐內(nèi)氧氣含量不低于45%;
所述焙燒段是指,使?fàn)t內(nèi)溫度從800℃在2h均勻升高到1650℃,并保持該溫度3h,在此過(guò)程中,保持爐內(nèi)氧氣含量不低于45%。
本發(fā)明中,在制作地磚時(shí),為防止地磚燒結(jié)過(guò)程中出現(xiàn)裂紋等缺陷,在將各物料混合制成泥料陳化后,可以向其中加入基料總重10%的水泥進(jìn)行拌合,拌合均勻后再進(jìn)行烘干、燒結(jié)和冷卻,從而最終得到地磚。
本發(fā)明利用氫氧化鋇和碳酸鈉混合作為催化劑讓納米級(jí)的 SiO2粒子的表面能夠受到羥基的作用,從而含有一定數(shù)量的含氧官能團(tuán),增加了納米級(jí)SiO2粒子的有關(guān)表面相容性,在納米級(jí)SiO2粒子作為填充料與其余原料充分混合時(shí),因?yàn)镾iO2顆粒很小,且比表面積大,細(xì)微化的結(jié)構(gòu)使得其余物料與其的接觸面積增大,使SiO2粒子可以在物料中均勻分散,從而便于SiO2與其余物質(zhì)在高溫下發(fā)生化學(xué)鍵合或者物理結(jié)合。此外,均勻分散的納米級(jí)SiO2相當(dāng)于“錨點(diǎn)”,其能夠使高溫環(huán)境下生成的強(qiáng)化基體與其結(jié)合,在受到外力沖擊作用下,能夠產(chǎn)生 “應(yīng)力集中”的效應(yīng),使得其周?chē)囊恍┗w“屈服”并吸收較多的變形功,此外也能夠產(chǎn)生 “釘扎-攀越”效應(yīng),增大裂紋在擴(kuò)展時(shí)所受到的阻力,消耗變形功,從而使其韌性增加;
本發(fā)明的聚氨酯彈性體內(nèi)含有改性空心玻璃微珠,一方面能夠均勻分散在基體中,另一方面是改性過(guò)程中使空心玻璃微珠表面接枝大量的硅羥基,這些基團(tuán)通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將空心玻璃微珠與基體連接起來(lái),保證二者具有良好的界面結(jié)合力,材料在受到外力時(shí),空心玻璃微珠粒子在材料中受到應(yīng)力發(fā)生形變、破壞等,從而吸收沖擊能量,提高沖擊性能,同時(shí)還可以引發(fā)銀紋,終止裂縫擴(kuò)展,在一定形態(tài)結(jié)構(gòu)下引發(fā)基體的剪切屈服,從而消耗大量的沖擊能量,又能較好地傳遞所承受的外力,提高基體的壓縮強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度;
本發(fā)明以粘土、電石灰、石灰石粉和爐渣來(lái)作為燒制地磚的基料,不僅解決了電石灰、石灰石和爐渣等廢棄物的再利用,而且也提高了燒制后地磚的強(qiáng)度(氧化鋁、氧化硅等與氧化鈣在地磚燒結(jié)時(shí)的高溫環(huán)境中形成陶瓷顆粒增強(qiáng)體結(jié)構(gòu)),通過(guò)加入由碳化硅作為外加劑,可以使得燒成的地磚表面含有一些開(kāi)放型氣孔(或稱(chēng)開(kāi)口氣孔),這些氣孔能夠保證地磚與橡膠彈性體結(jié)合的緊密性,而且也不會(huì)影響地磚的強(qiáng)度;碳化硅在高溫氧化氣氛中容易發(fā)生氧化反應(yīng):SiC+2O2→CO2+SiO2,該反應(yīng)開(kāi)始溫度較高,1000℃開(kāi)始明顯氧化,顆粒越細(xì),則氧化速度越快,反應(yīng)產(chǎn)物CO2的逸出容易造成坯體表面形成開(kāi)口氣孔,而反應(yīng)產(chǎn)物SiO2具有較高活性,與氧化鋁反應(yīng)生成莫來(lái)石,從而在地磚內(nèi)形成