[发明专利]粉煤灰增强的高分子复合材料联锁型地砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地砖，尤其是涉及一种通过粉煤灰增强聚丙烯/聚乙烯的高分子一无机复 合材料地砖及其制备方法。

背景技术

目前，大部分室外铺地砖都采用混凝土地砖，虽然其应用广、使用方便，但是存在质量 重、耐冲击性能不佳、承受较大压力时易翘曲或破损等不足之处，且其废弃后回收再利用性 差，其最大的问题在于无法降解再生利用，从而造成环境的破坏与资源的浪费。

由于高分子复合材料地砖具有以下特点：

①质轻，运输铺装方便；

②使用寿命长，易清洁保养，能承受载重车辆和较大变形；

③防滑安全，高分子复合材料地砖在砖面花纹、材质配比上可自由设计，表面具有一定 粗糙度，摩擦系数可达防滑标准，脚感舒适；

④高分子复合材料铺地砖破损后可重新回收利用，有利于环保和资源的可持续发展；

⑤高分子复合材料地砖采用个性化设计，造型可分为普通型砖和异型砖，形状多样，可 组合成各种图案，而日益受到人们的关注，已逐渐成为一种广泛使用的新型路面材料。

近年来，虽然塑料地砖得到了长足的发展，但是大部分只适合室内装潢用，且力学性能 不足、强度不高、价格偏贵等，无法应用于室外。这是由于单纯的树脂基复合材料耐高温性 能差，摩擦因数不稳定，热衰退现象严重，耐磨性差，在一定程度上限制了它的应用范围。 通过向树脂基复合材料中添加不同的填料，可明显改善其摩擦学性能及工程特性，可使其应 用于室外铺地砖领域。工业废渣粉煤灰具有作为摩擦材料组分的潜质，是一种比较好的填粉， 煤灰主要化学成分为SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃等，具有稳定性好、价廉、隔音、耐磨等优点。 粉煤灰与高分子材料的填充剂硅藻土和铝矾土具有相似的性质，可用作高分子材料的填充剂。

粉煤灰填充聚烯烃复合材料的优点在于：

1)粉煤灰的主要成分是二氧化硅(SiO₂)形成的玻璃微球，加工时易分散到树脂中且分 布均匀，可以避免不规则形状或者尖角所造成的应力集中。同时还使其在加工应力场中发生 “滚珠效应”而表现出填充高分子复合材料的加工流动性远高于碳酸钙、滑石粉填充高分子复 合材料；

2)粉煤灰中含有约24％左右的玻璃微珠，聚烯烃经粉煤灰增强后吸油率低，粘度下降， 有利于树脂对其他填料、助剂的包覆；

3)粉煤灰可降低聚烯烃复合材料的热膨胀系数降低和收缩率，能提高制品的尺寸稳定性， 并且能有效提高制品的耐摩擦性能。

4)粉煤灰是电厂的废弃物，成本较低，做为高分子材料的增强剂使用，能减少环境污染， 也实现了粉煤灰的资源化利用，符合循环经济的发展模式。

鉴于高分子-无机复合材料地砖的应用前景广阔，许多研究者对利用聚烯烃树脂制备高 分子复合材料地砖和粉煤灰作为增强材料进行了研究。

刘彤(刘彤，改性粉煤灰填充聚乙烯的研究[J].贵州工业大学学报(自然科学版)，2008，37 (2))讨论了改性粉煤灰填充聚乙烯后复合材料的力学性质，介绍了不同偶联剂的影响和粉 煤灰的最佳添加量。

马进(马进，超细粉煤灰填充聚丙烯的研究开发[J].中国高分子复合材料，2001，15(7)) 探讨了粉煤灰对聚丙烯的改性。

王占红和侯贵华(王占红和侯贵华，粉煤灰增强树脂基复合材料力学性能和摩擦学性能的 研究[J].润滑与密封，2009，34(4))探讨了采用热压成型的方法制备了掺粉煤灰的树脂基复合材 料，并对该复合材料的力学性能、断面显微结构及摩擦学性能进行研究。

顾德超(中国专利，CN1546558A，高分子环保型防滑地砖工艺及配方)提供了一种利用 工业聚烯烃生产高分子复合材料地砖的方法。上述研究报道未涉及利用粉煤灰增强聚丙烯/聚 乙烯复合材料制备高分子复合材料联锁型地砖。

发明内容

本发明的目的在于提供一种粉煤灰增强的高分子复合材料联锁型地砖及其制备方法。

本发明所述粉煤灰增强的高分子复合材料联锁型地砖的原料组成为：聚丙烯与聚乙烯共 混物、粉煤灰和辅助材料，所述辅助材料包括填料、加工助剂、偶联剂、增塑剂和阻燃剂； 按质量份数为：聚丙烯与聚乙烯共混物100，粉煤灰40～50，填料30～50，加工助剂＜5， 偶联剂＜5、增塑剂＜5，阻燃剂＜10。