专利名称：一种透水砖的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种透水砖。
背景技术：
目前城市广场、商业街、人行道、社区活动地、停车场等的地面主要用花岗岩、大理石、釉面砖、水泥和柏油等不透水的材质铺设，不透水的地面对城市环境的危害非常大。下雨时，不透水地面完全阻止了雨水直接滲透入地，满地积水使人们的出行变得很不方便；宝贵的水资源最后随着排水管道流走，加重了城市排水设施的负担；雨水的大量流失导致地下水位难以回升，直接影响到城市植被的健康，使得城市中的地表植物难以正常生长，加重市政绿化负担；雨水的大量流失进ー步加重城市的干旱、缺水问题。目前，人们逐渐意识到了上述问题的严重性，也研究开发出了ー些透水砖。但是，尽管现有的透水砖能够在一定程度上解决排水困难的问题，大量的雨水直接通过透水砖渗 透进入道路的地基，容易造成地基的松动，会对道路造成一定程度的破坏。
实用新型内容本实用新型的目的是为了克服采用现有的透水砖容易造成地基松动的缺陷，而提供ー种既具有优异的排水能力又不容易造成地基松动的透水砖。本实用新型提供了ー种透水砖，所述透水砖包括透水基层和覆盖在所述透水基层上的透水表层，其中，所述透水砖还包括位于透水基层内部的至少一条水流孔道，所述水流孔道贯穿所述透水基层的两个侧表面。根据本实用新型的透水砖，由于所述透水砖的透水表层和透水基层都是由本领域技术人员公知的透水材料形成的，因此，能够使雨水快速滲透。由所述透水砖铺设形成的道路，透水砖与透水砖之间的位于透水基层内部的水流孔道能够相互连通在一起形成至少一条“水渠”，从透水表层渗透下来的大部分雨水能够顺着“水渠”排到道路的两侧，而不会渗透进入道路地基，因此，采用本实用新型的透水砖不但具有优异的排水能力，而且不会造成地基的松动，极具应用前景。优选地，所述水流孔道贯穿所述透水基层的相対的两个侧表面。优选地，所述水流孔道为2-5条；进一步优选地，所述水流孔道相通。优选地，所述水流孔道的孔直径为1-5厘米。优选地，所述透水表层具有多孔结构，所述多孔结构的孔直径为O. lmm-0. 5mm，孔隙率为15% -35%。具有上述孔径和孔隙率的透水砖不仅具有更为优异的透水能力，还能够起到过滤作用、防止较大的颗粒阻塞透水表层中的孔的作用，从而延长所述透水砖的使用寿命。本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式
部分予以详细说明。
[0012]图I为本实用新型的ー种优选实施方式提供的透水砖的截面结构示意图；图2为由本实用新型的ー种优选实施方式提供的透水砖形成的道路的示意图。附图标记说明I-透水表层；2_透水基层；3_水流孔道。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式
仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。根据本实用新型，所述透水砖包括透水基层和覆盖在所述透水基层上的透水表层，其中，所述透水砖还包括位于透水基层内部的至少一条水流孔道，所述水流孔道贯穿所述透水基层的两个侧表面。 根据本实用新型，优选情况下，为了既保证透水砖的强度又能够提高透水砖的透水、排水性能，所述水流孔道为2-5条。此外，尽管所述水流孔道可以贯穿所述透水基层的相邻的两个侧表面，也可以贯穿于所述透水基层的相対的两个侧表面，但为了能够将渗透进水流孔道的雨水进行有效地排出，优选情况下，所述水流孔道贯穿所述透水基层的两个相对的侧表面。根据本实用新型，所述水流孔道可以是直的，也可以是弯曲的，但为了提高所述透水砖的排水能力，优选情况下，所述水流孔道是直的，且所述水流孔道均匀分布在所述透水