莫來(lái)石增強(qiáng)體;同時(shí),高溫下外加劑中的藍(lán)晶石細(xì)粉分解,既可確保生成較多的莫來(lái)石相,保證制品的力學(xué)強(qiáng)度,藍(lán)晶石從1100℃左右開(kāi)始分解、生成莫來(lái)石和SiO2,1300℃以后顯著分解轉(zhuǎn)化,由于該莫來(lái)石化反應(yīng)伴隨有16-18%的體積膨脹,因此還可填充由于碳化硅氧化產(chǎn)生的孔隙,使單個(gè)孔隙變小,整體孔隙率降低,并且會(huì)改變地磚內(nèi)孔隙的形狀和分布;由于地磚中含有大量的微孔,也能夠吸收并削弱震動(dòng)的傳遞。
有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有以下優(yōu)點(diǎn):
1)本發(fā)明通過(guò)在地磚表面預(yù)先鋪設(shè)一層聚氨酯彈性體,由于地磚的鋪設(shè)要求和鋪設(shè)難度很低,因此,在需要鋪設(shè)塑膠籃球場(chǎng)時(shí),只需要稍微平整下地面,然后將帶有聚氨酯彈性體的地磚鋪設(shè)在地基上即完成塑膠籃球場(chǎng)的鋪設(shè),與現(xiàn)有的先整理地面、然后在地面上鋪塑膠材料或橡膠材料的方法相比,大大降低了塑膠籃球場(chǎng)的鋪設(shè)要求,提高了鋪設(shè)的效率,節(jié)省了施工工期;
2)本發(fā)明以粘土、電石灰、石灰石粉和爐渣來(lái)作為燒制地磚的基料,不僅解決了電石灰、石灰石和爐渣等廢棄物的再利用,而且也提高了燒制后地磚的強(qiáng)度(氧化鋁、氧化硅等與氧化鈣在地磚燒結(jié)時(shí)的高溫環(huán)境中形成陶瓷顆粒增強(qiáng)體結(jié)構(gòu)),通過(guò)加入由碳化硅作為外加劑,可以使得燒成的地磚表面含有一些開(kāi)放型氣孔(或稱(chēng)開(kāi)口氣孔),這些氣孔能夠保證地磚與橡膠彈性體結(jié)合的緊密性,而且也不會(huì)影響地磚的強(qiáng)度;
3)本發(fā)明外加劑中的藍(lán)晶石細(xì)粉在高溫下分解,既可確保生成較多的莫來(lái)石相,保證制品的力學(xué)強(qiáng)度,藍(lán)晶石從1100℃左右開(kāi)始分解、生成莫來(lái)石和SiO2,1300℃以后顯著分解轉(zhuǎn)化,由于該莫來(lái)石化反應(yīng)伴隨有16-18%的體積膨脹,因此還可填充由于碳化硅氧化產(chǎn)生的孔隙,使單個(gè)孔隙變小,整體孔隙率降低,并且會(huì)改變地磚內(nèi)孔隙的形狀和分布;
4)本發(fā)明的聚氨酯彈性體內(nèi)含有改性空心玻璃微珠,一方面能夠均勻分散在基體中,另一方面是改性過(guò)程中使空心玻璃微珠表面接枝大量的硅羥基,這些基團(tuán)通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將空心玻璃微珠與基體連接起來(lái),保證二者具有良好的界面結(jié)合力,材料在受到外力時(shí),空心玻璃微珠粒子在材料中受到應(yīng)力發(fā)生形變、破壞等,從而吸收沖擊能量,提高沖擊性能,同時(shí)還可以引發(fā)銀紋,終止裂縫擴(kuò)展,在一定形態(tài)結(jié)構(gòu)下引發(fā)基體的剪切屈服,從而消耗大量的沖擊能量,又能較好地傳遞所承受的外力,提高基體的壓縮強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的闡述。
實(shí)施例1
