CN102775879A - 一种用于沥青路面抗紫外线老化的涂层材料及其制备方法 - Google Patents

一种用于沥青路面抗紫外线老化的涂层材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于沥青路面抗紫外线老化的涂层材料及其制备方法，所述涂层材料的组分及含量以重量份计，为：纳米二氧化铈2～3份，环氧树脂70～80份，有机溶剂15～20份，消泡剂0.1～0.2份，分散剂0.8～0.9份；是先将环氧树脂溶解于一定量的有机溶剂中制得聚合物粘结剂，然后将纳米二氧化钛分散于其中，同时加入一定量分散剂和消泡剂搅拌均匀制得。本发明的涂层材料具有紫外线屏蔽能力强、延长沥青路面使用寿命等优势，同时沥青路面抗紫外线老化涂层的施工方便，可以喷涂、刷涂、浸涂、滚涂等，涂层的厚度也可根据涂料粘度进行调整。

Description

一种用于沥青路面抗紫外线老化的涂层材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于沥青路面抗紫外线老化的涂层材料及其制备方法，属于道路建筑材料技术领域。 
背景技术
沥青混合料路面以其连续性好、振动小、无扬尘和行车平稳等特点在公路建设中占有相当大的比例，是目前我国高等级公路路面结构主要形式之一。沥青材料主要是由碳、氢、氧、氮等元素组成的大分子有机物，它的各种特性都是这种大分子结构所赋予的。碳、氢、氧、氮等元素若要形成稳定大分子结构, 它们之间就需要一定的结合能( 即: 键能) , 其值越高越稳定。一旦这种大分子结构遭到破坏, 则沥青材料的性能就会降低，甚至丧失。沥青中主要有C-H、C-C和C=C键, 除了O-H和C-F外绝大多数的聚合物分子键能与290～400nm波长范围的光能相当。所以当沥青材料受到紫外线(UV-A 和UV-B) 辐射时, 分子结构就会受到破坏,使得沥青材料很容易受到紫外线的光老化。当沥青路面经过光老化后，会使沥青表层产生脆性，使冬季低温劲度大大增加，破坏应变变小，极易成为温缩裂缝的致命弱点，导致路面开裂；并且，其延度下降，容易引起路面产生龟裂；最后，沥青与集料的粘附性变差，沥青从集料表面脱落，产生坑槽，使雨水渗入路面结构内部，导致路面状况迅速恶化，严重影响沥青路面的使用性能并降低其使用寿命。 
目前沥青路面的抗紫外线老化措施是主要对沥青改性，即在沥青中加入紫外线屏蔽剂和吸收剂，但成本较高效果一般。鉴于此，为降低沥青路面受紫外线作用的损害，延长结构物的使用寿命，采用以抗紫外线功能涂层防护为主的道路养护方法就显得十分必要，这对于解决我国道路病害提高行车舒适度，延长道路使用寿命，具有重大的经济效益和社会意义。 
发明内容
针对现有技术的不足，本发明要解决的问题是提供一种用于沥青路面抗紫外线老化的涂层材料及其制备方法。  
本发明所述用于沥青路面抗紫外线老化的涂层材料，由纳米二氧化铈、环氧树脂、有机溶剂、消泡剂、分散剂制成，其特征在于：所述涂层材料的组分及含量以重量份计，为： 
纳米二氧化铈2～3份，环氧树脂70～80份，有机溶剂15～20份，消泡剂0.1～0.2份，分散剂0.8～0.9份； 
其中：上述有机溶剂是乙醇或丙酮或其任意体积比的混合物；上述消泡剂是市售涂料专用消泡剂；上述分散剂是三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶或脂肪酸聚乙二醇酯，或它们之间任意体积比的混合物。 
上述用于沥青路面抗紫外线老化的涂层材料中：所述的纳米二氧化铈为二氧化铈纳米管、二氧化铈纳米棒或二氧化铈纳米中空微球，或它们之间任意重量比的混合物；优选二氧化铈 纳米管。 
上述用于沥青路面抗紫外线老化的涂层材料中：所述有机溶剂优选乙醇或丙酮；所述分散剂优选三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇或聚丙烯酰胺。 
本发明所述涂层材料的组分及含量以重量份计，优选为： 
二氧化铈纳米管2～3份，环氧树脂70～80份，乙醇15～20份，涂料专用消泡剂0.1～0.2份，三乙基己基磷酸或十二烷基硫酸钠 0.8～0.9份。 
本发明所述用于沥青路面抗紫外线老化的涂层材料的制备方法，步骤是： 
（1）均以重量份计，室温下将70～80份的环氧树脂放入容器，加入15～20份的有机溶剂，搅拌稀释，得到透明溶液，备用； 
（2）将2～3份的纳米二氧化铈加入步骤（1）制得的溶液中，再加入0.8～0.9份的分散剂，搅拌均匀； 
（3）向步骤（2）制得的混合物中加入0.1～0.2份的消泡剂，在200～350rpm下搅拌30～45min，即得用于沥青路面抗紫外线老化的涂层材料。 
本发明所述用于沥青路面抗紫外线老化的涂层材料在高速公路或城市道路的沥青路面工程中应用，其特征在于：所述应用的方法是将制得的涂层材料按照10～30g/m2的用量以喷涂法均匀喷涂到沥青路面上，固化20～30分钟，在路面上形成一层薄膜，即得到具有抗紫外老化功能的沥青路面。 
上述应用中：所述涂层材料的用量优选20g/m2。 
本发明涉及的用于沥青路面抗紫外线老化的涂层材料能够有效屏蔽紫外线，提高沥青路面的使用性能和寿命。实验证实，其与路面的粘附性较强，喷洒在路面上后具有较佳的耐磨效果。另外，本发明的涂层材料还具有封闭路面早期微裂缝、防止路面松散掉粒、路表水下渗而引起的水损坏等作用。同时沥青路面抗紫外线老化涂层的施工方便，可以喷涂、刷涂、浸涂、滚涂等，涂层的厚度也可以根据涂料粘度进行调整，具有广泛的应用前景和重大的经济效益和社会意义。 
具体实施方式
为易于进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步阐述。 
实施例1 
将20kg的环氧树脂放入罐中，在300rpm下将4kg的乙醇慢慢加入，搅拌30min后，依次加入0.6kg的二氧化铈纳米管、0.04kg的涂料专用消泡剂、0.21kg的三乙基己基磷酸，在200rpm搅拌30min后即得到用于沥青路面抗紫外线老化的涂层材料。 
在刚铺装好的沥青路面上，将制得的涂层材料按照20g/m2的涂刷量均匀喷涂，涂料成膜固化后即得到具有抗紫外老化功能的纳米二氧化铈涂层路面。 
实施例2 
将20kg的环氧树脂放入罐中，在400rpm下将4.5kg的丙酮慢慢加入，搅拌30min后， 依次加入0.65kg的二氧化铈纳米棒或二氧化铈纳米中空微球、0.045kg的涂料专用消泡剂、0.22kg的十二烷基硫酸钠，在250rpm搅拌40min后即得到用于沥青路面抗紫外线老化的涂层材料。 
在刚铺装好的沥青路面上，将制得的涂层材料按照30g/m2的涂刷量均有喷涂，涂料成膜固化后即可得到具有抗紫外老化功能的纳米二氧化铈涂层路面。 
实施例3 
将20kg的环氧树脂放入罐中，在450rpm下将5kg的乙醇与丙酮等体积比的混合物稀释剂慢慢加入，搅拌30min后，依次加入0.7kg的二氧化铈纳米管或二氧化铈纳米棒、0.04kg的涂料专用消泡剂、0.23kg的甲基戊醇，在300rpm搅拌45min后即得到用于沥青路面抗紫外线老化的涂层材料。 
在刚铺装好的沥青路面上，将制得的涂层材料按照10g/m2的涂刷量均有喷涂，涂料成膜固化后即可得到具有抗紫外老化功能的纳米二氧化铈涂层路面。 
实施例4 
（1）均以重量份计（单位：Kg），室温下将75份的环氧树脂放入容器，加入20份的乙醇，搅拌稀释，得到透明溶液，备用； 
（2）将3份的二氧化铈纳米管加入步骤（1）制得的溶液中，再加入0.8份的聚丙烯酰胺，搅拌均匀； 
（3）向步骤（2）制得的混合物中加入0.2份的涂料专用消泡剂，在300rpm下搅拌45min，即得用于沥青路面抗紫外线老化的涂层材料。 
在刚铺装好的沥青路面上，将制得的涂层材料按照10g/m2的涂刷量均有喷涂，涂料成膜固化后即可得到具有抗紫外老化功能的纳米二氧化铈涂层路面。 

