一种排水格栅及其制造方法与流程

1.本发明涉及排水格栅技术领域，具体涉及一种排水格栅及其制造方法。


背景技术：

2.土工布，又称土工织物，它是由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料。土工布是新材料土工合成材料其中的一种，成品为布状，一般宽度为4
‑
6米，长度为50
‑
100米。土工布分为有纺土工布和无纺长丝土工布。
3.水是影响路面结构、道路路基自身强度以及稳定性的重要因素，其主要形式为地表水以及地下水，地表水的危害主要体现在对路基的冲刷以及渗透到路基土体中滞留，从而破坏路基承载能力，造成路基的损坏，因而需要排水格栅对其进行疏通排水处理。
4.现有的排水格栅排水中长期浸透在水环境内，水环境中含有酸碱介质，排水格栅长期使用，纤维结构容易被破坏，影响其寿命，同时也要兼顾排水格栅的排水效果，基于此，本发明对其进行改进处理。


技术实现要素：

5.针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种排水格栅及其制造方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.本发明解决技术问题采用如下技术方案：本发明提供了一种排水格栅，包括排水格栅本体和土工布复合而成，土工布为双层复合或单层复合，用于防止泥沙堵塞；复合采用粘合、缝合、热合的方式复合；土工布为聚丙烯长丝土工布、聚酯长丝、短纤土工布中的一种；所述排水格栅本体纵向采用碳纤维、聚酯纤维和玄武岩纤维中的一种或多种，用于增强加强筋的作用；横向为尼龙、聚丙烯纤维、聚酯纤维，通过经编机经编形成排水格栅本体；排水格栅本体的网孔为12.5、25.4、50.6、76mm中的一种。
7.优选地，所述横向纤维的异形体的优化方法为：将尼龙、聚丙烯纤维、聚酯纤维中的一种送入到亲水剂中进行亲水改进处理；然后再进行改性聚氨酯导水处理。
8.优选地，所述尼龙、聚丙烯纤维、聚酯纤维进行亲水改进处理的具体操作步骤为：步骤一：亲水剂的制备：s1，将质量分数20
‑
50%的氯化铝溶液、烷基酚聚氧乙烯醚按照重量比5:1混合，然后调节溶液ph至10.0
‑
11.0，得到疏孔剂；s2，将膨润土送入到煅烧炉中进行煅烧处理，煅烧温度为500
‑
1000℃，煅烧时间为10
‑
20min，然后冷却至80
‑
100℃，送入到去离子水中超声分散处理，超声功率为100
‑
200w，超声10
‑
20min，超声结束，得到改性膨润土；s3，将改性膨润土送入到疏孔剂中，然后以100
‑
200r/min的转速搅拌20
‑
30min，搅拌结束，然后干燥40
‑
50min，干燥温度为55
‑
65℃，最后进行煅烧处理，煅烧温度为500
‑
700℃，煅烧10
‑
20min，即可；
步骤二：改进处理：将亲水剂与尼龙、聚丙烯纤维、聚酯纤维混合，混合转速为100
‑
200r/min，混合时间为40
‑
50min，然后送入到干燥箱内干燥，干燥温度为80℃，干燥至含水率低于10%；步骤三：将改进的纤维按照重量比5:1与改性石墨烯进行混熔处理，混熔温度为190
‑
240℃，混熔10
‑
20min，混熔转速为100
‑
500r/min，混熔结束，即可。
9.优选地，所述改性石墨烯的制备方法为：将石墨烯送入到浓硫酸中进行氧化处理，然后采用沸水剥离、清洗，清洗结束，采用紫外波照射，波辐射长为150
‑
200nm，功率为50
‑
60w，辐射强度为0.6
‑
0.7μw/cm
²
，得到改性石墨烯。
10.优选地，所述改性聚氨酯导水处理的具体步骤为：将聚氨酯按照重量比1:3送入到纳米溶胶中，配制成聚氨酯溶胶，然后采用喷射法喷射到改进的纤维上，喷射法的喷射压力为10
‑
20mpa，喷射结束，进行热压处理，热压温度为100
‑
120℃，热压1
‑
3min，热压结束，冷却自然至室温。
11.优选地，所述纳米溶胶的制备方法为：将稻壳灰于600℃下炭化，然后加入质量分数0.2
‑
0.4%的稀硫酸中进行反应，得到溶胶，然后再与纳米二氧化硅按照重量比1:3混合，得到纳米溶胶。