一種用于室外塑膠籃球場(chǎng)鋪設(shè)的地磚,在地磚的表面設(shè)置一層聚氨酯彈性體,所述地磚由基料、外加劑、填充劑與水混合制成泥漿后成型、燒制而成,其中,按照重量比,基料由24份的粘土、13份的電石灰、7份的石灰石粉和15份的爐渣混合而成,外加劑由8份細(xì)度不超過(guò)30微米的碳化硅微粉、3份細(xì)度不超過(guò)30微米的藍(lán)晶石粉和1份的廢棄分子篩混合而成,填充劑由6份的鐵礦廢渣、3份的鋁灰和1份的河砂混合后在1650℃的溫度下燒結(jié)1h后粉磨至細(xì)度不超過(guò)30微米得到;
所述聚氨酯彈性體由A組分和B組分按重量比2:1的比例混合而成,其中,按照重量比,B組分由34份的二苯基甲烷二異氰酸酯、16份的聚醚三元醇和7份丙二醇的制成,A組分由16份的聚醚三元醇、6份的聚醚二元醇、0.6份的交聯(lián)劑、10份的增塑劑、17份的環(huán)氧樹(shù)脂、13份的丙烯酸和10份的增強(qiáng)劑制成,所述增強(qiáng)劑由24份的硅溶膠、3份的改性氧化鋁微粉、5份的改性空心玻璃微珠和6份的改性納米二氧化硅混合而成,所述改性空心玻璃微珠指將市售的空心玻璃微珠與其重量3%的表面改性劑Ⅰ混合后靜置1h后過(guò)濾晾干得到,所用表面改性劑Ⅰ由KH550、乙醇、丙酮和氫氧化鋇按照重量比3:80:2:1的比例混合而成;所述改性納米二氧化硅和改性氧化鋁微粉分別是將市售的納米二氧化硅和氧化鋁微粉與其重量3%的表面改性劑Ⅱ混合得到,該表面改性劑Ⅱ由氫氧化鋇、碳酸鈉和KH550按照重量比3:1:30的比例混合而成;
上述用于室外塑膠籃球場(chǎng)鋪設(shè)的地磚的制作方法,首先燒制地磚,然后在地磚的表面鋪設(shè)聚氨酯彈性體,所述聚氨酯彈性體的制作方法包括以下步驟:
1)制備B組分;
按照重量比,分別稱(chēng)取34份的二苯基甲烷二異氰酸酯、16份的聚醚三元醇和7份丙二醇,然后將聚醚三元醇在70℃下攪拌并進(jìn)行抽真空脫水脫氣處理 1h后,冷卻至 40℃,再向其中加入稱(chēng)取好的二苯基甲烷二異氰酸酯和丙二醇,然后在 70℃下反應(yīng)2.5h,冷卻至室溫即得到B組分;
2)分別制備A組分中的改性氧化鋁微粉、改性空心玻璃微珠和改性納米二氧化硅,備用;
所述改性空心玻璃微珠是將市售的空心玻璃微珠與其重量3%的表面改性劑Ⅰ混合后靜置1h后過(guò)濾晾干得到,所用表面改性劑Ⅰ由KH550、乙醇、丙酮和氫氧化鋇按照重量比3:80:2:1的比例混合而成;
所述改性納米二氧化硅和改性氧化鋁微粉分別是將市售的納米二氧化硅和氧化鋁微粉與其重量3%的表面改性劑Ⅱ混合得到,該表面改性劑Ⅱ由氫氧化鋇、碳酸鈉和KH550按照重量比3:1:30的比例混合而成;
3)制備增強(qiáng)劑,備用;
分別稱(chēng)取24份的硅溶膠、3份步驟2)制得的改性氧化鋁微粉、5份步驟2)制得的改性空心玻璃微珠和6份步驟2)制得的改性納米二氧化硅混合后攪拌均勻,并靜置1h,即得到增強(qiáng)劑;
4)制備A組分;
按照重量比,分別稱(chēng)取16份的聚醚三元醇和6份的聚醚二元醇混合后在80℃下攪拌并進(jìn)行抽真空脫水脫氣處理 1h,然后向其中依次加入0.6份的交聯(lián)劑、10份的增塑劑、17份的環(huán)氧樹(shù)脂、13份的丙烯酸和10份步驟3)制得的增強(qiáng)劑,在75℃下攪拌均勻即制得A組分;
5)將A組分與B組分按照重量比2:1的比例混合后即得到聚氨酯彈性體,混合后直接鋪設(shè)在地磚表面即得到產(chǎn)品。
以上為本實(shí)施例的基本實(shí)施方式,可在以上基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的改進(jìn)、優(yōu)化和限定:
