CN108047889A - 一种沥青路面遮热铺装材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沥青路面遮热铺装材料，按质量份数计，包括以下组分：主要成膜物质50～60份，着色颜料5～15份，体质颜料5份，辅助成膜物质30份，所述辅助成膜物质由活性稀释剂、分散剂和消泡剂组成，并以简单的制备方法将这四种原材料在高速分散机中分散均匀制得沥青路面遮热铺装材料；该沥青路面遮热铺装材料在一定程度上减少沥青路面对太阳热的吸收，有效的降低占有城市巨大面积的沥青路面温度，延长了沥青路面的使用寿命，既能有效减少路面车辙病害的发生，也能为缓解“热岛效应”提供一种新的途径；且该铺装材料具有配方简单、施工方便，同时组成原材料成本低廉，在降低沥青路面温度的同时不影响沥青路面原有性能等特点。

Description

一种沥青路面遮热铺装材料及其制备方法

技术领域

本发明属于沥青路面技术领域，具体涉及一种沥青路面遮热铺装材料及其制备方法。

背景技术

对于普通的沥青路面，其反射率为0.05～0.15之间，说明沥青路面会将85～95％的辐射量吸收，太阳热辐射长时间照射下路面温度极易升高。特别是在夏季，由于太阳辐射量增强，日照时间延长，沥青路面会吸收大量热量并蓄积在路面结构中，使得路面温度远高于气温。统计资料显示，高温季节沥青路面的温度比环境温度高出20～25℃。而车辙是一种由于行车荷载反复作用所产生的路面永久性病害，当沥青路表面温度超过38℃时，车辙病害极易产生，因此，沥青路面的温度过高，会导致车辙、泛油等病害，进而使沥青路面的使用寿命降低，虽然目前各种改性沥青、优质骨料以及抗车辙剂等外加剂的出现能够提高沥青路面的高温性能，但并没有从根本上有效解决车辙病害的问题。

目前，我国城市道路的主要形式主要为沥青路面，因此沥青路面对太阳热的吸收，也加剧了城市“热岛效应”。目前广泛采用的缓解“热岛效应”的方法为大范围种植绿色植被，即用绿色植被组成的“绿岛”来缓解“热岛”。但是我国城市面积大部分为建筑物和道路所有，大面积种植树木等绿色植被的方法很难实现。

因此，如果能够通过一种沥青路面铺装材料减少沥青路面对太阳热的吸收，有效的降低占有城市巨大面积的沥青路面温度，既能有效减少路面车辙病害的发生，也能为缓解“热岛效应”提供一种新的途径。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种沥青路面遮热铺装材料及其制备方法，通过主要成膜物质、着色颜料、体质颜料以及辅助成膜物质按一定质量配比，以简单易行的制备方法制得该沥青路面遮热铺装材料，在一定程度上减少沥青路面对太阳热的吸收，有效缓解“热岛效应”，降低占有城市巨大面积的沥青路面温度，有效减少路面车辙病害的发生。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：一种沥青路面遮热铺装材料，按质量份数计，包括以下组分：主要成膜物质50～60份，着色颜料5～15份，体质颜料5份，辅助成膜物质30份，所述辅助成膜物质由活性稀释剂、分散剂和消泡剂组成。

进一步的，所述主要成膜物质由E-51环氧树脂和聚酰胺固化剂按照1:0.9的质量比组成，所述的聚酰胺固化剂为低分子650聚酰胺树脂。

进一步的，所述着色颜料由二氧化钛和碳黑按照1：0.04～0.12的质量比组成。

进一步的，所述着色颜料中二氧化钛为天津市福晨化学试剂厂生产的金红石型二氧化钛。

进一步的，所述体质颜料由轻质碳酸钙和滑石粉按照1:1的质量比组成。

进一步的，所述辅助成膜物质中活性稀释剂为501环氧树脂活性稀释剂，分散剂为德国毕克分散剂BYK-108。

进一步的，所述辅助成膜物质由501环氧树脂活性稀释剂、德国毕克分散剂BYK-108和消泡剂按照1:0.1:0.1的质量比组成。

一种沥青路面遮热铺装材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、按剂量称取主要成膜物质、着色颜料、体质颜料和活性稀释剂，倒入高速分散机中，使其分散均匀，得到混合料；