12.一种排水格栅的制造方法，包括以下步骤：将排水格栅本体和土工布复合而成制成排水格栅；然后排水格栅本体纵向采用碳纤维、聚酯纤维或玄武岩纤维的一种或多种；横向为尼龙、聚丙烯纤维、聚酯纤维，通过经编机经编形成排水格栅本体，最后对异形体的优化处理；优化中将尼龙、聚丙烯纤维、聚酯纤维中的一种或多种送入到亲水剂中进行亲水改进处理；然后再进行改性聚氨酯导水处理。
13.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明的排水格栅采用排水格栅本体和土工布复合，土工布用于防止泥沙堵塞，而排水格栅本体制备中采用纵向纤维作为加强筋的效果，与横向纤维经编形成排水格栅本体，通过纤维中的毛细孔结构，对水进行渗透排水，同时采用异形体的纤维结构，异形体的纤维结构包括4dg尼龙纤维、十字型尼龙纤维、十字型聚丙烯纤维、十字型聚酯纤维、米字型尼龙纤维、米字型聚丙烯纤维、米字型聚酯纤维等；用于加强导水、排水的功效；排水过程中，纤维的强吸力可吸附土基上的水分，两端通过蒸发作用将水排出，提高排水效率；异形体的纤维结构进行优化中：亲水剂的制备中，利用氯化铝溶液、烷基酚聚氧乙烯醚制成的疏孔剂，配合改性的膨润土使用，提高膨润土的改进效果，膨润土经过煅烧后分散，片层扩张、分散度提高，然后再与疏孔剂配合煅烧后，烷基酚聚氧乙烯醚作为模板，经过煅烧后，模板去除，在膨润土片层间形成细微孔道，而膨润土片层间具有吸水性能和离子交换性能，路基的水通过片层的细微孔道进行导流送入纤维的毛细孔结构内，同时细微孔道对酸碱腐蚀液进行吸附，从而降低酸碱液对排水格栅的腐蚀，提高排水格栅的寿命；改性石墨烯进行混熔处理，石墨烯经过氧化、照射后，活性强，利于其片层排布，提高与水的接触面积，从而提高异形体的效率，进而提高了排水格栅的吸收、排水效率；改性聚氨酯采用聚氨酯和纳米溶胶配制而成，聚酯酯具有优异的亲水长链，布置
在纤维上，可将水进行疏散分布开，继而进行渗透疏导，便于后续的蒸发散掉，极大的改进了格栅的排水效率；纳米溶胶的制备，采用稻壳灰进行制备得到，具有高的比表面积，同时亲水性极强，能够协配聚氨酯，可显著增强透水、渗水效率。
具体实施方式
14.下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
15.实施例1.本实施例的一种排水格栅，包括排水格栅本体和土工布复合而成，土工布为双层复合或单层复合，用于防止泥沙堵塞；复合采用粘合、缝合、热合的方式复合；土工布为聚丙烯长丝土工布、聚酯长丝、短纤土工布中的一种或多种；所述排水格栅本体纵向采用碳纤维、聚酯纤维和玄武岩纤维中的一种或多种，用于增强加强筋的作用；横向为尼龙、聚丙烯纤维、聚酯纤维，通过经编机经编形成排水格栅本体；排水格栅本体的网孔为12.5、25.4、50.6、76mm中的一种。
16.本实施例的横向纤维的异形体的优化方法为：将尼龙、聚丙烯纤维、聚酯纤维中的一种或多种送入到亲水剂中进行亲水改进处理；然后再进行改性聚氨酯导水处理。
17.本实施例的尼龙、聚丙烯纤维、聚酯纤维进行亲水改进处理的具体操作步骤为：步骤一：亲水剂的制备：s1，将质量分数20%的氯化铝溶液、烷基酚聚氧乙烯醚按照重量比5:1混合，然后调节溶液ph至10.0，得到疏孔剂；s2，将膨润土送入到煅烧炉中进行煅烧处理，煅烧温度为500℃，煅烧时间为10min，然后冷却至80℃，送入到去离子水中超声分散处理，超声功率为100w，超声10min，超声结束，得到改性膨润土；s3，将改性膨润土送入到疏孔剂中，然后以100r/min的转速搅拌20min，搅拌结束，然后干燥40min，干燥温度为55℃，最后进行煅烧处理，煅烧温度为500℃，煅烧10min，即可；步骤二：改进处理：将亲水剂与尼龙、聚丙烯纤维、聚酯纤维混合，混合转速为100r/min，混合时间为40min，然后送入到干燥箱内干燥，干燥温度为80℃，干燥至含水率低于10%；步骤三：将改进的纤维按照重量比5:1与改性石墨烯进行混熔处理，混熔温度为190℃，混熔10min，混熔转速为100r/min，混熔结束，即可。