如,所述交聯(lián)劑為三羥基甲烷,所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯;環(huán)氧樹(shù)脂可以采用雙酚A型與雙酚F型按質(zhì)量比3:1混合制成;
又如,上述燒制地磚的方法,首先制備填充劑粉末,然后按照上述的比例稱(chēng)取各物料進(jìn)行混合并加入水制成含水率為18%的泥料,該泥料在陳化6天后制成地磚坯體,而后經(jīng)烘干、燒結(jié)和自然冷卻即得到地磚,最后在地磚的表面鋪設(shè)橡膠彈性體即得到產(chǎn)品,所述填充劑粉末的制備方法為:按照上述的比例稱(chēng)取鐵礦廢渣、鋁灰和河砂,混合后粉磨至細(xì)度不超過(guò)300微米的細(xì)粉,然后在1650℃的溫度下燒結(jié)1h后冷卻并粉磨至細(xì)度不超過(guò)30微米即得到填充劑;
更進(jìn)一步的,所述泥料在陳化6天后,向其中加入泥料總重3%的地溝油,再次拌合均勻后再進(jìn)行擠壓成型制成地磚坯體;在泥料陳化后向其中加入地溝油進(jìn)行拌合,不僅充分利用了廢棄的地溝油,而且由于加入地溝油,使得泥料的黏性和塑形得到了增強(qiáng),這樣使得外加劑在高溫下分解形成氣孔的過(guò)程中,大幅度降低由于氣孔及藍(lán)晶石粉膨脹所導(dǎo)致的裂紋等缺陷;
再進(jìn)一步的,所述烘干溫度為100℃;
最后,所述燒結(jié)分為預(yù)熱段、升溫段和焙燒段三部分,其中,預(yù)熱段是指使?fàn)t內(nèi)溫度從常溫在2h均勻升高到200℃,并保持該溫度1h,在此過(guò)程中,保持爐內(nèi)氧氣含量不高于4%;
所述升溫段是指,使?fàn)t內(nèi)溫度從200℃在4h均勻升高到800℃,在此過(guò)程中,保持爐內(nèi)氧氣含量不低于45%;
所述焙燒段是指,使?fàn)t內(nèi)溫度從800℃在2h均勻升高到1650℃,并保持該溫度3h,在此過(guò)程中,保持爐內(nèi)氧氣含量不低于45%;
又如,所述外加劑中還含有1份細(xì)度不超過(guò)100微米的石英砂粉末;
再如,所述填充劑中還含有1份的角閃石粉末;
又再如,所述填充劑在制備過(guò)程中,燒結(jié)完成后以600℃/min的降溫速率急速冷卻后再進(jìn)行粉磨。
實(shí)施例2
一種用于室外塑膠籃球場(chǎng)鋪設(shè)的地磚,在地磚的表面設(shè)置一層聚氨酯彈性體,所述地磚由基料、外加劑、填充劑與水混合制成泥漿后成型、燒制而成,其中,按照重量比,基料由26份的粘土、15份的電石灰、8份的石灰石粉和17份的爐渣混合而成,外加劑由9份細(xì)度不超過(guò)30微米的碳化硅微粉、4份細(xì)度不超過(guò)30微米的藍(lán)晶石粉和2份的廢棄分子篩混合而成,填充劑由7份的鐵礦廢渣、4份的鋁灰和2份的河砂混合后在1700℃的溫度下燒結(jié)1h后粉磨至細(xì)度不超過(guò)30微米得到;
所述聚氨酯彈性體由A組分和B組分按重量比2:1的比例混合而成,其中,按照重量比,B組分由36份的二苯基甲烷二異氰酸酯、18份的聚醚三元醇和8份丙二醇的制成,A組分由17份的聚醚三元醇、7份的聚醚二元醇、0.8份的交聯(lián)劑、12份的增塑劑、19份的環(huán)氧樹(shù)脂、15份的丙烯酸和12份的增強(qiáng)劑制成,所述增強(qiáng)劑由26份的硅溶膠、5份的改性氧化鋁微粉、7份的改性空心玻璃微珠和8份的改性納米二氧化硅混合而成,所述改性空心玻璃微珠指將市售的空心玻璃微珠與其重量5%的表面改性劑Ⅰ混合后靜置2h后過(guò)濾晾干得到,所用表面改性劑Ⅰ由KH550、乙醇、丙酮和氫氧化鋇按照重量比4:80:3:2的比例混合而成;所述改性納米二氧化硅和改性氧化鋁微粉分別是將市售的納米二氧化硅和氧化鋁微粉與其重量5%的表面改性劑Ⅱ混合得到,該表面改性劑Ⅱ由氫氧化鋇、碳酸鈉和KH550按照重量比4:2:30的比例混合而成;
