CN109627974B - 一种超疏水沥青路面抗凝冰涂层及其制备方法 - Google Patents
一种超疏水沥青路面抗凝冰涂层及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109627974B CN109627974B CN201811496637.9A CN201811496637A CN109627974B CN 109627974 B CN109627974 B CN 109627974B CN 201811496637 A CN201811496637 A CN 201811496637A CN 109627974 B CN109627974 B CN 109627974B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- slurry
- pavement
- functional layer
- super
- hydrophobic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D183/04—Polysiloxanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/70—Additives characterised by shape, e.g. fibres, flakes or microspheres
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
- E01C11/00—Details of pavings
- E01C11/24—Methods or arrangements for preventing slipperiness or protecting against influences of the weather
- E01C11/245—Methods or arrangements for preventing slipperiness or protecting against influences of the weather for preventing ice formation or for loosening ice, e.g. special additives to the paving material, resilient coatings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
- C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/06—Polymer mixtures characterised by other features having improved processability or containing aids for moulding methods
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Road Paving Structures (AREA)
Abstract
本发明属于沥青混凝土路面涂层设计技术领域,涉及一种超疏水沥青路面抗凝冰涂层及其制备方法,涂层包括设置于载体路面表面的粘结层、设置于粘结层表面的功能层以及分散于功能层中的抗磨填料;功能层为低表面能材料;粘结层的浆体由环氧树脂128、胺类固化剂和环氧增韧剂277调配而成,功能层的浆体由MHX‑1107含氢硅油、γ—氨丙基三乙氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡、无水乙醇、氨水与去离子水配制而成;抗磨填料均匀分散于功能层的浆体中;本发明超疏水沥青路面抗凝冰涂层的性能完全可达到超疏水、抗凝冰、耐磨耗及摩擦系数高等要求。
Description
技术领域
本发明属于沥青混凝土路面涂层设计技术领域,涉及一种环保经济简易的超疏水沥青路面抗凝冰涂层及其制备方法。
背景技术
我国大部分地区冬季路面均会出现结冰现象,结冰之后的路面将会给交通、人类的生产、生活带来巨大影响。2017年12月4日陕西省西安市在路面洒水过程中由于水不能快速从路面排走从而造成路面结冰导致了38辆车连环撞击,造成了多名人员伤亡和大量的经济损失。2008年1月10日,我国西北、西南、中原和华南等地区都相继出现了范围最大、持续时间最长的雨雪天气,对2008年的春运工作和工农业生产造成极为不利的影响。其中湖北、湖南、贵州等部分地区先后出现了3至4天的持续性低温雨雪天气,并遭受了较为严重的大范围冰冻灾害,据统计,湖北、湖南两省因雪灾直接经济损失达3.11亿元。受到连续多日的暴雪的影响,陕西、湖北、湖南、安徽、贵州等地交通运输严重受阻,很多机场都无法正常起降航班,多条高速公路封闭,给人们出行带来重大影响。