Claims (7)

1.一种用于沥青路面抗紫外线老化的涂层材料，由纳米二氧化铈、环氧树脂、有机溶剂、消泡剂、分散剂制成，其特征在于：所述涂层材料的组分及含量以重量份计，为：
纳米二氧化铈2～3份，环氧树脂70～80份，有机溶剂15～20份，消泡剂0.1～0.2份，分散剂0.8～0.9份；
其中：上述有机溶剂是乙醇或丙酮或其任意体积比的混合物；上述消泡剂是市售涂料专用消泡剂；上述分散剂是三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶或脂肪酸聚乙二醇酯，或它们之间任意体积比的混合物。
2.如权利要求1所述用于沥青路面抗紫外线老化的涂层材料，其特征在于：所述的纳米二氧化铈为二氧化铈纳米管、二氧化铈纳米棒或二氧化铈纳米中空微球，或它们之间任意重量比的混合物。
3.如权利要求1所述用于沥青路面抗紫外线老化的涂层材料，其特征在于：所述有机溶剂是乙醇或丙酮；所述分散剂是三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇或聚丙烯酰胺。
4.如权利要求1所述用于沥青路面抗紫外线老化的涂层材料，其特征在于：所述涂层材料的组分及含量以重量份计，为：
二氧化铈纳米管2～3份，环氧树脂70～80份，乙醇15～20份，涂料专用消泡剂0.1～0.2份，三乙基己基磷酸或十二烷基硫酸钠 0.8～0.9份。
5.权利要求1所述用于沥青路面抗紫外线老化的涂层材料的制备方法，步骤是：
（1）均以重量份计，室温下将70～80份的环氧树脂放入容器，加入15～20份的有机溶剂，搅拌稀释，得到透明溶液，备用；
（2）将2～3份的纳米二氧化铈加入步骤（1）制得的溶液中，再加入0.8～0.9份的分散剂，搅拌均匀；
（3）向步骤（2）制得的混合物中加入0.1～0.2份的消泡剂，在200～350rpm下搅拌30～45min，即得用于沥青路面抗紫外线老化的涂层材料。
6.权利要求1所述用于沥青路面抗紫外线老化的涂层材料在高速公路或城市道路的沥青路面工程中应用，其特征在于：所述应用的方法是将制得的涂层材料按照10～30g/m2的用量以喷涂法均匀喷涂到沥青路面上，固化20～30分钟，在路面上形成一层薄膜，即得到具有抗紫外老化功能的沥青路面。
7.如权利要求6所述的应用，其特征在于：所述涂层材料的用量为20g/m 2。 
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