上述用于室外塑膠籃球場(chǎng)鋪設(shè)的地磚的制作方法,首先燒制地磚,然后在地磚的表面鋪設(shè)聚氨酯彈性體,所述聚氨酯彈性體的制作方法包括以下步驟:
1)制備B組分;
按照重量比,分別稱(chēng)取36份的二苯基甲烷二異氰酸酯、18份的聚醚三元醇和8份丙二醇,然后將聚醚三元醇在85℃下攪拌并進(jìn)行抽真空脫水脫氣處理2h后,冷卻至 60℃,再向其中加入稱(chēng)取好的二苯基甲烷二異氰酸酯和丙二醇,然后在 90℃下反應(yīng)2.5h,冷卻至室溫即得到B組分;
2)分別制備A組分中的改性氧化鋁微粉、改性空心玻璃微珠和改性納米二氧化硅,備用;
所述改性空心玻璃微珠是將市售的空心玻璃微珠與其重量5%的表面改性劑Ⅰ混合后靜置2h后過(guò)濾晾干得到,所用表面改性劑Ⅰ由KH550、乙醇、丙酮和氫氧化鋇按照重量比4:80:3:2的比例混合而成;
所述改性納米二氧化硅和改性氧化鋁微粉分別是將市售的納米二氧化硅和氧化鋁微粉與其重量5%的表面改性劑Ⅱ混合得到,該表面改性劑Ⅱ由氫氧化鋇、碳酸鈉和KH550按照重量比4:2:30的比例混合而成;
3)制備增強(qiáng)劑,備用;
分別稱(chēng)取26份的硅溶膠、5份步驟2)制得的改性氧化鋁微粉、7份步驟2)制得的改性空心玻璃微珠和8份步驟2)制得的改性納米二氧化硅混合后攪拌均勻,并靜置2h,即得到增強(qiáng)劑;
4)制備A組分;
按照重量比,分別稱(chēng)取17份的聚醚三元醇和7份的聚醚二元醇混合后在90℃下攪拌并進(jìn)行抽真空脫水脫氣處理 2h,然后向其中依次加入0.8份的交聯(lián)劑、12份的增塑劑、19份的環(huán)氧樹(shù)脂、15份的丙烯酸和12份步驟3)制得的增強(qiáng)劑,在85℃下攪拌均勻即制得A組分;
5)將A組分與B組分按照重量比2:1的比例混合后即得到聚氨酯彈性體,混合后直接鋪設(shè)在地磚表面即得到產(chǎn)品。
以上為本實(shí)施例的基本實(shí)施方式,可在以上基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的改進(jìn)、優(yōu)化和限定:
如,所述交聯(lián)劑為三羥基甲烷,所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯;環(huán)氧樹(shù)脂可以采用雙酚A型與雙酚F型按質(zhì)量比3:1混合制成;
又如,上述燒制地磚的方法,首先制備填充劑粉末,然后按照上述的比例稱(chēng)取各物料進(jìn)行混合并加入水制成含水率為20%的泥料,該泥料在陳化8天后制成地磚坯體,而后經(jīng)烘干、燒結(jié)和自然冷卻即得到地磚,最后在地磚的表面鋪設(shè)橡膠彈性體即得到產(chǎn)品,所述填充劑粉末的制備方法為:按照上述的比例稱(chēng)取鐵礦廢渣、鋁灰和河砂,混合后粉磨至細(xì)度不超過(guò)300微米的細(xì)粉,然后在1700℃的溫度下燒結(jié)1h后冷卻并粉磨至細(xì)度不超過(guò)30微米即得到填充劑;
更進(jìn)一步的,所述泥料在陳化8天后,向其中加入泥料總重3%的地溝油,再次拌合均勻后再進(jìn)行擠壓成型制成地磚坯體;在泥料陳化后向其中加入地溝油進(jìn)行拌合,不僅充分利用了廢棄的地溝油,而且由于加入地溝油,使得泥料的黏性和塑形得到了增強(qiáng),這樣使得外加劑在高溫下分解形成氣孔的過(guò)程中,大幅度降低由于氣孔及藍(lán)晶石粉膨脹所導(dǎo)致的裂紋等缺陷;