沥青路面占据我国高速公路总里程的95%以上,一旦出现覆冰必将对交通、路面材料和附属设施产生巨大的危害,其主要危害有以下几个点:(1)沥青路面积雪结冰会降低车轮与路面的附着力,易发生打滑和侧翻从而造成通行车辆行驶速度降低,延长了运输时间,增加了燃油消耗,甚至引发交通事故。(2)当路面结冰之后,因为冰层的存在减缓了路面与大气之间的热量交换从而使沥青路面长时间处于低温状态。由于沥青混凝土结合料与集料间的粘结力以及沥青混合料的强度都会在寒冷天气下大幅降低而且塑性急速降低,同时在动载的反复作用下会出现开裂破坏,将会导致路面的平整度、耐久性、道路服务水平等均出现下降。(3)沥青混凝土受到冻融破坏。混凝土表面亲水且为多孔结构,水分可渗入沥青混凝土孔隙中,孔隙中的水在低温下结冰产生静水压和渗透压,从而导致沥青混凝土内部出现拉应力。沥青混凝土的宏观特性与微观特征随着冻融循环的进行而出现劣化,表现在剥蚀脱落引发的质量损失及内部结构破坏造成的自身强度降低上,冻融破坏后难以修复且对结构安全使用造成了严重影响。(4)沥青混凝土路面难以除冰。由于沥青混凝土具有粗糙的表面,水滴滴落后,放热结冰,在路面冰雨混凝土相互穿插形成稳定的物理连接,造成除冰困难。(5)间接破坏,路面结冰后使用除冰盐会对路面结构造成更大的破坏。常用的除冰方式,依靠人力清除效率低下,不适合大范围使用。物理方法成本较高,对路面破坏作用明显。化学方法主要是撒除冰盐,因其简单易行效果明显而广泛采用。撒除冰盐的危害十分严重,可导致环土壤硬化贫瘠、污染饮用水、腐蚀车体和道路及附属设施的损害。
针对沥青路面易结冰、难除冰问题,研究和开发出一种施工简便、性价比高、低能耗的主动除冰雪技术,成为一个举世关注的问题。由于超疏水的表面具有防止表面结冰的性能,近年来,利用超疏水材料制备的抗冰涂层已经广泛应用到航天领域可有效降低基质表面的覆冰量以及冰与基质表面间的附着力,是属于主动除冰法的一种。这种主动除冰法相对于传统的除冰方法,具有能耗小、施工方便等优点。但关于超疏水材料在路面防冰和除冰中的应用却鲜有报道,尚处于探索起步阶段。另外超疏水材料制备工艺复杂且造价高,无论是粗糙表面的构建还是降低材料表面能所用的氟化剂等成本都较较高,大范围使用超疏水涂料是不合适我国道路行业的行情,所以欲在我国道路领域内使用还需要在不降低材料性能的前提下降低材料的造价,简化材料的制备工艺且环保。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种超疏水沥青路面抗凝冰涂层及其制备方法,本发明超疏水沥青路面抗凝冰涂层的性能完全可达到超疏水、抗凝冰、耐磨耗及摩擦系数高等要求。
本发明的目的主要通过以下方式实现:
一种超疏水沥青路面抗凝冰涂层,包括设置于载体路面表面的粘结层、设置于粘结层表面的功能层以及分散于功能层中的抗磨填料;所述功能层为低表面能材料;
粘结层的浆体由环氧树脂128、胺类固化剂和环氧增韧剂277调配而成,其中,以质量比计,环氧树脂128:胺类固化剂:环氧增韧剂277为(1.9~2.1):(0.9~1.1):(0.1~0.3);
功能层的浆体由MHX-1107含氢硅油、γ—氨丙基三乙氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡、无水乙醇、氨水与去离子水配制而成;其中,以质量份数计,MHX-1107含氢硅油含量为90~100份,γ—氨丙基三乙氧基硅烷含量为20~30份,二月桂酸二丁基锡含量为20~30份,无水乙醇含量为930~990份,氨水含量为30~40份,去离子水的含量为130~180份,其中,氨水的溶质质量百分数为25%~28%;
抗磨填料均匀分散于功能层的浆体中;其中,抗磨填料的质量为功能层浆体质量的0.5%~1%。
粘结层的浆体制备过程为:将环氧树脂128和环氧树脂277混合并搅拌均匀,然后静置5~6分钟之后再进行搅拌,使环氧树脂128和环氧树脂277完全混合均匀,得到混合液体;最后再向混合液体中加入胺类固化剂并搅拌均匀,得到粘结层的浆体。