基层中。本实用新型对所述透水基层中的水流孔道的孔直径没有特别地限制，只要能够将透水表层渗透下来的雨水及时地通过所述水流孔道排到道路的两侧，不对道路基层造成明显影响即可。本领域技术人员应该容易理解的是，为了使渗透进入透水砖的雨水能够顺利地从道路两侧排出，所述水流孔道应小于所述透水基层的长、宽和高，一般地，所述透水砖的长可以为20-90厘米，宽可以为10-60厘米，高可以为5-8厘米；以所述透水砖的高L为基准，所述透水基层的厚度可以为1/2L-1/9L。相应地，所述水流孔道的孔直径可以为1-5厘米，优选为2-4厘米。根据本实用新型，优选情况下，所述透水表层具有多孔结构。本实用新型的发明人发现，当所述多孔结构的孔直径为O. lmm-o. 5mm，孔隙率为15% -35%时，不仅能够保证所述透水表层具有优异的透水性能，还能够起到过滤作用、防止道路上较大的颗粒进入所述透水砖中，因此，得到的透水砖不易堵塞、能够长期保持优异的透水性能。其中，所述多孔结构的孔直径以及孔隙率可以采用本领域技术人员公知的方法进行測定，例如，可以采用电子显微镜对所述孔直径进行測定；采用排水法对所述孔隙率进行測定。根据本实用新型，所述透水砖的透水表层和透水基层均由本领域技术人员公知的透水材料形成，从而实现所述透水砖的透水功能。例如，所述透水基层是将含有第一骨料和第一粘结剂的混合物经固化形成的，所述透水表层是将含有第二骨料和第二粘结剂的混合物经固化形成的。优选情况下，所述第二粘结剂含有亲水性粘结剂，因此，能够使雨水快速滲透至透水基层；所述透水基层的第一骨料之间形成无数相互贯通的毛细管，从透水表层滲透下来的雨水与透水基层接触吋，雨水迅速润湿毛细管壁，在自身重力的作用下，雨水能够沿着这些贯通的毛细管渗透进入水流孔道，进而顺着“水渠”排到道路两侧。[0023]根据本实用新型，在形成所述透水表层的混合物中，所述第二骨料和亲水性粘结剂的含量为本领域技术人员公知，只要在固化之后能够形成透水表层即可，例如，以100重量份的第二骨料为基准，所述亲水性粘结剂的含量可以为1-20重量份；优选情况下，以100重量份的第二骨料为基准，所述亲水性粘结剂的含量为2-15重量份。根据本实用新型，所述亲水性粘结剂可以为现有的各种亲水性粘结剂，只要能够满足由其与第二骨料颗粒的混合物经固化所形成的透水表层具有优异的透水能力，且具有一定強度的材料，能够作为道路铺设材料的要求即可。例如，所述亲水性粘结剂可以选自亲水性环氧树脂、亲水性聚氨酯树脂和亲水性丙烯酸树脂中的ー种或多种。根据本实用新型，所述亲水性环氧树脂、亲水性聚氨酯树脂和亲水性丙烯酸树脂是指分子结构中含有足够的亲水基团和/或亲水链段的环氧树脂、聚氨酯树脂和丙烯酸树月旨，所述亲水基团例如可以选自羟基、羧基、磺酸基和铵基中的ー种或多种，所述亲水链段
例如可以为+CH2-CH2- ·^其中，η为1-10的整数。所述亲水性环氧树脂、亲水性