再進(jìn)一步的,所述烘干溫度為120℃;
最后,所述燒結(jié)分為預(yù)熱段、升溫段和焙燒段三部分,其中,預(yù)熱段是指使?fàn)t內(nèi)溫度從常溫在2h均勻升高到200℃,并保持該溫度2h,在此過(guò)程中,保持爐內(nèi)氧氣含量不高于4%;
所述升溫段是指,使?fàn)t內(nèi)溫度從200℃在4h均勻升高到800℃,在此過(guò)程中,保持爐內(nèi)氧氣含量不低于45%;
所述焙燒段是指,使?fàn)t內(nèi)溫度從800℃在2h均勻升高到1650℃,并保持該溫度3h,在此過(guò)程中,保持爐內(nèi)氧氣含量不低于45%;
又如,所述外加劑中還含有1.2份細(xì)度不超過(guò)100微米的石英砂粉末;
再如,所述填充劑中還含有1.4份的角閃石粉末;
又再如,所述填充劑在制備過(guò)程中,燒結(jié)完成后以700℃/min的降溫速率急速冷卻后再進(jìn)行粉磨。
實(shí)施例3
一種用于室外塑膠籃球場(chǎng)鋪設(shè)的地磚,在地磚的表面設(shè)置一層聚氨酯彈性體,所述地磚由基料、外加劑、填充劑與水混合制成泥漿后成型、燒制而成,其中,按照重量比,基料由25份的粘土、14份的電石灰、7.5份的石灰石粉和16份的爐渣混合而成,外加劑由8.5份細(xì)度不超過(guò)30微米的碳化硅微粉、3.5份細(xì)度不超過(guò)30微米的藍(lán)晶石粉和1.5份的廢棄分子篩混合而成,填充劑由6.5份的鐵礦廢渣、3.5份的鋁灰和1.5份的河砂混合后在1650-1700℃的溫度下燒結(jié)1h后粉磨至細(xì)度不超過(guò)30微米得到;
所述聚氨酯彈性體由A組分和B組分按重量比2:1的比例混合而成,其中,按照重量比,B組分由35份的二苯基甲烷二異氰酸酯、17份的聚醚三元醇和7.5份丙二醇的制成,A組分由16.5份的聚醚三元醇、6.5份的聚醚二元醇、0.7份的交聯(lián)劑、11份的增塑劑、18份的環(huán)氧樹(shù)脂、14份的丙烯酸和11份的增強(qiáng)劑制成,所述增強(qiáng)劑由25份的硅溶膠、4份的改性氧化鋁微粉、6份的改性空心玻璃微珠和7份的改性納米二氧化硅混合而成,所述改性空心玻璃微珠指將市售的空心玻璃微珠與其重量4%的表面改性劑Ⅰ混合后靜置1.5h后過(guò)濾晾干得到,所用表面改性劑Ⅰ由KH550、乙醇、丙酮和氫氧化鋇按照重量比3.5:80:2.5:1.5的比例混合而成;所述改性納米二氧化硅和改性氧化鋁微粉分別是將市售的納米二氧化硅和氧化鋁微粉與其重量4%的表面改性劑Ⅱ混合得到,該表面改性劑Ⅱ由氫氧化鋇、碳酸鈉和KH550按照重量比3.5:1.5:30的比例混合而成;
上述用于室外塑膠籃球場(chǎng)鋪設(shè)的地磚的制作方法,首先燒制地磚,然后在地磚的表面鋪設(shè)聚氨酯彈性體,所述聚氨酯彈性體的制作方法包括以下步驟:
1)制備B組分;
按照重量比,分別稱(chēng)取35份的二苯基甲烷二異氰酸酯、17份的聚醚三元醇和7.5份丙二醇,然后將聚醚三元醇在78℃下攪拌并進(jìn)行抽真空脫水脫氣處理 1.5h后,冷卻至 50℃,再向其中加入稱(chēng)取好的二苯基甲烷二異氰酸酯和丙二醇,然后在 80℃下反應(yīng)2.5h,冷卻至室溫即得到B組分;
2)分別制備A組分中的改性氧化鋁微粉、改性空心玻璃微珠和改性納米二氧化硅,備用;
所述改性空心玻璃微珠是將市售的空心玻璃微珠與其重量4%的表面改性劑Ⅰ混合后靜置1.5h后過(guò)濾晾干得到,所用表面改性劑Ⅰ由KH550、乙醇、丙酮和氫氧化鋇按照重量比3.5:80:2.5:1.5的比例混合而成;