功能层的浆体制备过程为:将MHX-1107含氢硅油、γ—氨丙基三乙氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡和无水乙醇混合,并充分搅拌,使MHX-1107含氢硅油、γ—氨丙基三乙氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡和无水乙醇充分反应,制备出初步浆体;然后,向初步浆体中分别加入去离子水和氨水,并充分搅拌,使反应物之间完全反应,得到功能层的浆体。
抗磨填料为疏水型气象二氧化硅。
载体路面为AC路面或SMA路面。
一种超疏水沥青路面抗凝冰涂层的制备方法,其过程如下:
利用刷涂法将粘结层的浆体刷涂在载体路面表面,待粘结层的浆体固化之后形成粘接层,再在粘接层表面喷涂分散有抗磨填料的功能层的浆体,待分散有抗磨填料的功能层的浆体固化之后,得到超疏水沥青路面抗凝冰涂层。
在粘接层表面分两次喷涂分散有抗磨填料的功能层的浆体。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
本发明的超疏水沥青路面抗凝冰涂层由于功能层材料由MHX-1107含氢硅油、γ—氨丙基三乙氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡、无水乙醇、氨水与去离子水配制而成;其中,以质量份数计,MHX-1107含氢硅油含量为90~100份,γ—氨丙基三乙氧基硅烷含量为20~30份,二月桂酸二丁基锡含量为20~30份,无水乙醇含量为930~990份,氨水含量为30~40份,去离子水的含量为130~180份,其中,氨水的溶质质量百分数为25%~28%,通过上述组分的原料化学反应构造出三维的微纳粗糙结构,使涂层呈现出超疏水的现象,从而具有超高的接触角使路面涂层达到抗凝冰的效果。由于高强度、低表面能及稳定性好的抗磨填料及高韧性且抗磨耗的粘结层的加入使得涂层具有抗凝冰、不脱落、抗磨损、摩擦系数高的特性,能够克服以往抗凝冰材料的缺陷。
附图说明
图1为本发明超疏水沥青路面抗凝冰涂层的制备工艺流程图;
图2为本发明超疏水沥青路面抗凝冰涂层的粘结层与路面载体结合状况图。
图中,1-载体路面,2-粘结层,3-针状渗透物。
具体实施方式
为了更好的理解本发明,下面结合实施例进一步阐明本发明的内容,但本发明的内容不仅仅局限于下面实施例。
本发明涉及的超疏水沥青路面抗凝冰涂层及其制备方法参见图1。该超疏水沥青路面涂层主要有置于载体路面表面的粘结层、设置于粘结层表面的功能层以及分散于功能层中的抗磨填料,粘结层2与路面载体1的结合情况见图2。其中,功能层是低表面能材料,通过化学反应而构造出的三维的微纳粗糙结构层,而功能层的浆体由MHX-1107含氢硅油(PMHS)、γ—氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂(KH-550)、二月桂酸二丁基锡催化剂、无水乙醇有机溶剂、氨水与去离子水配制而成;抗磨填料是在亲水气相二氧化硅的基础之上,经二甲基二氯硅烷处理之后而形成的疏水型气象二氧化硅;粘结层是由A组份环氧树脂128、B组份胺类固化剂和C组份环氧增韧剂277调配而成。载体路面可采用除OGFC路面以外的其它路面,一般为AC路面或SMA路面。本发明的超疏水抗凝冰沥青路面涂层的制备采用喷涂法分层分步进行,先制备出成品浆体和粘结层浆体,而后利用刷涂法在沥青混合料板式试件或者马歇尔试件的表面先后刷涂粘结层浆体和成品浆体,从而使沥青混合料试件同时具有超疏水、抗凝冰以及耐磨耗的性能。
功能层的浆体是由90~100质量份的MHX-1107含氢硅油(PMHS)、20~30质量份的γ—氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂(KH-550)、20~30质量份视为二月桂酸二丁基锡催化剂、930~990质量份的无水乙醇有机溶剂、30~40质量份氨水与130~180质量份的去离子水配制而成,其中氨水的溶质质量百分数为25%~28%。
本发明的环保经济简易的超疏水沥青路面抗凝冰涂层的制备方法如下:
本发明的超疏水沥青路面抗凝冰涂层的制备采用喷涂法分层分步进行,具体步骤如下:将PMHS、KH550、二月桂酸二丁基锡和无水乙醇加入到烧杯当中,于室温下以2000rpm~2500rpm的转速搅拌2~2.2h,使他们之间充分反应,制备出初步浆体;然后,用胶头滴管向初步浆体中分别加入去离子水和氨水,搅拌18~20小时,保证反应物之间完全反应,此时制备出功能层成品浆体;最后将疏水型气象二氧化硅颗粒加入到功能层成品浆体里面进行搅拌制备出成品浆体。将环氧树脂128和环氧树脂277混合在一起并用玻璃棒进行搅拌3~4分钟,然后静置5~6分钟之后再进行搅拌,使之完全混合均匀。最后再向混合液体中加入胺类固化剂搅拌均匀,即制备出的为粘结层成品浆体。利用刷涂法将一定量的粘结层浆体刷涂在沥青混合料板式试件或者马歇尔试件的表面,待其固化20~30分钟之后,分两次喷涂成品浆体,即可得到一种耐磨性较好的环保经济简易的超疏水沥青路面抗凝冰涂层。