聚氨酯树脂和亲水性丙烯酸树脂均可通过商购得到，例如，所述亲水性环氧树脂可以为购自蓝星新材料无锡树脂厂生产的Ε-44型水性环氧树脂，也可以为购自上海树脂厂有限公司生产的ΜΕ-2型水性环氧树脂；所述亲水性聚氨酯树脂可以为购自辽宁日经咨询有限公司的F417505型水性聚氨酯树脂；所述亲水性丙烯酸树脂可以为购自北京金汇利应用化工制品有限公司生产的HD-RHA308型水性丙烯酸树脂。根据本实用新型，为了提高固化性能，所述第二骨料颗粒和亲水性粘结剂的混合物中还可以含有固化剂。本实用新型对于所述固化剂的种类没有特别限定，可以为现有的各种固化剂，并可以根据亲水性粘结剂进行合理地选择。例如，对于亲水性环氧树脂而言，所述固化剂可以为胺系固化剂和/或酸酐系固化剂。具体地，所述胺系固化剂可以为こニ胺、三甲基六亚甲基ニ胺、ニこ基三胺、羟甲基こニ胺、羟こ基こニ胺、ニ羟こ基こニ胺、羟こ基ニこ烯三胺、ニ羟こ基こニ胺、羟こ基ニこ烯三胺、ニ羟こ基ニこ烯三胺、羟こ基己ニ胺、一氰こ基こニ胺、ニ氰こ基こニ胺、ニ氰こ基己ニ胺、ニ氰ニ胺、环己ニ胺、孟烷ニ胺、胺こ基呱嗪、六亚甲基四肢、异佛尔酮ニ胺以及ニ氨基环己烷中的ー种或多种；所述酸酐可以为甲基四氢邻苯ニ甲酸酐、甲基六氢苯酐、丁ニ酸酐和己ニ酸酐中的ー种或多种。对于亲水性聚氨酯树脂而言，所述固化剂优选选自甲苯ニ异氰酸酯(TDI)、三甲氧苄胺嘧啶(TMP)的加成物、TDI和含羟基组分的预聚物以及TDI的三聚体。相对于100重量份的所述亲水性粘结剂，所述固化剂的含量可以为1-20重量份，优选为5-18重量份。根据本实用新型，为了提高所述透水砖的耐候性，优选情况下，所述第二粘结剂还可以含有本领域技术人员公知的耐候性树脂粘结剂。一般地，以100重量份的第二骨料为基准，所述耐候性树脂粘结剂和亲水性树脂粘结剂的总含量为1-20重量份，优选为2-10重量份；且所述耐候性树脂粘结剂与亲水性树脂粘结剂的重量比为0-3 I。所述耐候性树脂粘结剂例如可以为环氧树脂和聚氨酯树脂中的ー种或多种。需要说明的是，作为所述耐候性树脂粘结剂的环氧树脂和聚氨酯树脂为不含亲水基团和/或亲水链段的环氧树脂和聚氨酯树脂。根据本实用新型，所述环氧树脂例如可以选自脂环族环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、有机硅改性双酚A型环氧树脂、饱和缩水甘油酯型环氧树脂、杂环型和混合型环氧树脂中的ー种或多种。所述聚氨酯树脂由多异氰酸酯和多元醇组成；其中，所述多异氰酸酯例如可以选自1，6-己ニ异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮ニ异氰酸酯(IPDI)、苯ニ亚甲基ニ异氰酸酯(XDI)、甲基环己基ニ异氰酸酯(HTDI)、ニ环己基甲烷ニ异氰酸酯(HMDI)、四甲基苯ニ亚甲基ニ异氰酸酯(TMXDI)、1，6_己ニ异氰酸酯缩ニ服、1，6_己ニ异氰酸酯三聚体、异佛尔酮ニ异氰酸酯三聚体、甲苯ニ异氰酸酯(TDI)和1，6_己ニ异氰酸酯(HDI)的混合三聚体或预聚体中的ー种或几种；所述多元醇例如可以选自聚酯多元醇、四氢呋喃为基的聚醚多元醇、含羟基的丙烯酸树脂和含羟基的有机硅树脂中的ー种或几种。所述聚氨酯树脂可添加有氨酯级溶剤、扩链剂与交联剂。本实用新型对所述氨酯级溶剤、扩链剂与交联剂的用量没有特别限定，例如， 以所述聚氨酯树脂的总重量为基准，所述氨酯级溶剂的用量可以为O. 1-2重量％ ;所述扩链剂与交联剂的总用量可以为O. 1-2重量％。所述氨酯级溶剂优选为醋酸こ酷、醋酸甲酷、丁ニ酸ニ甲酷、丁ニ酸ニこ酯中的ー种或几种。所述扩链剂与交联剂优选为醇类和胺类扩链剂与交联剂，所述的醇类和胺类扩链剂与交联剂例如可以为1，