所述改性納米二氧化硅和改性氧化鋁微粉分別是將市售的納米二氧化硅和氧化鋁微粉與其重量4%的表面改性劑Ⅱ混合得到,該表面改性劑Ⅱ由氫氧化鋇、碳酸鈉和KH550按照重量比3.5:1.5:30的比例混合而成;
3)制備增強(qiáng)劑,備用;
分別稱(chēng)取25份的硅溶膠、4份步驟2)制得的改性氧化鋁微粉、6份步驟2)制得的改性空心玻璃微珠和7份步驟2)制得的改性納米二氧化硅混合后攪拌均勻,并靜置1.5h,即得到增強(qiáng)劑;
4)制備A組分;
按照重量比,分別稱(chēng)取16.5份的聚醚三元醇和6.5份的聚醚二元醇混合后在85℃下攪拌并進(jìn)行抽真空脫水脫氣處理 1.5h,然后向其中依次加入0.7份的交聯(lián)劑、11份的增塑劑、18份的環(huán)氧樹(shù)脂、13-15份的丙烯酸和11份步驟3)制得的增強(qiáng)劑,在80℃下攪拌均勻即制得A組分;
5)將A組分與B組分按照重量比2:1的比例混合后即得到聚氨酯彈性體,混合后直接鋪設(shè)在地磚表面即得到產(chǎn)品。
以上為本實(shí)施例的基本實(shí)施方式,可在以上基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的改進(jìn)、優(yōu)化和限定:
如,所述交聯(lián)劑為三羥基甲烷,所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯;環(huán)氧樹(shù)脂可以采用雙酚A型與雙酚F型按質(zhì)量比3:1混合制成;
又如,上述燒制地磚的方法,首先制備填充劑粉末,然后按照上述的比例稱(chēng)取各物料進(jìn)行混合并加入水制成含水率為19%的泥料,該泥料在陳化7天后制成地磚坯體,而后經(jīng)烘干、燒結(jié)和自然冷卻即得到地磚,最后在地磚的表面鋪設(shè)橡膠彈性體即得到產(chǎn)品,所述填充劑粉末的制備方法為:按照上述的比例稱(chēng)取鐵礦廢渣、鋁灰和河砂,混合后粉磨至細(xì)度不超過(guò)300微米的細(xì)粉,然后在1675℃的溫度下燒結(jié)1h后冷卻并粉磨至細(xì)度不超過(guò)30微米即得到填充劑;
更進(jìn)一步的,所述泥料在陳化7天后,向其中加入泥料總重3%的地溝油,再次拌合均勻后再進(jìn)行擠壓成型制成地磚坯體;在泥料陳化后向其中加入地溝油進(jìn)行拌合,不僅充分利用了廢棄的地溝油,而且由于加入地溝油,使得泥料的黏性和塑形得到了增強(qiáng),這樣使得外加劑在高溫下分解形成氣孔的過(guò)程中,大幅度降低由于氣孔及藍(lán)晶石粉膨脹所導(dǎo)致的裂紋等缺陷;
再進(jìn)一步的,所述烘干溫度為110℃;
最后,所述燒結(jié)分為預(yù)熱段、升溫段和焙燒段三部分,其中,預(yù)熱段是指使?fàn)t內(nèi)溫度從常溫在2h均勻升高到200℃,并保持該溫度1.5h,在此過(guò)程中,保持爐內(nèi)氧氣含量不高于4%;
所述升溫段是指,使?fàn)t內(nèi)溫度從200℃在4h均勻升高到800℃,在此過(guò)程中,保持爐內(nèi)氧氣含量不低于45%;
所述焙燒段是指,使?fàn)t內(nèi)溫度從800℃在2h均勻升高到1650℃,并保持該溫度3h,在此過(guò)程中,保持爐內(nèi)氧氣含量不低于45%;
又如,所述外加劑中還含有1.1份細(xì)度不超過(guò)100微米的石英砂粉末;
再如,所述填充劑中還含有1.2份的角閃石粉末;
又再如,所述填充劑在制備過(guò)程中,燒結(jié)完成后以650℃/min的降溫速率急速冷卻后再進(jìn)行粉磨。