CN109370462A - 一种多层复合式隔热罩面及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多层复合式隔热罩面及其制备方法，属于土木工程材料领域，旨在提供一种隔热降温效果显著，并可提高路面抗滑耐磨耗性能的功能复合型铺装技术。其技术方案要点如下，一种多层复合式隔热罩面，包括由下至上依次设置有多孔微珠隔热树脂粘层、多孔集料隔热树脂抗滑层和热辐射树脂面封层。在保证路表抗滑、耐磨耗等路用性能的基础上，可使路表及铺装内部温度降低10‑15℃，实现“凉爽”路面，并提高极端高温季节路面抗车辙、推移性能，延长道路使用寿命，提升道路整体服务品质。本发明可用于钢桥面铺装、沥青路面和水泥混凝土路面等路桥工程领域。

Description

一种多层复合式隔热罩面及其制备方法
技术领域
本发明涉及土木工程材料领域，特别涉及一种多层复合式隔热罩面及其制备方法。
背景技术
如今，交通基础设施品质工程建设如火如荼，人们对道路服务品质要求也越来越高。但国内极端高温、重载运营条件制约着道路服役状态：一方面极端高温季节，路桥铺装温度极高，钢桥面铺装表面温度达到70℃以上，沥青和水泥混凝土路表温度达到60℃以上，行走在路表如同“蒸桑拿”，严重影响行人、行车的舒适性；另一方面国内道路在极端高温和重载耦合作用下，易出现车辙、推移等问题。如何打造“凉爽”路面，提高道路使用耐久性和服务品质，成为交通行业亟需解决的问题。
目前交通行业已逐步运用降温材料降低路面温度，如将降温材料以涂层形式直接涂覆于路表，但目前尚处于理论研究阶段，未得到推广应用。
专利CN104074116B公开了一种彩色降温路面及其施工方法，在传统彩色抗滑薄层铺装混合料里添加高效的光热反射粒子，利用其光反射、热反射功能来降低高温气候环境下的路表温度5-10℃。专利CN103964752B公开了一种具备路面降温功能的封层，其在传统沥青路面微表处或稀浆封层中添加异极矿和辉钼矿两种降温材料，可将热能转换为其他能量，从而减少沥青路面内部的能量蓄积，降低路表温度。专利CN103508701B公开了一种复合相变降温沥青路面材料，将具有储能功效的相变材料，通过溶胶凝胶法制备定形复合相变材料后，替代一定粒径的集料或填料掺入沥青混合料中。专利CN 102533062B公开了一种路面降温材料，由环氧树脂成膜物、电气石和分散剂、消泡剂、流平剂等混合制成，主要通过电气石的能量转换原理将热能转换为电能等其他能量，从而起到降温效果。
从目前技术状态来看，大多降温材料以反射型或辐射型材料为主，并以单层涂层式方案涂覆于路表，在车轮反复作用下易被磨损，使用耐久性不佳，且影响路表构造纹理，抗滑性能不足；或直接掺入沥青混合料中，但只适用于新建沥青路面，针对既有路面的适用性不强。
因此，亟需提出一种能适应大交通量反复磨耗作用的复合型隔热铺装技术，保证持久、高效的隔热降温效果，并可提高路表抗滑性能，同时可适用于各类路面结构形式。
发明内容
本发明目的是提供一种隔热降温效果显著，并可提高路面抗滑耐磨耗性能的功能复合型铺装技术。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种多层复合式隔热罩面，包括由下至上依次设置有多孔微珠隔热树脂粘层、多孔微珠集料隔热树脂抗滑层和热辐射树脂面封层。
进一步的，多孔微珠隔热树脂粘层以高粘树脂材料为载体，外掺微米级多孔玻璃微珠。
进一步的，按质量分数计算，多孔微珠隔热树脂粘层包括：高粘树脂材料260-325份、多孔微珠52-65份。
进一步的，多孔微珠集料隔热树脂抗滑层是由多孔微珠隔热树脂涂层和嵌设于多孔微珠隔热树脂涂层内的单粒径多孔硬质集料；所述多孔微珠隔热树脂涂层以高韧性树脂材料为载体，外掺微米级多孔玻璃微珠。