实施例1:
本实施例的环保经济简易的超疏水沥青路面抗凝冰涂层,其制备过程如下:
将90份的PMHS、20份的KH550、20份的二月桂酸二丁基锡和930份无水乙醇加入到烧杯当中,于室温下以搅拌速率为2000rpm下搅拌2h,使他们之间充分反应,制备出初步浆体;然后,用胶头滴管向初步浆体中分别加入130份的去离子水和30份氨水,氨水的溶质质量百分数为25%,搅拌18小时,反应物之间完全反应,此时制备出功能层成品浆体;最后将疏水型气象二氧化硅颗粒加入到功能层成品浆体里面进行搅拌制备出成品浆体,其中,疏水型气象二氧化硅颗粒的质量为功能层成品浆体质量的0.5%。将环氧树脂128和环氧树脂277混合在一起并用玻璃棒进行搅拌3分钟,然后静置5分钟,之后再进行搅拌,使环氧树脂128和环氧树脂277完全混合均匀;最后再向混合液体中加入胺类固化剂搅拌均匀,即制备出的为粘结层成品浆体,其中以质量比计,环氧树脂128:胺类固化剂:环氧增韧剂277=1.9:0.9:0.1。利用刷涂法将一定量的粘结层浆体刷涂在沥青混合料板式试件表面,待其固化20分钟之后,分两次喷涂成品浆体,即可得到一种耐磨性较好的环保经济简易的超疏水沥青路面抗凝冰涂层。沥青混合料板式试件的沥青采用规范要求的道路石油沥青,采用细粒Ⅰ式(AC-13,Ⅰ)沥青混合料。
本实施例制得的环保经济简易的超疏水沥青路面抗凝冰涂层,采用动态表面张力仪和滚动角测试仪分别测试水在涂层表面的接触角和滚动角,通过拉拔试验分别测在不同温度条件下涂层与冰块之间的粘结力,进行结冰试验测试超疏水路面在不同温度下的开始结冰时间及经车轮磨耗之后的开始结冰时间。其结果与普通沥青路面进行对比,如下表1~4所示,其中,表1为沥青路面性能对照表,表2为沥青路面性能对照表(路面与冰块之间的粘结力(Mpa),表3为沥青路面性能对照表(开始结冰时间(min)),表4为沥青路面性能对照表(车轮磨耗之后的开始结冰时间(min))。
表1
表2
表3
表4
由表1~表4结果表明,制备的本实施例制备的超疏水沥青路面抗凝冰涂层具有良好的超疏水、抗凝冰性能以及抗磨耗性能,且与冰块之间粘结力小,利于路面除冰,可用于公路沥青路面的防冰除冰。
实施例2:
本实施例的环保经济简易的超疏水沥青路面抗凝冰涂层,其制备过程如下:
将95份的PMHS、25份的KH550、25份的二月桂酸二丁基锡和960份无水乙醇加入到烧杯当中,于室温下以搅拌速率为2300rpm下搅拌2.1h,使他们之间充分反应,制备出初步浆体;然后,用胶头滴管向初步浆体中分别加入150份的去离子水和35份氨水,氨水的溶质质量百分数为25%,搅拌19小时,反应物之间完全反应,此时制备出功能层成品浆体;最后将疏水型气象二氧化硅颗粒加入到功能层成品浆体里面进行搅拌制备出成品浆体,其中,疏水型气象二氧化硅颗粒的质量为功能层成品浆体质量的0.8%。将环氧树脂128和环氧树脂277混合在一起并用玻璃棒进行搅拌约3.5分钟,然后静置约5.5分钟,之后再进行搅拌,使环氧树脂128和环氧树脂277完全混合均匀;最后再向混合液体中加入胺类固化剂搅拌均匀,即制备出的为粘结层成品浆体,其中以质量比计,环氧树脂128:胺类固化剂:环氧增韧剂277=2:1:0.2。利用刷涂法将一定量的粘结层浆体刷涂在沥青混合料板式试件表面,待其固化约25分钟之后,分两次喷涂成品浆体,即可得到一种耐磨性较好的环保经济简易的超疏水沥青路面抗凝冰涂层。沥青混合料板式试件的沥青采用规范要求的道路石油沥青,采用细粒Ⅰ式(AC-13,Ⅰ)沥青混合料。
本实施例制得的环保经济简易的超疏水沥青路面抗凝冰涂层,采用动态表面张力仪和滚动角测试仪分别测试水在涂层表面的接触角和滚动角,通过拉拔试验分别测在不同温度条件下涂层与冰块之间的粘结力,进行结冰试验测试超疏水路面在不同温度下的开始结冰时间及经车轮磨耗之后的开始结冰时间。其结果与普通沥青路面进行对比,如下表5~8所示,其中,表5为沥青路面性能对照表,表6为沥青路面性能对照表(路面与冰块之间的粘结力(Mpa),表7为沥青路面性能对照表(开始结冰时间(min)),表8为沥青路面性能对照表(车轮磨耗之后的开始结冰时间(min))。
表5