4-丁_■醇，1，6_己_■醇、ニ轻甲基丙烧和3,3' -_■氣-4,4' -_■氣基-_■苯基甲烧MOCA中的ー种或几种。所述聚氨酯树脂中还可以添加有聚氨酯固化反应催化剂。所述聚氨酯固化反应催化剂优选为有机锡系或铅系催化剂中的ー种或几种；所述的有机锡系催化剂可以为ニ月桂酸ニ丁基锡、辛酸亚锡、异辛酸亚锡；所述铅系催化剂可以选自环氧酸锌、环烷酸铅和异辛酸铅中的ー种或多种。本实用新型对所述聚氨酯固化反应催化剂的用量没有特别限定，例如，以所述聚氨酯树脂的总重量为基准，所述聚氨酯固化反应催化剂的用量可以为O. 1-2 重量％。根据本实用新型，为了提高所述透水砖的强度和透水性能，优选情况下，所述透水表层中还可以含有亲水性无机材料。所述亲水性无机材料可以为现有的各种亲水性无机材料，优选情况下，所述亲水性无机材料选自硅藻土、膨润土和珍珠岩中的ー种或多种。且以100重量份的第二骨料颗粒为基准，所述亲水性无机材料的含量为1-20重量份，优选为
5-15重量份。根据本实用新型，为了增强第二骨料之间的粘结强度，优选地，所述透水表层中还可以含有现有的各种含硅、钛或磷元素的偶联剂，所述偶联剂的质量可以为所述亲水性粘结剂质量的0-10%，优选O. 5-5%。所述偶联剂例如可以为こ烯基三こ氧基硅烷、Y-缩水
甘油酿氧丙氧基丙基ニ甲氧基娃烧等中的一种或多种。根据本实用新型，优选情况下，所述透水表层中还含有耐候性添加剤，所述耐候性添加剂为光稳定剂和/或抗氧剂。所述光稳定剂是ー种能够提高高分子材料的光稳定性助齐U，其能屏蔽紫外线、或吸收紫外线并把它转化为无害的热能；或者淬灭被紫外线激发的分子或基团的激发态，使其回复到基态；或者捕获因光氧化产生的自由基，避免光氧化反应进行下去，从而使高分子材料免遭紫外线的破坏。所述抗氧化剂用于增强所述透水表层的抗氧化性，避免所述透水砖由于自身因素和环境因素的作用受到氧化，从而引起透水砖性能的下降或损失。因此，在所述透水表层中添加光稳定剂和/或抗氧剂之后，能够有效地延长所述透水砖的使用寿命。本实用新型对所述光稳定剂和/或抗氧化剂的用量没有特别地限制，为常规用量，例如，所述光稳定剂和抗氧化剂的总用量可以为所述第二粘结剂含量的O. 1-5重量％。需要说明的是，当所述透水表层中含有光稳定剂和抗氧化剂时，所述光稳定剂和抗氧化剂的总用量指的是光稳定剂和抗氧化剂的用量之和；当所述透水表层中仅含有光稳定剂或抗氧化剂时，所述光稳定剂和抗氧化剂的总用量指的是光稳定剂或抗氧化剂的用量。所述光稳定剂例如可以选自ニ苯甲酮类、水杨酸酯类、苯并三唑类、受阻胺类、光稳定剂HPT和光稳定剂EPU中的任ー种或几种；其中，所述ニ苯甲酮类光稳定剂例如可以为UV-207、UV-9、UV-531、UV-A, MA、D49和光稳定剂-50中的ー种或多种；所述水杨酸酯类光稳定剂例如可以为光稳定剂TBS、光稳定剂BAD等；所述苯并三唑类光稳定剂例如可以为UV-P、UV-320、UV-326、UV-327、UV-328和UV-5411等；所述受阻胺类光稳定剂例如可以为光稳定剂744、光稳定剂144、受阻胺770、光稳定剂292等。所述抗氧剂可以使用抗氧剂1222、AT-76、抗氧剂 2246-S、AT-59、抗氧剂 1035、抗氧剂 1098、抗氧剂 3125、TPP、TNPP, AT-168、抗氧剂 245、GA-80、抗氧剂858、抗氧剂1010中的ー种或几种。