进一步的，按质量分数计算，多孔集料隔热树脂抗滑层包括：高韧性树脂材料140-180份、多孔微珠14-18份、多孔硬质集料650-780份。
进一步的，热辐射树脂面封层以高韧性树脂材料为载体，外掺纳米级远红外辐射粉体及六偏磷酸钠分散剂。
进一步的，热辐射树脂面封层包括：高韧性树脂材料120-140份、纳米级远红外辐射粉体10-11份、六偏磷酸钠分散剂2-3份。
进一步的，纳米级远红外辐射粉体能够集中发射波长为8-15μm的远红外线，辐射率达到85%及以上。
进一步的，微米级多孔玻璃微珠粒径为1-10μm，孔径为10nm，导热系数λ小于0.06W/(m•K)。
进一步的，按质量份数计算，高粘树脂材料是由200-250份双酚A型或双酚F型中任意一种与60-75份聚酰胺或改性胺593中任意一种反应得到的固化物。
进一步的，高韧性树脂材料是由双酚A型或双酚F型中的任意一种与聚酰胺或改性胺593中任意一种反应得到的固化物，两种反应物的质量比是4:1。
进一步的，多孔微珠隔热树脂粘层的涂布量为2.4-3.0kg/m2，厚度为2-3mm；多孔微珠集料隔热树脂抗滑层的涂布量包括涂布量为1.2-1.5kg/m2的多孔微珠隔热涂层和撒布量为5-6kg/m2的单粒径多孔硬质集料，厚度为4-5mm；所述热辐射树脂面封层的涂布量为1.0-1.2kg/m2，厚度为1-1.5mm。
进一步的，一种多层复合式隔热罩面的制备方法，包括如下步骤：
步骤1.对沥青路面、水泥混凝土路面或钢桥面铺装表面抛丸，形成洁净、干燥且表面粗糙的基面；
步骤2.将多孔玻璃微珠按比例添加到高粘树脂材料中，并采用高速剪切拌合设备按800-1000/min的搅拌速率充分拌合1-2分钟，然后刮涂于洁净、干燥的铺装表面，养生固化形成强度后进行下一道工序施工；
步骤3.将多孔玻璃微珠按比例添加到高韧性树脂材料中，并采用高速剪切拌合设备按800-1000r/min的搅拌速率充分拌合1-2分钟，然后采用机械或人工均匀涂布于已养生固化的多孔微珠隔热树脂粘层表面，同步撒布3-5mm的单粒径洁净圆润的多孔集料，撒布率为满布（5-6kg/m2），养生固化形成强度后，清扫表面多余集料，即可进行下一道工序施工；
步骤4.将高韧性树脂材料、纳米级远红外辐射粉体及六偏磷酸钠分散剂按比例配制成热辐射树脂面封层材料，并采用高速剪切拌合设备按800-1000r/min的搅拌速率充分拌合2-3分钟，然后采用机械或人工均匀涂布于已养生固化的多孔集料隔热树脂抗滑层表面，养生1-2天固化形成强度，即可开放交通。
通过采用上述技术方案，本发明提供了一种路桥铺装用多层复合式隔热罩面，总厚度约7-8mm，由下至上主要由多孔微珠隔热树脂粘层、多孔微珠集料隔热树脂抗滑层、热辐射树脂面封层组成。本发明技术采用多层复合式结构，通过层层阻隔，阻止热量传递到铺装层内部，从而起到降温效果：首先，多孔微珠隔热树脂粘层涂布在经抛丸清理后的原铺装表面，以高粘树脂材料为载体，负载高掺量微米级多孔玻璃微珠，其导热系数λ小于0.06W/(m•K)，阻断热量传递路径；第二，以高韧性树脂涂层为载体，掺加少量多孔微珠，同步满布多孔硬质集料，形成多孔微珠集料隔热树脂抗滑层，一方面通过微珠和多孔集料形成的连通孔隙阻止热量传递，另一方面多孔集料可改善路表构造，实现铺装表面雨天抗滑和破冰抗冻效能，提升行车安全性和舒适性；最后，喷涂热辐射树脂面涂层，以高韧性树脂材料为载体，负载纳米级远红外辐射粉体，在第一时间将铺装表面热量通过热能转化的形式辐射出去，辐射率达到85%以上，降低进入铺装层内部的热量。多层复合式隔热罩面在保证路表抗滑、耐磨耗等路用性能的基础上，可使路表及铺装内部温度降低10-15℃，实现“凉爽”路面，并提高极端高温季节路面抗车辙、推移性能，延长道路使用寿命，提升道路整体服务品质。本发明可用于钢桥面铺装、沥青路面和水泥混凝土路面等路桥工程领域。
附图说明