表6
表7
表8
由表5~表8,结果表明,制备的一种环保经济简易的超疏水沥青路面抗凝冰涂层具有良好的超疏水、抗凝冰性能以及抗磨耗性能,且与冰块之间粘结力小,利于路面除冰,可用于公路沥青路面的防冰除冰。
实施例3:
本实施例的环保经济简易的超疏水沥青路面抗凝冰涂层,其制备过程如下:
将100份的PMHS、30份的KH550、30份的二月桂酸二丁基锡和990份无水乙醇加入到烧杯当中,于室温下以搅拌速率为2500rpm下搅拌2.2h,使他们之间充分反应,制备出初步浆体;然后,用胶头滴管向初步浆体中分别加入180份的去离子水和40份氨水,氨水的溶质质量百分数为25%,搅拌20小时,反应物之间完全反应,此时制备出功能层成品浆体;最后将疏水型气象二氧化硅颗粒加入到功能层成品浆体里面进行搅拌制备出成品浆体,其中,疏水型气象二氧化硅颗粒的质量为功能层成品浆体质量的1%。将环氧树脂128和环氧树脂277混合在一起并用玻璃棒进行搅拌约4分钟,然后静置约6分钟,之后再进行搅拌,使环氧树脂128和环氧树脂277完全混合均匀;最后再向混合液体中加入胺类固化剂搅拌均匀,即制备出的为粘结层成品浆体,其中以质量比计,环氧树脂128:胺类固化剂:环氧增韧剂277=2.1:1.1:0.3。利用刷涂法将一定量的粘结层浆体刷涂在沥青混合料板式试件表面,待其固化约30分钟之后,分两次喷涂成品浆体,即可得到一种耐磨性较好的环保经济简易的超疏水沥青路面抗凝冰涂层。沥青混合料板式试件的沥青采用规范要求的道路石油沥青,采用细粒Ⅰ式(AC-13,Ⅰ)沥青混合料。
本实施例制得的环保经济简易的超疏水沥青路面抗凝冰涂层,采用动态表面张力仪和滚动角测试仪分别测试水在涂层表面的接触角和滚动角,通过拉拔试验分别测在不同温度条件下涂层与冰块之间的粘结力,进行结冰试验测试超疏水路面在不同温度下的开始结冰时间及经车轮磨耗之后的开始结冰时间。其结果与普通沥青路面进行对比,如下表9~12所示,其中,表9为沥青路面性能对照表,表10为沥青路面性能对照表(路面与冰块之间的粘结力(Mpa),表11为沥青路面性能对照表(开始结冰时间(min)),表12为沥青路面性能对照表(车轮磨耗之后的开始结冰时间(min))。
表9
表10
表11
表12
由表9~表12,结果表明,制备的一种环保经济简易的超疏水沥青路面抗凝冰涂层具有良好的超疏水、抗凝冰性能以及抗磨耗性能,且与冰块之间粘结力小,利于路面除冰,可用于公路沥青路面的防冰除冰。
本发明将具有超疏水特性的脱粘抑冰材料应用于沥青路面,由超疏水功能层、高韧性且抗磨耗的环氧树脂粘结层以及抗磨填料喷涂在路面上而形成,可以大幅度的提高路面的防冰、除冰和除雪性能,且简单、经济、环保,与传统的除冰除雪技术相比,具有以下优点:
(1)研发的复合式超疏水抗凝冰涂层,以其超高的表面接触角能有效抑制低温地区雨雪结冰并附着路面上,可以到达易清除,快速开放交通的效果。
(2)该涂层具有抗凝冰、不脱落、抗磨损、摩擦系数高的特性,能够克服以往抗凝冰材料的缺陷。
(3)本超疏水抗凝冰涂层施工工艺简单,与脱粘抑冰材料洒布车配套使用,大大提高了施工效率,固化时间较短,能够快速开放交通,具有明显的寿命周期成本优势。
(4)研制的脱粘抑冰材料不但融冰雪效果很好,而且还具有与雾封层类似的封闭路面细小裂缝和凝结微松散的功能。
(5)融冰雪脱粘抑冰材料一次施工可以长期使用,施工工艺非常简单,低碳节能,安全环保。
综上所述,本发明“一种环保经济简易型超疏水沥青路面抗凝冰涂层及其制备方法”,其与路面附着力强、抗凝冰性能强、抗磨耗能力强,摩擦系数高,且具有抑制结冰、超疏水性能好、除冰快等性能优势,同时该涂层简易、经济、低碳节能、无污染、安全环保,符合我国走资源节约型、环境友好型的可持续发展道路。
因此本专利针对解决沥青路面的结冰问题,采用简单且环保的原材料并通过一种简易的制备方法制备出一种沥青路面超疏水抗凝冰涂层。沥青路面超疏水抗凝冰涂层一方面可以减缓或者防止路面结冰,从而降低交通事故的发生率,给人类的日常生活带来一份安全保证。另一方面其为一种主动型且绿色环保的抗凝冰措施,积极响应国家的大政方针路线,进一步推进了人与自然和谐共处的新局面。
Claims (3)
1.一种超疏水沥青路面抗凝冰涂层,其特征在于,包括设置于载体路面(1)表面的粘结层(2)、设置于粘结层(2)表面的功能层以及分散于功能层中的抗磨填料;所述功能层为低表面能材料;
粘结层(2)的浆体由环氧树脂128、胺类固化剂和环氧增韧剂277调配而成,其中,以质量比计,环氧树脂128:胺类固化剂:环氧增韧剂277为(1.9~2.1):(0.9~1.1):(0.1~0.3);