18.本实施例的改性石墨烯的制备方法为：将石墨烯送入到浓硫酸中进行氧化处理，然后采用沸水剥离、清洗，清洗结束，采用紫外波照射，波辐射长为150nm，功率为50w，辐射强度为0.6μw/cm
²
，得到改性石墨烯。
19.本实施例的改性聚氨酯导水处理的具体步骤为：将聚氨酯按照重量比1:3送入到纳米溶胶中，配制成聚氨酯溶胶，然后采用喷射法喷射到改进的纤维上，喷射法的喷射压力为10mpa，喷射结束，进行热压处理，热压温度为100℃，热压1min，热压结束，冷却自然至室温。
20.本实施例的纳米溶胶的制备方法为：将稻壳灰于600℃下炭化，然后加入质量分数0.2%的稀硫酸中进行反应，得到溶胶，然后再与纳米二氧化硅按照重量比1:3混合，得到纳米溶胶。
21.本实施例的一种排水格栅的制造方法，包括以下步骤：将排水格栅本体和土工布复合而成制成排水格栅；然后排水格栅本体纵向采用碳纤维、聚酯纤维或玄武岩纤维的一种或多种；横向为尼龙、聚丙烯纤维、聚酯纤维，通过经编机经编形成排水格栅本体，最后对异形体的优化处理；优化中将尼龙、聚丙烯纤维、聚酯纤维中的一种或多种送入到亲水剂中进行亲水改进处理；然后再进行改性聚氨酯导水处理。
22.实施例2.本实施例的一种排水格栅，包括排水格栅本体和土工布复合而成，土工布为双层复合或单层复合，用于防止泥沙堵塞；复合采用粘合、缝合、热合的方式复合；土工布为聚丙烯长丝土工布、聚酯长丝、短纤土工布中的一种；所述排水格栅本体纵向采用碳纤维、聚酯纤维和玄武岩纤维中的一种或多种，用于增强加强筋的作用；横向为尼龙、聚丙烯纤维、聚酯纤维，通过经编机经编形成排水格栅本体；排水格栅本体的网孔为12.5、25.4、50.6、76mm中的一种。
23.本实施例的横向纤维的异形体的优化方法为：将尼龙、聚丙烯纤维、聚酯纤维中的一种或多种送入到亲水剂中进行亲水改进处理；然后再进行改性聚氨酯导水处理。
24.本实施例的尼龙、聚丙烯纤维、聚酯纤维进行亲水改进处理的具体操作步骤为：步骤一：亲水剂的制备：s1，将质量分数50%的氯化铝溶液、烷基酚聚氧乙烯醚按照重量比5:1混合，然后调节溶液ph至11.0，得到疏孔剂；s2，将膨润土送入到煅烧炉中进行煅烧处理，煅烧温度为1000℃，煅烧时间为20min，然后冷却至100℃，送入到去离子水中超声分散处理，超声功率为200w，超声20min，超声结束，得到改性膨润土；s3，将改性膨润土送入到疏孔剂中，然后以200r/min的转速搅拌30min，搅拌结束，然后干燥50min，干燥温度为65℃，最后进行煅烧处理，煅烧温度为700℃，煅烧20min，即可；步骤二：改进处理：将亲水剂与尼龙、聚丙烯纤维、聚酯纤维混合，混合转速为200r/min，混合时间为50min，然后送入到干燥箱内干燥，干燥温度为80℃，干燥至含水率低于10%；步骤三：将改进的纤维按照重量比5:1与改性石墨烯进行混熔处理，混熔温度为240℃，混熔20min，混熔转速为500r/min，混熔结束，即可。
25.本实施例的改性石墨烯的制备方法为：将石墨烯送入到浓硫酸中进行氧化处理，然后采用沸水剥离、清洗，清洗结束，采用紫外波照射，波辐射长为200nm，功率为60w，辐射强度为0.7μw/cm
²
，得到改性石墨烯。
26.本实施例的改性聚氨酯导水处理的具体步骤为：将聚氨酯按照重量比1:3送入到纳米溶胶中，配制成聚氨酯溶胶，然后采用喷射法喷射到改进的纤维上，喷射法的喷射压力为20mpa，喷射结束，进行热压处理，热压温度为120℃，热压3min，热压结束，冷却自然至室温。
27.本实施例的纳米溶胶的制备方法为：将稻壳灰于600℃下炭化，然后加入质量分数0.4%的稀硫酸中进行反应，得到溶胶，然后再与纳米二氧化硅按照重量比1:3混合，得到纳米溶胶。
28.本实施例的一种排水格栅的制造方法，包括以下步骤：将排水格栅本体和土工布复合而成制成排水格栅；然后排水格栅本体纵向采用碳纤维、聚酯纤维或玄武岩纤维的一种或多种；横向为尼龙、聚丙烯纤维、聚酯纤维，通过经编机经编形成排水格栅本体，最后对异形体的优化处理；优化中将尼龙、聚丙烯纤维、聚酯纤维中的一种或多种送入到亲水剂中进行亲水改进处理；然后再进行改性聚氨酯导水处理。