图1是一种路桥铺装用多层复合式隔热罩面结构示意图。
具体实施方式
以下对本发明作进一步详细说明。
.一种多层复合式隔热罩面包括由下至上依次设置有多孔微珠隔热树脂粘层、多孔微珠集料隔热树脂抗滑层和热辐射树脂面封层。
按质量份数计算，多孔微珠隔热树脂粘层，由260-325份高粘树脂材料和52-65份微米级多孔玻璃微珠复合而成，涂布量为2.4-3.0kg/m2，厚度为2-3mm；高粘树脂材料由200-250份双酚A型或双酚F型中的一种与60-75份聚酰胺或改性胺593中的一种反应制得；多孔玻璃微珠导热系数λ小于0.06W/(m•K)。
按质量份数计算，多孔集料隔热树脂抗滑层，以140-180份高韧性树脂材料为载体，掺入14-18份微米级多孔玻璃微珠形成隔热树脂涂层，涂布量为1.2-1.5kg/m2，同步满布650-780份多孔硬质集料而成，撒布量为5-6kg/m2，厚度为4-5mm；高韧性树脂为双酚A型或双酚F型中的任意一种与聚酰胺或改性胺593反应制得，其中前一组分与后一组分的质量比是4:1。
按照质量份数计算，热辐射树脂面封层为120-140份高韧性树脂材料、10-11份纳米级远红外辐射粉体、2-3份六偏磷酸钠分散剂复合而成，涂布量为1.0-1.2kg/m2，厚度为1-1.5mm；高韧性树脂为双酚A或双酚F型中的任意一种与聚酰胺或改性胺593反应制得，其中前一组分与后一组分的质量比是4:1；远红外辐射粉体能集中发射波长为8-15μm的远红外线，辐射率达到85%以上。
本发明还提供了上述路桥铺装用多层复合式隔热罩面的铺筑方法，包括以下步骤：
步骤1.首先对沥青路面、水泥混凝土路面或钢桥面铺装表面抛丸，形成洁净、干燥且具有一定纹理的基面。
步骤2.将多孔玻璃微珠按比例添加到高粘树脂材料中，并采用高速剪切拌合设备按800-1000/min的搅拌速率充分拌合1-2分钟，然后刮涂于洁净、干燥的铺装表面，涂布量为2.4-3.0kg/m2，养生固化形成强度后进行下一道工序施工。
步骤3.将多孔玻璃微珠按比例添加到高韧性树脂材料中，并采用高速剪切拌合设备按800-1000r/min的搅拌速率充分拌合1-2分钟，然后采用机械或人工均匀涂布于已养生固化的多孔微珠隔热树脂粘层表面，涂布量为1.2-1.5kg/m2，同步撒布3-5mm的单粒径洁净圆润的多孔集料，撒布率为满布5-6kg/m2，养生固化形成强度后，清扫表面多余集料，即可进行下一道工序施工。
步骤4.将高韧性树脂材料、纳米级远红外辐射粉体及六偏磷酸钠分散剂按比例配制成热辐射树脂面封层材料，并采用高速剪切拌合设备按800-1000r/min的搅拌速率充分拌合2-3分钟，然后采用机械或人工均匀涂布于已养生固化的多孔集料隔热树脂抗滑层表面，涂布量为1.0-1.2kg/m2，养生1-2天固化形成强度，即可开放交通。
实施例1
按照质量份数计算：
步骤1.采用无尘抛丸机对钢桥面环氧沥青铺装表面进行抛丸清理，形成洁净、干燥且具有一定纹理的基面；
步骤2.按5:1的比例配制高粘树脂与多孔玻璃微珠，并采用高速剪切拌合设备按800/min的搅拌速率充分拌合1分钟，然后刮涂于洁净、干燥的铺装表面，涂布量为2.4kg/m2，养生固化形成强度后进行下一道工序施工；
其中，高粘树脂材料260份、多孔玻璃微珠52份。高粘树脂由200份双酚A型、60份聚酰胺反应制成；多孔玻璃微珠粒径为1-10μm、孔径为10nm；
步骤3.按10:1的比例配制高韧性树脂与多孔玻璃微珠，并采用高速剪切拌合设备按800r/min的搅拌速率充分拌合1分钟，然后采用机械或人工均匀涂布于已养生固化的多孔微珠隔热树脂粘层表面，涂布量为1.2kg/m2，同步撒布单粒径洁净圆润的多孔集料，撒布率为5kg/m2，养生固化形成强度后，清扫表面多余集料，即可进行下一道工序施工；