步骤二、待步骤一中混合料分散均匀后，继续加入分散剂和消泡剂，使其在高速分散机中均匀分散，制得涂料；

步骤三、将步骤二中制成的涂料在30分钟内采用喷涂施工的方式喷涂于沥青路面。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明通过主要成膜物质、着色颜料、体质颜料以及辅助成膜物质以一定质量配比及简单易行的制备方法制得该沥青路面遮热铺装材料，在一定程度上减少沥青路面对太阳热的吸收，有效的降低占有城市巨大面积的沥青路面温度，延长了沥青路面的使用寿命，既能有效减少路面车辙病害的发生，也能为缓解“热岛效应”提供一种新的途径；且该铺装材料具有配方简单、施工方便，同时组成原材料成本低廉，在降低沥青路面温度的同时不影响沥青路面原有性能等特点。

本发明需选用对可见光和近红外有高反射性，又对远红外有高发射性的主要成膜物质，即选用市面上性能较好且应用最广泛的树脂材料—E51环氧树脂，E51环氧树脂具有力学性能高、粘附力强、稳定性好及工艺性能好等优点。

本发明选用金红石型二氧化钛配合碳黑作为遮热铺装材料的着色颜料，有效的避免了仅使用二氧化钛制备的纯白色遮热铺装材料对司机和行人造成视觉上的不适，甚至出现道路安全隐患问题，因此可以通过碳黑对遮热铺装材料调色，更好的实现着色颜料应用于路面的良好热反射率，且无机颜料造价相对便宜，遮盖能力好、耐光、耐候、耐热、耐溶剂、耐化学性能较好且色彩稳定性好。

本发明使用轻质碳酸钙和滑石粉作为体质颜料，其中轻质碳酸钙具有比较粗糙的表面构造和较大的比表面积，应用该材料可以改善遮热铺装材料的机械性能，减少铺装材料的开裂，提高铺装材料的附着力，而滑石粉润滑性好，可以增强材料的流平性，有效改善施工性能。

本发明的沥青路面遮热铺装材料中辅助成膜物质的分散剂有助于颜料二次粒子的解聚和分散，可降低涂料的粘度；此外，消泡剂的加入有效的防止了水溶性涂料中因泡沫的存在对涂料加工和涂装质量等造成的不良影响。

本发明的铺装材料仅仅由四种原材料在高速分散机中分散均匀制成，制备方法简单，且施工时仅需配合高压无气喷枪喷涂即可，施工步骤简便。

具体实施方式

下面将对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供了一种遮热效果好、降温效果明显、成本低、工艺简单、施工简便且不影响路面原有性能的沥青路面遮热铺装材料。具体原理是：太阳辐射能量主要集中于0.40-0.78μm的可见光和1-3μm的近红外波段，而物体处于常温时的热红外辐射主要处在2.5-15μm的远红外波段。因此，要有效降低物体表面温度，最佳的方法是研制既对可见光和近红外有高反射性，又对远红外有高发射性的涂层材料，最大限度地增加物体表面对太阳热辐射的反射和将已吸收的太阳热量发射出去，从而起到降低物体表面温度的作用。

在沥青路面遮热铺装材料中起主要作用的是颜料粒子，它将太阳的热辐射反射和将吸收的热量辐射到外界，从而降低沥青路面的表面和内部温度。如果在沥青路面涂刷太阳热反射涂层，可以将反射率增加到0.25-0.5之间，路面反射率增加，将可以大大增加路面表面对太阳辐射的反射能力，进而将会大大减少沥青路面吸收的太阳辐射能量，从而有效降低沥青路面的温度。

实施例：本发明的遮热铺装材料的制备

本实施例中按照表1配方，制成九种不同配方的沥青路面遮热铺装材料。

表1：本发明的沥青路面遮热铺装材料的配方组成(按质量分数计)