29.实施例3.本实施例的一种排水格栅，包括排水格栅本体和土工布复合而成，土工布为双层复合或单层复合，用于防止泥沙堵塞；复合采用粘合、缝合、热合的方式复合；土工布为聚丙烯长丝土工布、聚酯长丝、短纤土工布中的一种；所述排水格栅本体纵向采用碳纤维、聚酯纤维和玄武岩纤维中的一种或多种，用于增强加强筋的作用；横向为尼龙、聚丙烯纤维、聚酯纤维，通过经编机经编形成排水格栅本体；排水格栅本体的网孔为12.5、25.4、50.6、76mm中的一种。
30.本实施例的横向纤维的异形体的优化方法为：将尼龙、聚丙烯纤维、聚酯纤维中的一种或多种送入到亲水剂中进行亲水改进处理；然后再进行改性聚氨酯导水处理。
31.本实施例的尼龙、聚丙烯纤维、聚酯纤维进行亲水改进处理的具体操作步骤为：步骤一：亲水剂的制备：s1，将质量分数35%的氯化铝溶液、烷基酚聚氧乙烯醚按照重量比5:1混合，然后调节溶液ph至10.5，得到疏孔剂；s2，将膨润土送入到煅烧炉中进行煅烧处理，煅烧温度为750℃，煅烧时间为15min，然后冷却至90℃，送入到去离子水中超声分散处理，超声功率为150w，超声15min，超声结束，得到改性膨润土；s3，将改性膨润土送入到疏孔剂中，然后以100
‑
200r/min的转速搅拌20
‑
30min，搅拌结束，然后干燥45min，干燥温度为60℃，最后进行煅烧处理，煅烧温度为600℃，煅烧15min，即可；步骤二：改进处理：将亲水剂与尼龙、聚丙烯纤维、聚酯纤维混合，混合转速为150r/min，混合时间为45min，然后送入到干燥箱内干燥，干燥温度为80℃，干燥至含水率低于10%；步骤三：将改进的纤维按照重量比5:1与改性石墨烯进行混熔处理，混熔温度为210℃，混熔15min，混熔转速为300r/min，混熔结束，即可。
32.本实施例的改性石墨烯的制备方法为：将石墨烯送入到浓硫酸中进行氧化处理，然后采用沸水剥离、清洗，清洗结束，采用紫外波照射，波辐射长为170nm，功率为55w，辐射强度为0.65μw/cm
²
，得到改性石墨烯。
33.本实施例的改性聚氨酯导水处理的具体步骤为：将聚氨酯按照重量比1:3送入到纳米溶胶中，配制成聚氨酯溶胶，然后采用喷射法喷射到改进的纤维上，喷射法的喷射压力为15mpa，喷射结束，进行热压处理，热压温度为
110℃，热压2min，热压结束，冷却自然至室温。
34.本实施例的纳米溶胶的制备方法为：将稻壳灰于600℃下炭化，然后加入质量分数0.3%的稀硫酸中进行反应，得到溶胶，然后再与纳米二氧化硅按照重量比1:3混合，得到纳米溶胶。
35.本实施例的一种排水格栅的制造方法，包括以下步骤：将排水格栅本体和土工布复合而成制成排水格栅；然后排水格栅本体纵向采用碳纤维、聚酯纤维或玄武岩纤维的一种或多种；横向为尼龙、聚酯、聚丙烯纤维，通过经编机经编形成排水格栅本体，最后对异形体的优化处理；优化中将尼龙、聚丙烯纤维、聚酯纤维中的一种或多种送入到亲水剂中进行亲水改进处理；然后再进行改性聚氨酯导水处理。
36.对比例1与实施例3的材料相同，唯有不同的是未进行亲水改进处理。
37.对比例2与实施例3的材料相同，唯有不同的是未进行改性聚氨酯导水处理。
38.对实施例1
‑
3及对比例1
‑
2的产品进行性能测试，根据gb/t 17633
‑
1998的标准测试结果如下：将实施例1
‑
3及对比例1
‑
2的性能可看出，亲水改进处理、改性聚氨酯导水处理可提高格栅产品的导水效率。
39.本发明对改性聚氨酯进一步测试，来探究其导水率的性能：实验例1：改性聚氨酯复合改性中，未加入聚氨酯。
40.实验例2：改性聚氨酯复合改性中，未加入纳米溶胶。
41.从实验例1
‑
2可看出，聚氨酯复合改性中聚氨酯和纳米溶胶对排水格栅排水性能具有一定的优化。
42.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
43.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。