其中高韧性树脂材料是140份，多孔玻璃微珠是14份，多孔硬质集料是650份；高韧性树脂由112份双酚A型、28份聚酰胺反应制成；多孔硬质集料为3-5mm的页岩型多孔轻质陶粒；
步骤4.按50:4:1的比例配置高韧性树脂材料、纳米级远红外辐射粉体及六偏磷酸钠分散剂，并采用高速剪切拌合设备按1000r/min的搅拌速率充分拌合2分钟，然后采用机械或人工均匀涂布于已养生固化的多孔集料隔热树脂抗滑层表面，涂布量为1.0kg/m2，养生1天固化形成强度，即可开放交通；
其中，高韧性树脂材料120份、纳米远红外辐射粉10份、六偏磷酸钠分散剂2份；高韧性树脂由96份双酚A型、24份聚酰胺反应制得；纳米远红外辐射粉体粒径为40-80nm。
实施例2
按照质量份数计算：
步骤1.采用无尘抛丸机对沥青路面表面进行抛丸清理，形成洁净、干燥的粗糙表面；
步骤2.按5:1的比例配制高粘树脂与多孔玻璃微珠，并采用高速剪切拌合设备按800/min的搅拌速率充分拌合2分钟，然后刮涂于洁净、干燥的铺装表面，涂布量为3.0kg/m2，养生固化形成强度后进行下一道工序施工；
其中，高粘树脂材料325份、多孔玻璃微珠65份；高粘树脂由250份双酚F型和75份改性胺593反应制得；多孔玻璃微珠粒径为1-10μm、孔径为10nm；
步骤3.按10:1的比例配制高韧性树脂与多孔玻璃微珠，并采用高速剪切拌合设备按800r/min的搅拌速率充分拌合2分钟，然后采用机械或人工均匀涂布于已养生固化的多孔微珠隔热树脂粘层表面，涂布量为1.5kg/m2，同步撒布单粒径洁净圆润的多孔集料，撒布率为6kg/m2，养生固化形成强度后，清扫表面多余集料，即可进行下一道工序施工；
其中，高韧性树脂材料180份、多孔玻璃微珠18份、多孔硬质集料780份。高韧性树脂由144份双酚F、36份聚酰胺反应制得；多孔硬质集料为3-5mm的页岩型多孔轻质陶粒；
步骤4.按50:4:1的比例配置高韧性树脂材料、纳米级远红外辐射粉体及六偏磷酸钠分散剂，并采用高速剪切拌合设备按1000r/min的搅拌速率充分拌合3分钟，然后采用机械或人工均匀涂布于已养生固化的多孔集料隔热树脂抗滑层表面，涂布量为1.2kg/m2，养生2天固化形成强度，即可开放交通；
其中，高韧性树脂材料140份、纳米远红外辐射粉体11份、六偏磷酸钠分散剂3份；高韧性树脂由112份双酚A型、28份聚酰胺反应制得；纳米远红外辐射粉体粒径为40-80nm。
实施例3
按照质量份数计算：
步骤1.采用无尘抛丸机对沥青路面表面进行抛丸清理，形成洁净、干燥的粗糙表面；
步骤2.按5:1的比例配制高粘树脂与多孔玻璃微珠，并采用高速剪切拌合设备按800/min的搅拌速率充分拌合2分钟，然后刮涂于洁净、干燥的铺装表面，涂布量为3.0kg/m2，养生固化形成强度后进行下一道工序施工；
其中，高粘树脂材料293份、多孔玻璃微珠59份；高粘树脂由225份双酚A型和68份改性胺593反应制得；多孔玻璃微珠粒径为1-10μm、孔径为10nm；
步骤3.按10:1的比例配制高韧性树脂与多孔玻璃微珠，并采用高速剪切拌合设备按800r/min的搅拌速率充分拌合2分钟，然后采用机械或人工均匀涂布于已养生固化的多孔微珠隔热树脂粘层表面，涂布量为1.5kg/m2，同步撒布单粒径洁净圆润的多孔集料，撒布率为6kg/m2，养生固化形成强度后，清扫表面多余集料，即可进行下一道工序施工；
其中，高韧性树脂材料160份、多孔玻璃微珠16份、多孔硬质集料715份。高韧性树脂由128份双酚F型、32份聚酰胺反应制得；多孔硬质集料为3-5mm的页岩型多孔轻质陶粒；
步骤4.按50:4:1的比例配置高韧性树脂材料、纳米级远红外辐射粉体及六偏磷酸钠分散剂，并采用高速剪切拌合设备按1000r/min的搅拌速率充分拌合3分钟，然后采用机械或人工均匀涂布于已养生固化的多孔集料隔热树脂抗滑层表面，涂布量为1.2kg/m2，养生1.5天固化形成强度，即可开放交通；
