CN104403392B - 路面涂层材料及其降低沥青路面温度的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及路面涂层材料及其降低沥青路面温度的应用，所涉及的路面涂层材料的成分包括：闪锌矿粉、载体材料、粘结剂、溶剂和偶联剂。所涉及的应用为上述路面涂层材料降低沥青路面温度的应用。本发明涂层材料中闪锌矿粉具有良好的抵抗温度升高的功能。并且闪锌矿粉和松脂岩粉协同具有良好的抵抗温度升高的功能，绿柱石粉能够增强闪锌矿粉和松脂岩粉的这种功能。本发明的路面涂层材料一次涂装防腐寿命达5‑10年。通过对太阳光的反射、辐射及阻隔作用，使路面中部温度最高降9℃，使路面下部温度最低降低8℃。

Description

路面涂层材料及其降低沥青路面温度的应用

技术领域

本发明涉及道路工程材料技术领域，具体涉及一种路面涂层材料及其降低沥青路面温度的应用。

背景技术

目前我国道路路面结构大部分为沥青路面。沥青作为一种吸热材料，对阳光热量吸收率达到0.85～0.95。当夏季最高气温达到35℃～40℃以上时，在太阳光持续照射下，大量热量被沥青路面吸收并在沥青路面层中得到累积，沥青路面的温度可达60℃以上。城市道路中沥青混凝土路面的高温加剧了城市的“热岛效应”，同时高温造成沥青混凝土的承载能力下降，致使沥青混凝土路面出现严重的车辙病害。如何开发利用节能环保材料缓解沥青混凝土路面的车辙病害和城市“热岛效应”是今后城市道路乃至高速公路面临的重要发展问题。

鉴于以上形势，发明一种具有降低沥青路面温度功能的涂层具有十分重要的意义。然而，关于降温涂层材料及其特性的研究，国内外绝大部分集中在单一的反射型或辐射型降温涂层材料，单一的该类降温涂层材料虽可降低路面温度，但由于存在成本高、耐久性差、降温效果有限、易受路表污染物影响等缺陷，制约了其在我国路面降温涂层材料领域内的应用和发展。

因此，为满足环境友好型道路的建设需要，亟需寻求一种路面涂层材料及其降低沥青路面温度的应用。

发明内容

针对现有技术的问题和缺陷，本发明提供了一种路面涂层材料，该涂层材料的成分包括：闪锌矿粉、载体材料、粘结剂、溶剂和偶联剂。

可选的，所述载体材料为松脂岩粉和绿柱石粉，其中，松脂岩粉可用水铝英石粉或三水铝石粉替换；绿柱石粉可用冰晶石粉或锆石粉替换。

可选的，所述载体材料为松脂岩粉和绿柱石粉，

可选的，所述粘结剂为氰基丙烯酸酯、丙烯酸树脂或干性醇酸树脂。

可选的，所述溶剂为聚丙烯酸钠或对氟苯乙酸。

可选的，所述偶联剂为磷酸氢二钾、硫酸铝铵、甲酸钾和溴乙酸中的一种或两种以上的混合物。

可选的，上述路面涂层材料由以下质量百分比的原料制成：氰基丙烯酸酯55％-65％，闪锌矿粉18％-28％、松脂岩粉9％-15％、绿柱石粉4％-9％、聚丙烯酸钠2％-5％、磷酸氢二钾和硫酸铝铵混合物2％-5％，上述组分的质量百分比和为100％。

可选的，所述磷酸氢二钾和硫酸铝铵混合物中磷酸氢二钾与硫酸铝铵的质量比为1：1。

本发明还提供了上述路面涂层材料降低沥青路面温度的应用。

本发明同时提供了上述路面涂层材料的制备方法，其特征在于，方法包括：

(1)将闪锌矿粉和载体材料混匀；

(2)将步骤(1)制得的混合料与部分量的粘结剂混合制得胶浆半成品；

(3)将步骤(2)制得的胶浆半成品和其余物料混合得路面涂层材料。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明涂层材料中闪锌矿粉具有良好的抵抗温度升高的功能。

2、闪锌矿粉和松脂岩粉协同具有良好的抵抗温度升高的功能，绿柱石粉能够增强闪锌矿粉和松脂岩粉的这种功能。

3、由氰基丙烯酸酯、闪锌矿粉、松脂岩粉、绿柱石粉、聚丙烯酸钠、磷酸氢二钾和硫酸铝铵混合物组合而成，主要成分闪锌矿粉、松脂岩粉，其中：闪锌矿粉和松脂岩粉具有良好的抵抗温度升高的功能，绿柱石粉能够增强闪锌矿粉和松脂岩粉的这种功能；氰基丙烯酸酯主要起到粘结和填充作用，在将其他材料牢牢粘结在一起时，同时也填充在它们之间的间隙中；溶剂主要使涂层材料容易拌合；聚丙烯酸钠使闪锌矿粉、松脂岩粉和绿柱石粉更好地与涂层载体氰基丙烯酸酯相结合，采用磷酸氢二钾和硫酸铝铵混合物能够改进各矿粉的基本性能，因此本发明涂层材料具有良好的降低路面温度的功能及路用性能。

本发明的路面涂层材料一次涂装防腐寿命达5-10年。通过对太阳光的反射、辐射及阻隔作用，使路面中部温度最高降9℃，使路面下部温度最低降低8℃。

附图说明

图1为降温试样中的温度传感器布置示意图。1-温度传感器；2-沥青混凝土车辙板。

具体实施方式

以下是发明人提供的具体实施例及相关试验，以对本发明的技术方案作进一步解释说明。

实施例1：

该实施例的涂层材料由以下重量百分比的原料制成：氰基丙烯酸酯65％，闪锌矿粉18％、松脂岩粉9％、绿柱石粉4％、聚丙烯酸钠2％、磷酸氢二钾和硫酸铝铵混合物2％。其中磷酸氢二钾和硫酸铝铵混合物的重量百分比为1:1。