根据本实用新型，在形成所述透水基层的混合物中，所述第一骨料和第一粘结剂的含量可以在较大的范围内选择和调整，并为本领域技术人员所公知，例如，以100重量份的第一骨料为基准，所述第一粘结剂的含量可以为1-20重量份，优选为2-10重量份。本实用新型对所述第一粘结剂的种类没有特别限制，只要满足其与第一骨料形成的混合物经固化后能够形成本实用新型的透水基层即可，优选地，所述第一粘结剂可以选自水泥、硅酸盐和磷酸盐中的ー种或多种，最优选为水泥。本实用新型对所述第一骨料和第二骨料的颗粒直径没有特别地限制，只要能够使得到的透水砖具有优异的強度和排水能力即可，但为了使从所述透水表层渗透进入透水基层的雨水能够更为顺利地流入所述水流孔道，优选情况下，所述第一骨料的平均颗粒直径大于第二骨料的平均颗粒直径，例如，所述第一骨料颗粒的平均颗粒直径为3-7毫米，所述第二骨料颗粒的平均颗粒直径为O. 05-1毫米。所述第一骨料颗粒和第二骨料颗粒可以为本领域技术人员所公知的各种可用于形成透水砖并具有一定強度的骨料，例如，所述第一骨料可以选自矿物棉、陶粒、珍珠岩、膨胀蛭石、玻化微珠和石子中的ー种或多种；所述第二骨料可以为石英砂和/或原砂。根据本实用新型，为了使得到更为美观的透水砖，优选情况下，所述第二骨料颗粒为表面包覆有彩色树脂层的第二骨料颗粒，所述彩色树脂层由含有顔料剂和亲水性树脂的彩色涂料固化形成。且相对于100重量份的第二骨料颗粒，所述彩色树脂层的含量可以为O. 5-3. 5重量份，优选为O. 8-1. 8重量份。所述颜料剂和亲水性树脂的重量比可以为O. 05-0. 5 I，优选为 O. 2-0. 3 I。本实用新型对所述颜料剂的种类没有特别地限制，可以为现有的各种颜料剂，例如可以选自钛白、氧化锌、红色氧化铁、朱砂、群青、氧化钴、钛黄、铬黄、炭黑和酞菁蓝中的ー种或多种。所述颜料剂的颜色也没有特别地限制，可以根据需要进行适当地选择。所述颜料剂例如可以为大日精化化工有限公司的H190炭黑、大日精化化工有限公司的4920酞
菁蓝等。根据本实用新型，所述亲水性树脂可以选自亲水性环氧树脂、亲水性聚氨酯树脂和亲水性丙烯酸树脂中的ー种或多种。所述亲水性环氧树脂、亲水性聚氨酯树脂和亲水性丙烯酸树脂的种类与第二粘结剂中的亲水性环氧树脂、亲水性聚氨酯树脂和亲水性丙烯酸树脂的种类相同，在此将不再赘述。根据本实用新型，形成所述透水表层的方法包括将形成所述透水表层的各物质混合均匀，得到混合物，并将所述混合物加入到透水砖表层的成型模具中，在固化条件下进行固化以形成所述透水表层。形成所述透水基层的方法可以包括将形成所述透水基层的各物质混合均匀，得到混合物，并将所述混合物加入到透水砖基层的成型模具中，在固化条件下进行固化以形成所述透水基层。然后将上述透水基层和透水表层复合在一起，所述复合的方式例如可以采用粘结剂粘结。优选情况下，为了使形成透水基层和透水表层的混合物中的各物质能够均匀地混合，还可加入适量的水，相对于100重量份的骨料，所述水的含量可以为10-200重量份。本领 域技术人员容易理解的是，为了在所述透水基层中形成所述水流孔道，通常需要在所述基层的成型模具中设置一条或多条管道；将形成透水基层的混合物填充进入包括管道的成型模具中，所述混合物占据了除管道之外的区域，固化之后，将所述管道抽出，以形成本实用新型的包括水流孔道的透水基层。所述水流孔道的数量和位置可以通过调节成型模具中的管道来进行控制。形成所述管道的材料为本领域技术人员所公知，例如，可以为金属或塑料，只要具有较高的強度以及较低的摩擦系数即可。