其中，高韧性树脂材料130份、纳米远红外辐射粉体10.5份、六偏磷酸钠分散剂是2.5份；高韧性树脂由104份双酚A型、26份聚酰胺反应制得；纳米远红外辐射粉体粒径为40-80nm。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种多层复合式隔热罩面，其特征在于，包括由下至上依次设置有多孔微珠隔热树脂粘层、多孔微珠集料隔热树脂抗滑层和热辐射树脂面封层。
2.根据权利要求1所述的一种多层复合式隔热罩面，其特征在于，所述多孔微珠隔热树脂粘层以高粘树脂材料为载体，外掺微米级多孔玻璃微珠。
3.根据权利要求1所述的一种多层复合式隔热罩面，其特征在于，所述多孔微珠集料隔热树脂抗滑层是由多孔微珠隔热树脂涂层和嵌设于多孔微珠隔热树脂涂层内的单粒径多孔硬质集料；所述多孔微珠隔热树脂涂层以高韧性树脂材料为载体，外掺微米级多孔玻璃微珠。
4.根据权利要求1所述的一种多层复合式隔热罩面，其特征在于，所述热辐射树脂面封层以高韧性树脂材料为载体，外掺纳米级远红外辐射粉体和六偏磷酸钠分散剂。
5.根据权利要求2或3所述的一种多层复合式隔热罩面，其特征在于，所述微米级多孔玻璃微珠粒径为1-10μm，孔径为10nm，导热系数λ小于0.06W/(m•K)。
6.根据权利要求2所述的一种多层复合式隔热罩面，其特征在于，按质量份数计算，所述高粘树脂材料是由200-250份双酚A型或双酚F型中任意一种与60-75份聚酰胺或改性胺593中任意一种反应得到的固化物。
7.根据权利要求3或4所述的一种多层复合式隔热罩面，其特征在于，所述高韧性树脂材料是由双酚A型或双酚F型中的任意一种与聚酰胺或改性胺593中任意一种反应得到的固化物，两种反应物的质量比是4:1。
8.根据权利要求1所述的一种多层复合式隔热罩面，其特征在于，所述多孔微珠隔热树脂粘层的涂布量为2.4-3.0kg/m2，厚度为2-3mm；所述多孔微珠集料隔热树脂抗滑层的涂布量包括涂布量为1.2-1.5kg/m2的多孔微珠隔热涂层和撒布量为5-6kg/m2的单粒径多孔硬质集料，厚度为4-5mm；所述热辐射树脂面封层的涂布量为1.0-1.2kg/m2，厚度为1-1.5mm。
9.根据权利要求4所述的一种多层复合式隔热罩面，其特征在于，按照质量份数计算，所述热辐射树脂面封层包括：高韧性树脂材料120-140份、远红外辐射粉体10-11份、六偏磷酸钠分散剂2-3份。
10.一种多层复合式隔热罩面的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1.对沥青路面、水泥混凝土路面或钢桥面铺装表面抛丸，形成洁净、干燥且表面粗糙的基面；
步骤2.将多孔玻璃微珠按比例添加到高粘树脂材料中，并采用高速剪切拌合设备按800-1000/min的搅拌速率充分拌合1-2分钟，然后刮涂于洁净、干燥的铺装表面，养生固化形成强度后进行下一道工序施工；
步骤3.将多孔玻璃微珠按比例添加到高韧性树脂材料中，并采用高速剪切拌合设备按800-1000r/min的搅拌速率充分拌合1-2分钟，然后采用机械或人工均匀涂布于已养生固化的多孔微珠隔热树脂粘层表面，同步撒布3-5mm的单粒径洁净圆润的多孔集料，撒布率为满布5-6kg/m2，养生固化形成强度后，清扫表面多余集料，即可进行下一道工序施工；
步骤4.将高韧性树脂材料、纳米级远红外辐射粉体及六偏磷酸钠分散剂按比例配制成热辐射树脂面封层材料，并采用高速剪切拌合设备按800-1000r/min的搅拌速率充分拌合2-3分钟，然后采用机械或人工均匀涂布于已养生固化的多孔集料隔热树脂抗滑层表面，养生1-2天固化形成强度，即可开放交通。
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