本发明的实施例中，遮热铺装材料的制备步骤如下：

1)首先按剂量称取主要成膜物质、着色颜料、体质颜料和环氧树脂活性稀释剂，倒入高速分散机中进行分散均匀；

2)在步骤1)完成后加入分散剂和消泡剂继续在高速分散机中分散均匀；

3)将步骤2)制成的涂料在30分钟内采用高压无气喷涂施工的方式应用于级配为AC-13的车辙板，用于进一步性能的测试。

本发明的遮热铺装材料的物理性能测试

本发明的实施例中选取粘附性、耐水性和抗冻性作为评价本发明的遮热铺装材料物理性能评价的主要指标，测试九种配方的遮热铺装材料的性能的差异。

表2：遮热铺装材料的物理性能评价方法

通过表2中试验方法测定，本发明的沥青路面遮热铺装材料的粘附性经划格法测试后，试件1～试件9的材料均没有从方格中脱落。因此，粘附性较好，满足要求。通过浸水法测试耐水性，本发明的产品表面无任何起泡、脱皮现象；试件表面材料依旧坚固，无裂纹产生，耐水性非常好；通过冻融循环试件测试抗冻性，试件1～试件9表面均无开裂、脱皮现象；且不发生变色，因此抗冻性较好。

本发明产品的紫外老化性能评价，由于本发明的沥青路面遮热铺装材料需要在太阳光照射下发挥作用，因此其耐紫外老化性能非常重要。本实施例中，参照标准《ASTMD4587-05涂料紫外老化测试》，通过对本发明的沥青路面遮热铺装材料进行紫外老化试验，评价其紫外老化性能，具体步骤为分别将试件1～试件9放置于紫外加速老化箱中，温度调为60℃，进行紫外加速老化24h，观察其老化后的外观及物理性能变化。试验现象如下：

从外观上看，试件1～试件9表面的遮热铺装材料外观均无变色粉化现象。

进行划格法粘附性测试可发现：材料没有从方格中脱落，因此紫外老化过后的遮热铺装材料粘附性并没有受到太大影响，依旧满足要求，通过浸水法测试耐水性，对比老化前，试件1～试件9表面的遮热铺装材料起泡现象均无较大变化，略有起泡，依旧满足要求，通过冻融循环试件测试抗冻性，遮热铺装材料抗冻性几乎无变化。

本发明产品的遮热降温效果的评价

分别将试件1～试件9放在阳光充足的场地上(夏季)，利用红外热成像仪分别在12：00，14：00，16:00，18：00采集试件表面温度，利用红外热成像仪配套的软件InfRecAnalyzer分析拍摄到的试验数。分析降温效果

通过测试可以发现，本发明产品的遮热降温最大降温幅度为18℃，且黏附性、抗冻性、耐水性均满足要求，耐紫外老化性能也较好，各方面性能均较突出，是一种良好的路面涂料，可以推广使用。

Claims (8)

1.一种沥青路面遮热铺装材料，其特征在于，按质量份数计，包括以下组分：主要成膜物质50～60份，着色颜料5～15份，体质颜料5份，辅助成膜物质30份，所述辅助成膜物质由活性稀释剂、分散剂和消泡剂组成。

2.根据权利要求1所述的一种沥青路面遮热铺装材料，其特征在于，所述主要成膜物质由E-51环氧树脂和聚酰胺固化剂按照1:0.9的质量比组成，所述的聚酰胺固化剂为低分子650聚酰胺树脂。

3.根据权利要求1所述的一种沥青路面遮热铺装材料，其特征在于，所述着色颜料由二氧化钛和碳黑按照1：0.04～0.12的质量比组成。

4.根据权利要求3所述的一种沥青路面遮热铺装材料，其特征在于，所述着色颜料中二氧化钛为天津市福晨化学试剂厂生产的金红石型二氧化钛。

5.根据权利要求1所述的一种沥青路面遮热铺装材料，其特征在于，所述体质颜料由轻质碳酸钙和滑石粉按照1:1的质量比组成。

6.根据权利要求1所述的一种沥青路面遮热铺装材料，其特征在于，所述辅助成膜物质中活性稀释剂为501环氧树脂活性稀释剂，分散剂为德国毕克分散剂BYK-108。

7.根据权利要求6所述的一种沥青路面遮热铺装材料，其特征在于，所述辅助成膜物质由501环氧树脂活性稀释剂、德国毕克分散剂BYK-108和消泡剂按照1:0.1:0.1的质量比组成。

8.一种权利要求1～7中任一所述的沥青路面遮热铺装材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、按剂量称取主要成膜物质、着色颜料、体质颜料和活性稀释剂，倒入高速分散机中，使其分散均匀，得到混合料；

步骤二、待步骤一中混合料分散均匀后，继续加入分散剂和消泡剂，使其在高速分散机中均匀分散，制得涂料；

步骤三、将步骤二中制成的涂料在30分钟内采用喷涂施工的方式喷涂于沥青路面。