功能层的浆体由MHX-1107含氢硅油、γ—氨丙基三乙氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡、无水乙醇、氨水与去离子水配制而成;其中,以质量份数计,MHX-1107含氢硅油含量为90~100份,γ—氨丙基三乙氧基硅烷含量为20~30份,二月桂酸二丁基锡含量为20~30份,无水乙醇含量为930~990份,氨水含量为30~40份,去离子水的含量为130~180份,其中,氨水的溶质质量百分数为25%~28%;
抗磨填料均匀分散于功能层的浆体中;其中,抗磨填料的质量为功能层浆体质量的0.5%~1%;
抗磨填料为疏水型气相二氧化硅;疏水型气相二氧化硅在亲水气相二氧化硅的基础之上,经二甲基二氯硅烷处理之后而形成的;
所述的超疏水沥青路面抗凝冰涂层的制备过程如下:
利用刷涂法将粘结层的浆体刷涂在载体路面(1)表面,待粘结层的浆体固化之后形成粘结层(2),再在粘结层(2)表面喷涂分散有抗磨填料的功能层的浆体,待分散有抗磨填料的功能层的浆体固化之后,得到超疏水沥青路面抗凝冰涂层;
粘结层(2)的浆体制备过程为:将环氧树脂128和环氧增韧剂277混合并搅拌均匀,然后静置5~6分钟之后再进行搅拌,使环氧树脂128和环氧增韧剂277完全混合均匀,得到混合液体;最后再向混合液体中加入胺类固化剂并搅拌均匀,得到粘结层(2)的浆体;
功能层的浆体制备过程为:将MHX-1107含氢硅油、γ—氨丙基三乙氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡和无水乙醇混合,并充分搅拌,使MHX-1107含氢硅油、γ—氨丙基三乙氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡和无水乙醇充分反应,制备出初步浆体;然后,向初步浆体中分别加入去离子水和氨水,并充分搅拌,使反应物之间完全反应,得到功能层的浆体。
2.根据权利要求1所述的一种超疏水沥青路面抗凝冰涂层,其特征在于,载体路面(1)为AC路面或SMA路面。
3.根据权利要求1所述的一种超疏水沥青路面抗凝冰涂层,其特征在于,在粘结层(2)表面分两次喷涂分散有抗磨填料的功能层的浆体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811496637.9A CN109627974B (zh) | 2018-12-07 | 2018-12-07 | 一种超疏水沥青路面抗凝冰涂层及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811496637.9A CN109627974B (zh) | 2018-12-07 | 2018-12-07 | 一种超疏水沥青路面抗凝冰涂层及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109627974A CN109627974A (zh) | 2019-04-16 |
CN109627974B true CN109627974B (zh) | 2021-07-23 |
Family
ID=66072105
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811496637.9A Active CN109627974B (zh) | 2018-12-07 | 2018-12-07 | 一种超疏水沥青路面抗凝冰涂层及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109627974B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113025134A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-06-25 | 中交第一公路勘察设计研究院有限公司 | 超疏水反光型路面标线结构及其材料和施工方法 |
CN116063881B (zh) * | 2022-12-22 | 2024-03-19 | 四川省公路规划勘察设计研究院有限公司 | 一种水性速干涂料、偶联型抗凝冰涂层及制备、评价方法 |
CN115928524A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-04-07 | 山东大学 | 一种装配式沥青路面预制块及其制作方法 |