根据本实用新型，形成所述透水砖时，为了节约时间、提高效率，优选情况下，可以先将用于形成所述透水基层的各物质混合均匀，得到用于形成所述透水基层的混合物，并将该混合物铺装在透水砖的成型模具中；然后将用于形成所述透水表层的各物质混合均匀后，得到用于形成所述透水表层的混合物，并将该混合物铺装在用于形成所述透水基层的混合物层上，并热压、固化成型。本实用新型对于所述热压、固化成型的条件没有特别地限制，一般地，所述热压的条件足以满足使所述混合物固化成型，所述热压的条件包括热压的温度、热压的时间和热压的压力，所述热压的温度可以为15-80°C，优选为40-60°C ;热压的时间可以为180-1000min，优选为300-500min ;热压的压力可以为l_5MPa，优选为2_4MPa。
以下结合附图，对采用本实用新型的透水砖排除道路积水的原理进行进一步详细描述，如图I所示，所述透水砖包括透水基层2和覆盖在所述透水基层2上的透水表层1，所述透水基层2是将含有第一骨料和第一粘结剂的混合物经固化形成的，所述透水表层I是将含有第二骨料和第二粘结剂的混合物经固化形成的，其中，所述第二粘结剂含有亲水性粘结剂，所述透水砖还包括位于透水基层2内部的三条水流孔道3，所述水流孔道3贯穿所述透水基层的相対的两个侧表面。其中，含有亲水粘结剂的透水表层I具有优异的透水能力，能够使雨水快速渗透至透水基层2 ;所述透水基层2的第一骨料之间形成无数相互贯通的毛细管，从透水表层I滲透下来的雨水与透水基层2接触吋，雨水迅速润湿毛细管壁，在自身重力的作用下，雨水能够沿着这些贯通的毛细管渗透进入所述水流孔道3中(少部分直接进入地面)。如图2所示，由所述透水砖铺设形成的道路，透水砖与透水砖之间的水流孔道3相连在一起形成“水渠”，从透水表层I滲透下来的大部分雨水能够顺着“水渠”排到道路的两侧，而不会渗透进入道路地基，因此，采用本实用新型的透水砖不但具有优异的排水能力，而且不会造成地基的松动，极具应用前景。根据本实用新型，形成所述透水表层I和透水基层2的各物质的种类和用量可根据上文进行合理地选择，在此不再赘述。
权利要求1.一种透水砖，所述透水砖包括透水基层和覆盖在所述透水基层上的透水表层，其特征在于，所述透水砖还包括位于透水基层内部的至少一条水流孔道，所述水流孔道贯穿所述透水基层的两个侧表面。
2.根据权利要求I所述的透水砖，其中，所述水流孔道贯穿所述透水基层的相对的两个侧表面。
3.根据权利要求I或2所述的透水砖，其中，所述水流孔道为2-5条。
4.根据权利要求3所述的透水砖，其中，所述水流孔道相通。
5.根据权利要求3所述的透水砖，其中，所述水流孔道的孔直径为1-5厘米。
6.根据权利要求I所述的透水砖，其中，所述透水表层具有多孔结构，所述多孔结构的孔直径为0. lmm-0. 5mm，孔隙率为15% -35%。
专利摘要本实用新型提供了一种透水砖，所述透水砖包括透水基层和覆盖在所述透水基层上的透水表层，其中，所述透水砖还包括位于透水基层内部的至少一条水流孔道，所述水流孔道贯穿所述透水基层的两个侧表面。本实用新型的透水砖不仅具有优异的透水能力、而且不会造成地基松动。
文档编号E01C5/04GK202401369SQ20112047411
公开日2012年8月29日 申请日期2011年11月24日 优先权日2011年11月24日
发明者秦升益 申请人:北京仁创科技集团有限公司