制备方法为：

(1)首先使用高速分散机将闪锌矿粉、松脂岩粉与绿柱石粉进行预分散，是这三种材料充分混合均匀；后放置10小时待用；

(2)把总量的一半氰基丙烯酸酯与步骤(1)制备的混合物再用高速分散机进行与分散，使氰基丙烯酸酯与步骤(1)制备的混合物充分混合，变成胶浆半成品；

(3)将步骤(2)制得的物质和聚丙烯酸钠、剩余氰基丙烯酸酯、磷酸氢二钾和硫酸铝铵混合物用立式砂磨机进行研磨，启动砂磨机，分散轴带动分散盘5高速旋转，分散轴转速在500rpm之间，搅拌35min后包装入库。

对该实施例的材料进行以下试验：

(1)参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)制备沥青混合料车辙板，车辙板厚度为5cm,如图1所示，将温度传感器1埋设于车辙板2中心处和底部。

(2)根据不同的降温涂层配方，采用降温添加剂、助剂、粘结剂等原材料配制环保型降温涂层材料。

(3)按照0.8kg/m²的涂抹量，将所制备的涂层材料均匀涂布于沥青混合料车辙板表面，平放于通风处，晾置24小时。

(4)选择一处透视、通风条件较好、阳光充足的地方，清扫干净。在车辙板底部铺一层粉土，四周用粘土包围，起到良好隔热的作用，保证车辙板底部及四周传热不影响车辙板温度变化，模拟真实路面布置。

(5)选择上午10：00-下午15：30为测试时间，每隔半小时读取表面、中部、下部温度，整理汇总数据。

表1 室外测温数据采集

根据表1可得，本发明降温涂层使路面中部温度最高降9℃，使路面下部温度温度降低8℃，说明本发明涂层具有良好的降温功效。

依据《公路工程质量检验评定标准》(JTGF801-2012)对构造深度的要求对本发明道路涂层基于构造深度的抗滑性能研究试验。本发明道路涂层基于构造深度的抗滑性能研究试验结果如表2所示。

表2 本发明道路涂层基于构造深度的抗滑性能研究试验结果

由表2可知，在测试板表面涂刷本发明的降温涂层后，表面构造深度虽有所降低，但大于0.55的标准值，满足了标准《公路工程质量检验评定标准》(JTGF801-2012)对构造深度的要求。

实施例2：

该实施例的路面涂层材料由以下重量百分比的原料制成：氰基丙烯酸酯55％，闪锌矿粉28％、松脂岩粉9％、绿柱石粉4.5％、聚丙烯酸钠2％、磷酸氢二钾和硫酸铝铵混合物1.5％，磷酸氢二钾和硫酸铝铵混合物的重量百分比为1:1。

按实施例1的制备方法制备。

实施例3：

一种具有降低沥青路面温度功能的涂层，由以下重量百分比的原料制成：氰基丙烯酸酯60％，闪锌矿粉20％、松脂岩粉11％、绿柱石粉5％、聚丙烯酸钠2.5％、磷酸氢二钾和硫酸铝铵混合物1.5％，磷酸氢二钾和硫酸铝铵混合物的重量百分比为1:1。

制备方法为：

(1)首先使用高速分散机将闪锌矿粉、松脂岩粉与绿柱石粉进行预分散，是这三种材料充分混合均匀；后放置12小时待用；

(2)把总量的一半氰基丙烯酸酯与步骤(1)制备的混合物再用高速分散机进行与分散，使氰基丙烯酸酯与步骤(1)制备的混合物充分混合，变成胶浆半成品；

(3)将步骤(2)制得的物质和聚丙烯酸钠、剩余氰基丙烯酸酯、磷酸氢二钾和硫酸铝铵混合物用立式砂磨机进行研磨，启动砂磨机，分散轴带动分散盘5高速旋转，分散轴转速在900rpm之间，搅拌50min后包装入库。

Claims (5)

1.一种路面涂层材料，其特征在于，该涂层材料的成分包括：闪锌矿粉、载体材料、粘结剂、溶剂和偶联剂,所述载体材料为松脂岩粉和绿柱石粉；所述粘结剂为氰基丙烯酸酯、丙烯酸树脂或干性醇酸树脂；所述溶剂为聚丙烯酸钠或对氟苯乙酸；所述偶联剂为磷酸氢二钾、硫酸铝铵、甲酸钾和溴乙酸中的一种或两种以上的混合物。

2.如权利要求1所述的路面涂层材料，其特征在于：由以下质量百分比的原料制成：氰基丙烯酸酯55％-65％，闪锌矿粉18％-28％、松脂岩粉9％-15％、绿柱石粉4％-9％、聚丙烯酸钠2％-5％、磷酸氢二钾和硫酸铝铵混合物2％-5％，上述组分的质量百分比和为100％。

3.如权利要求1所述的路面涂层材料，其特征在于，所述磷酸氢二钾和硫酸铝铵混合物中磷酸氢二钾与硫酸铝铵的质量比为1：1。

4.权利要求1-3中任一权利要求所述路面涂层材料降低沥青路面温度的应用。

5.权利要求1所述路面涂层材料的制备方法，其特征在于，方法包括：

(1)将闪锌矿粉和载体材料混匀；

(2)将步骤(1)制得的混合料与部分量的粘结剂混合制得胶浆半成品；

(3)将步骤(2)制得的胶浆半成品和其余物料混合得路面涂层材料。