CN115948116B (zh) * | 2023-02-13 | 2023-11-21 | 西南交通大学 | 一种沥青路面分级超疏水抑冰涂层及其制备方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102127365A (zh) * | 2011-01-26 | 2011-07-20 | 浙江交工高等级公路养护有限公司 | 一种降低冰层与沥青路面粘附性的疏水涂料 |
CN106087638A (zh) * | 2016-08-12 | 2016-11-09 | 长沙理工大学 | 一种超疏水抗凝冰复合沥青面层结构及其制备方法 |
-
2018
- 2018-12-07 CN CN201811496637.9A patent/CN109627974B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102127365A (zh) * | 2011-01-26 | 2011-07-20 | 浙江交工高等级公路养护有限公司 | 一种降低冰层与沥青路面粘附性的疏水涂料 |
CN106087638A (zh) * | 2016-08-12 | 2016-11-09 | 长沙理工大学 | 一种超疏水抗凝冰复合沥青面层结构及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109627974A (zh) | 2019-04-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109627974B (zh) | 一种超疏水沥青路面抗凝冰涂层及其制备方法 | |
Gao et al. | Study on effectiveness of anti-icing and deicing performance of super-hydrophobic asphalt concrete | |
CN103964747B (zh) | 一种耐候快干路面破损修补材料及其制备方法 | |
CN108753132B (zh) | 一种路用超疏水抑冰涂层的制备方法 | |
CN102849990A (zh) | 一种具有路面降温功能的改性沥青混凝土 | |
CN106087638A (zh) | 一种超疏水抗凝冰复合沥青面层结构及其制备方法 | |
CN108047776A (zh) | 一种用于路面抗凝冰的超疏水涂料及其制备、施工方法 | |
CN113429884B (zh) | 路用抗凝冰涂层材料及其制备方法 | |
CN102432228B (zh) | 路面自破冰防滑铺装层混合料及其制备方法 | |
CN107573898B (zh) | 一种应用于混凝土路面的可控缓释速率的抗冻材料及其制备方法 | |
CN113265193A (zh) | 一种沥青路面用超疏水涂层及其制备方法 | |
CN112160212B (zh) | 一种抗冰冻沥青路面结构及其制备路面材料的方法 | |
CN106495562A (zh) | 一种适应南方湿热气候的冷涂型路桥面薄层铺装材料及其使用方法 | |
CN109437671A (zh) | 一种盐化物改性沥青混合料及制备方法 | |
CN110130172B (zh) | 一种沥青路面抗凝冰复合精表处方法 | |
CN113604118A (zh) | 一种耐久型抗凝冰涂层及其制备方法 | |
CN110195395B (zh) | 一种基于油性环氧沥青的沥青路面抗凝冰复合精表处方法 | |
CN112250813B (zh) | 用于沥青、混凝土路面的具有温敏性的抗冻材料及其制备方法 | |
CN106634758A (zh) | 一种耐老化的环氧胶黏剂及其应用 | |
CN106830759B (zh) | 一种疏水防结冰抗滑薄层材料及其制备方法 | |
CN107879675B (zh) | 一种防冻沥青混泥土组合物及其制作方法 | |
CN113881341A (zh) | 一种高性能雾封层材料及其应用 | |
CN112266697A (zh) | 一种自适应防结冰铺装路面 | |
CN115948116B (zh) | 一种沥青路面分级超疏水抑冰涂层及其制备方法 | |
CN111395100A (zh) | 一种调温沥青道路结构 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |