CN112250813A - 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 - Google Patents

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 Download PDF

Info

Publication number
CN112250813A
CN112250813A CN202011037374.2A CN202011037374A CN112250813A CN 112250813 A CN112250813 A CN 112250813A CN 202011037374 A CN202011037374 A CN 202011037374A CN 112250813 A CN112250813 A CN 112250813A
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
stirring
asphalt
epoxy resin
blend
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.)
Granted
Application number
CN202011037374.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112250813B (zh
Inventor
王卫东
陈留平
杜滨阳
黄子杰
吕超
李悦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changzhou Lvxin Advanced Material Technology Co ltd
Zhejiang University ZJU
China Salt Jintan Co Ltd
Original Assignee
Changzhou Lvxin Advanced Material Technology Co ltd
Zhejiang University ZJU
China Salt Jintan Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changzhou Lvxin Advanced Material Technology Co ltd, Zhejiang University ZJU, China Salt Jintan Co Ltd filed Critical Changzhou Lvxin Advanced Material Technology Co ltd
Priority to CN202011037374.2A priority Critical patent/CN112250813B/zh
Publication of CN112250813A publication Critical patent/CN112250813A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112250813B publication Critical patent/CN112250813B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6666—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52
    • C08G18/667—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38
    • C08G18/6681—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/32 or C08G18/3271 and/or polyamines of C08G18/38
    • C08G18/6685—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/32 or C08G18/3271 and/or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3225 or polyamines of C08G18/38
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/32—Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
    • C08G18/3225—Polyamines
    • C08G18/3228—Polyamines acyclic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/4804—Two or more polyethers of different physical or chemical nature
    • C08G18/482—Mixtures of polyethers containing at least one polyether containing nitrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/50—Polyethers having heteroatoms other than oxygen
    • C08G18/5021—Polyethers having heteroatoms other than oxygen having nitrogen
    • C08G18/5024—Polyethers having heteroatoms other than oxygen having nitrogen containing primary and/or secondary amino groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/18—Materials not provided for elsewhere for application to surfaces to minimize adherence of ice, mist or water thereto; Thawing or antifreeze materials for application to surfaces
    • C09K3/185—Thawing materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)

Abstract

本发明属于道路路面防冻除冰材料领域，特别涉及一种用于沥青、混凝土路面的具有温敏性的抗冻材料及其制备方法。抗冻材料主要由抗冻芯材和温敏膜材制得，所述的芯材主要为氯盐类、醋酸盐类抗凝冰组分，所述温敏膜材由硅烷偶联剂、环氧树脂、小分子多胺、聚醚胺和异氰酸酯为原料制得。本发明制备工艺简单只需要将抗冻材料芯材和膜材按不同的比例进行混合与高温反应就能使抗冻材料表现出明显的温敏释放特性。且温敏膜材在经过280℃的高温焙烧后仍然具备很好的温敏特性，非常适用于沥青、混凝土路面的铺设。

Description

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
技术领域
本发明属于道路路面防冻除冰材料领域，特别涉及一种用于沥青、混凝土路面的具有温敏性的抗冻材料及其制备方法。
背景技术
在我国交通运输急剧增加的时期，为了保障道路畅通和行车安全，避免交通事故的发生，研究道路的防雪与除雪措施以保证道路在冬季降雪天气的畅通安全成了交通运输工作中的重中之重，采用有效的防雪与除雪措施，具有非常重要的经济效益和社会意义。
主动抑冰技术是指在道路建设或者大修中，预先采用相关技术或者在混合料中添加专门材料使得路面具有特殊功能从而达到融雪除冰的目的，盐化物自融雪路面是其中的一种。在沥青或者混凝土混合料中添加盐化物抗冻材料，使路面本身具有融雪化冰能力。因其施工工艺简单，效果好而被广泛应用。但是防冻存在的问题是会进行无差别释放，即在各种降雨条件下均会进行释放，无效的释放降低了有效成分的浓度，直接影响降雪结冰天气的融冰效果。
智能高分子在药物缓释载体领域有着广泛的研究，但是，将智能高分子材料用于道路领域缓释融雪盐，存在成本高昂、工艺复杂等现实问题，且温控开关大多维持在人体温度范围，与道路路面需要控制的冰点范围相差甚远。
专利CN201510168812.1中报道了采用聚苯醚、聚环氧丙烷和甘油三月桂酸酯制备温敏膜材的方法，但该方法存在两点不足：第一，所采用的三种物质在常温下几乎不固化，而且在加热条件下的固化时间也极其漫长；第二，所采用的三种物质在无机物表面的附着力较弱。
因此，开发适合于工业生产、制备工艺简单的具备温度敏感特性的抗冻材料及其制备方法，将具备温度敏感特性的抗冻材料应用于沥青、混凝土路面，使路面本身具有融雪化冰能力，具有重要的意义。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明提供了一种用于沥青、混凝土路面的具备温度敏感特性的抗冻材料及其制备方法。
为解决技术问题，本发明的解决方案是：
提供一种用于沥青、混凝土路面的具备温度敏感特性的抗冻材料，该抗冻材料是以抗凝冰芯材和温敏膜材制得。所述抗凝冰芯材为氯化钙、氯化钠、氯化镁、醋酸钙、醋酸镁或者醋酸钾中的一种或几种，所述温敏膜材由硅烷偶联剂、环氧树脂、小分子多胺、聚醚胺和异氰酸酯为原料反应制得。
上述，硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷(简称KH-550)或γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(简称KH-560)中一种或两种的混合物。
环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂或双酚F/A共聚型环氧树脂中的一种或两种的混合物。
小分子多胺为二乙烯三胺或三乙烯四胺。
聚醚胺为聚醚胺T5000和聚醚胺D2000中的一种或两种的混合物。
异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)中的一种。
所述抗凝冰芯材的粒度不小于48微米，不大于4毫米。
抗凝冰芯材和温敏膜材的质量比为：1：0.08-0.16；抗凝冰芯材与硅烷偶联剂的质量比为1：0.02-0.03，环氧树脂与小分子多胺的质量比为1：0.1-0.25，环氧树脂和聚醚的质量比为1：0.3-1.5，环氧树脂和聚醚胺的总质量与异氰酸酯的质量比为1：1。
本发明还提供了一种用于沥青、混凝土路面的具备温度敏感特性的抗冻材料的制备方法，制备方法包括：
(1)将抗凝冰芯材加热至反应温度，加入硅烷偶联剂进行恒温搅拌，搅拌一段时间后自然降温静置一段时间，制得共混物1。
上述的反应温度为70-80℃，搅拌时间为5-15min，静置时间为30-40min。
(2)将步骤(1)所制得共混物1加热至反应温度，加入环氧树脂、聚醚胺和小分子多胺后在反应温度下搅拌。搅拌一段时间后恒温静置，制得共混物2。
上述的反应温度为70-100℃，加热搅拌时间为5-10min，静置时间为10-20min。
(3)将步骤(2)所制得共混物2在反应温度搅拌条件下加入异氰酸酯，搅拌一段时间后恒温静置30分钟后继续搅拌，最后自然降温。制得最终产物一种运用于沥青混凝土路面的具备温度敏感特性的抗冻材料。
上述的反应温度为70-100℃，第一次搅拌时间为20-30min，第二次搅拌时间为10min。
本发明的工作原理：
硅烷偶联剂中硅烷氧基对无机物具有反应性，有机官能基对有机物具有反应性或相容性。因此，当硅烷偶联剂介于无机和有机界面之间，可形成有机基体-硅烷偶联剂-无机基体的结合层。因此，加入硅烷偶联剂可以在抗凝冰芯材中引入环氧基团或/和氨基基团，在环氧树脂和小分子多胺的反应过程中环氧基与氨基会与抗凝冰芯材中的氨基或环氧基团反应提高粘合性能；将聚醚胺加入环氧树脂反应体系中，一方面聚醚胺与环氧树脂发生反应，起到稳定膜材结构和提高两层间的结合性能的作用，另一方面，聚醚胺具备较低的最低共溶温度(LCST)，能够赋予膜材温敏的性能，而且其在与异氰酸酯反应后能够形成更加致密的包覆膜层。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的具备温度敏感特性的抗冻材料加入道路沥青或混凝土的混合料中，具有明显的温敏释放特性，使抗凝冰芯材起到很好的低温释放快、高温释放慢的作用，且制备工艺简单、材料成本低廉，所用原材料都是成熟的工业产品，方便大规模的生产和使用，具有很强的应用价值。
附图说明
图1为实施例1产物的电子显微镜照片；
图2为对比实施例2产物的电子显微镜照片；
图3为对比实施例3产物的电子显微镜照片；
图4为对比实施例4产物的电子显微镜照片。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述，但不限于此。
实施例1
(1)称取100g氯化钙粉末，加热至80℃、加入3g硅烷偶联剂KH-560进行恒温搅拌，搅拌5min后自然降温静置30min，制得共混物1。
(2)将步骤(1)所制得共混物1加热至100℃，加入2g双酚A型环氧树脂NPEL128、3g聚醚胺T5000和0.5g二亚乙基三胺后在反应温度下搅拌5min。搅拌一段时间后恒温静置10min，制得共混物2。
(3)将步骤(3)所制得共混物2在100℃搅拌条件下加入二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)5g，搅拌20min后恒温静置30min后继续搅拌10min，最后自然降温。制得最终产物一种运用于沥青混凝土路面的具备温度敏感特性的抗冻材料。
实施例2
(1)称取80g氯化镁、20g醋酸钾将两者混合均匀，加热至70℃、加入2g硅烷偶联剂KH-560进行恒温搅拌，搅拌5min后自然降温静置30min，制得共混物1。
(2)将步骤(1)所制得共混物1加热至70℃，加入3g双酚F型环氧树脂NPEF-170、0.9g聚醚胺T5000和0.3g二乙烯三胺后在反应温度下搅拌5min。搅拌一段时间后恒温静置10min，制得共混物2。
(3)将步骤(3)所制得共混物2在70℃搅拌条件下加入甲苯二异氰酸酯(TDI)3.9g，搅拌20min后恒温静置30min后继续搅拌10min，最后自然降温。制得最终产物一种运用于沥青混凝土路面的具备温度敏感特性的抗冻材料。
实施例3
(1)称取90g氯化钙、10g醋酸钙将两者混合均匀，加热至80℃、加入3g硅烷偶联剂KH-560进行恒温搅拌，搅拌10min后自然降温静置30min，制得共混物1。
(2)将步骤(1)所制得共混物1加热至80℃，加入2g双酚F型环氧树脂NPEF-170和2g双酚A型环氧树脂NPEL128、2g聚醚胺T5000和1g三乙烯四胺后在反应温度下搅拌20min。搅拌一段时间后恒温静置，制得共混物2。
(3)将步骤(2)所制得共混物2在80℃搅拌条件下加入二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)6g，搅拌30min后恒温静置30min后继续搅拌10min，最后自然降温。制得最终产物一种运用于沥青混凝土路面的具备温度敏感特性的抗冻材料。
实施例4
(1)称取30g氯化钙、30g氯化钠、10g氯化镁、10g醋酸镁、10g醋酸钾和10g醋酸钙，混合均匀，加热至70℃、加入3g硅烷偶联剂KH-550进行恒温搅拌，搅拌10min后自然降温静置30min，制得共混物1。
(2)将步骤(1)所制得共混物1加热至100℃，加入2g双酚F/A共聚型环氧树脂NPEF-175和2g双酚A型环氧树脂NPEL128、2g聚醚胺T5000和1g三乙烯四胺后在反应温度下搅拌20min。搅拌一段时间后恒温静置，制得共混物2。
(3)将步骤(2)所制得共混物2在80℃搅拌条件下加入二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)6g，搅拌30min后恒温静置30min后继续搅拌10min，最后自然降温。制得最终产物一种运用于沥青混凝土路面的具备温度敏感特性的抗冻材料。
实施例5
(1)称取80g醋酸镁、20g氯化钠将两者混合均匀，加热至70℃、加入2.5g硅烷偶联剂KH-560进行恒温搅拌，搅拌5min后自然降温静置30min，制得共混物1。
(2)将步骤(1)所制得共混物1加热至80℃，加入3g双酚F/A共聚型环氧树脂NPEF-176、0.9g聚醚胺D2000和0.3g二乙烯三胺后在反应温度下搅拌5min。搅拌一段时间后恒温静置10min，制得共混物2。
(3)将步骤(3)所制得共混物2在70℃搅拌条件下加入六亚甲基二异氰酸酯(HDI)3.9g，搅拌20min后恒温静置30min后继续搅拌10min，最后自然降温。制得最终产物一种运用于沥青混凝土路面的具备温度敏感特性的抗冻材料。
实施例6
(1)称取30g氯化钙、30g氯化钠、10g氯化镁、10g醋酸镁和20g醋酸钙，混合均匀，加热至80℃、加入1g硅烷偶联剂KH-550和1g硅烷偶联剂KH-560进行恒温搅拌，搅拌10min后自然降温静置30min，制得共混物1。
(2)将步骤(1)所制得共混物1加热至100℃，加入1g双酚F/A共聚型环氧树脂NPEF-175和2g双酚F型环氧树脂NPEF-170、1g聚醚胺T5000、2g聚醚胺D2000和1g三乙烯四胺后在反应温度下搅拌20min。搅拌一段时间后恒温静置，制得共混物2。
(3)将步骤(2)所制得共混物2在100℃搅拌条件下加入二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)6g，搅拌30min后恒温静置30min后继续搅拌10min，最后自然降温。制得最终产物一种运用于沥青混凝土路面的具备温度敏感特性的抗冻材料。
实施例7
(1)称取30g氯化钙、30g氯化钠和40g氯化镁，混合均匀，加热至80℃、加入2g硅烷偶联剂KH-550和1g硅烷偶联剂KH-560进行恒温搅拌，搅拌10min后自然降温静置30min，制得共混物1。
(2)将步骤(1)所制得共混物1加热至100℃，加入1g双酚F/A共聚型环氧树脂NPEF-175和1g双酚F型环氧树脂NPEF-170、1.5g聚醚胺T5000、1g聚醚胺D2000和1g三乙烯四胺后在反应温度下搅拌20min。搅拌一段时间后恒温静置，制得共混物2。
(3)将步骤(2)所制得共混物2在100℃搅拌条件下加入六亚甲基二异氰酸酯(HDI)4.5g，搅拌30min后恒温静置30min后继续搅拌10min，最后自然降温。制得最终产物一种运用于沥青混凝土路面的具备温度敏感特性的抗冻材料。
实施例8
(1)称取30g氯化钙、20g氯化钠、30g氯化镁和20g醋酸钙，混合均匀，加热至80℃、加入1g硅烷偶联剂KH-550和2g硅烷偶联剂KH-560进行恒温搅拌，搅拌10min后自然降温静置30min，制得共混物1。
(2)将步骤(1)所制得共混物1加热至100℃，加入1g双酚F/A共聚型环氧树脂NPEF-175和2g双酚F型环氧树脂NPEF-170、1.5g聚醚胺T5000、1g聚醚胺D2000和1g三乙烯四胺后在反应温度下搅拌20min。搅拌一段时间后恒温静置，制得共混物2。
(3)将步骤(2)所制得共混物2在100℃搅拌条件下加入二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)5.5g，搅拌30min后恒温静置30min后继续搅拌10min，最后自然降温。制得最终产物一种运用于沥青混凝土路面的具备温度敏感特性的抗冻材料。
实施例9
(1)称取80g氯化镁和20g醋酸钙，混合均匀，加热至70℃、加入2g硅烷偶联剂KH-560进行恒温搅拌，搅拌10min后自然降温静置30min，制得共混物1。
(2)将步骤(1)所制得共混物1加热至80℃，加入2g双酚F型环氧树脂NPEF-170、3g聚醚胺T5000和1g三乙烯四胺后在反应温度下搅拌20min。搅拌一段时间后恒温静置，制得共混物2。
(3)将步骤(2)所制得共混物2在100℃搅拌条件下加入二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)5g，搅拌30min后恒温静置30min后继续搅拌10min，最后自然降温。制得最终产物一种运用于沥青混凝土路面的具备温度敏感特性的抗冻材料。
实施例10
(1)称取100g醋酸钾，加热至80℃、加入2g硅烷偶联剂KH-560进行恒温搅拌，搅拌5min后自然降温静置30min，制得共混物1。
(2)将步骤(1)所制得共混物1加热至100℃，加入2g双酚A型环氧树脂E51、3g聚醚胺T5000和0.5g二亚乙基三胺后在反应温度下搅拌5min。搅拌一段时间后恒温静置10min，制得共混物2。
(3)将步骤(3)所制得共混物2在100℃搅拌条件下加入二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)5g，搅拌20min后恒温静置30min后继续搅拌10min，最后自然降温。制得最终产物一种运用于沥青混凝土路面的具备温度敏感特性的抗冻材料。
实施例11
(1)称取100g醋酸镁，加热至80℃、加入3g硅烷偶联剂KH-560进行恒温搅拌，搅拌5min后自然降温静置30min，制得共混物1。
(2)将步骤(1)所制得共混物1加热至100℃，加入2g双酚A型环氧树脂E44、3g聚醚胺D2000和0.5g二亚乙基三胺后在反应温度下搅拌5min。搅拌一段时间后恒温静置10min，制得共混物2。
(3)将步骤(3)所制得共混物2在100℃搅拌条件下加入二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)5g，搅拌20min后恒温静置30min后继续搅拌10min，最后自然降温。制得最终产物一种运用于沥青混凝土路面的具备温度敏感特性的抗冻材料。
实施例12
(1)称取100g醋酸钙，加热至80℃、加入3g硅烷偶联剂KH-560进行恒温搅拌，搅拌5min后自然降温静置30min，制得共混物1。
(2)将步骤(1)所制得共混物1加热至100℃，加入2g双酚A型环氧树脂NPEL128、3g聚醚胺T5000和0.5g二亚乙基三胺后在反应温度下搅拌5min。搅拌一段时间后恒温静置10min，制得共混物2。
(3)将步骤(3)所制得共混物2在100℃搅拌条件下加入二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)5g，搅拌20min后恒温静置30min后继续搅拌10min，最后自然降温。制得最终产物一种运用于沥青混凝土路面的具备温度敏感特性的抗冻材料。
实施例13
(1)称取80g醋酸镁、20g醋酸钙将两者混合均匀，加热至70℃、加入2g硅烷偶联剂KH-560进行恒温搅拌，搅拌5min后自然降温静置30min，制得共混物1。
(2)将步骤(1)所制得共混物1加热至80℃，加入3g双酚F/A共聚型环氧树脂NPEF-176、0.9g聚醚胺T5000和0.3g二乙烯三胺后在反应温度下搅拌5min。搅拌一段时间后恒温静置10min，制得共混物2。
(3)将步骤(3)所制得共混物2在70℃搅拌条件下加入六亚甲基二异氰酸酯(HDI)3.9g，搅拌20min后恒温静置30min后继续搅拌10min，最后自然降温。制得最终产物一种运用于沥青混凝土路面的具备温度敏感特性的抗冻材料。
实施例14
(1)称取80g氯化钙、20g醋酸钙将两者混合均匀，加热至70℃、加入2g硅烷偶联剂KH-560进行恒温搅拌，搅拌5min后自然降温静置30min，制得共混物1。
(2)将步骤(1)所制得共混物1加热至80℃，加入3g双酚F/A共聚型环氧树脂NPEF-176、0.9g聚醚胺T5000和0.3g二乙烯三胺后在反应温度下搅拌5min。搅拌一段时间后恒温静置10min，制得共混物2。
(3)将步骤(3)所制得共混物2在70℃搅拌条件下加入二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)3.9g，搅拌20min后恒温静置30min后继续搅拌10min，最后自然降温。制得最终产物一种运用于沥青混凝土路面的具备温度敏感特性的抗冻材料。
对照例1
(1)称取100g氯化钙粉末，加热至80℃、加入3g硅烷偶联剂KH-560进行恒温搅拌，搅拌5min后自然降温静置30min，制得共混物1。
(2)将步骤(1)所制得共混物1加热至100℃，加入2g双酚A型环氧树脂NPEL128、3g聚醚胺T5000和0.5g二亚乙基三胺后在反应温度下搅拌5min。搅拌一段时间后恒温静置10min，制得对比产物1。对比产物表面湿润，未固化，静置48h后发生严重的团聚板结现象，无法进行表征。
对照例2
(1)称取100g氯化钙粉末，加热至80℃、加入3g硅烷偶联剂KH-560进行恒温搅拌，搅拌5min后自然降温静置30min，制得共混物1。
(2)将步骤(1)所制得共混物1加热至100℃，加入2.25g双酚A型环氧树脂NPEL128、3g聚醚胺T5000在反应温度下搅拌5min。搅拌一段时间后恒温静置10min，制得共混物2。
(3)将步骤(3)所制得共混物2在100℃搅拌条件下加入二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)5.25g，搅拌20min后恒温静置30min后继续搅拌10min，最后自然降温。制得最终产物一种运用于沥青混凝土路面的具备温度敏感特性的抗冻材料。
对照例3
(1)称取100g氯化钙粉末，加热至80℃、加入3g硅烷偶联剂KH-560进行恒温搅拌，搅拌5min后自然降温静置30min，制得共混物1。
(2)将步骤(1)所制得共混物1加热至100℃，加入5g双酚A型环氧树脂NPEL128、0.5g二亚乙基三胺在反应温度下搅拌5min。搅拌一段时间后恒温静置10min，制得共混物2。
(3)将步骤(3)所制得共混物2在100℃搅拌条件下加入二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)5g，搅拌20min后恒温静置30min后继续搅拌10min，最后自然降温。制得最终产物一种运用于沥青混凝土路面的具备温度敏感特性的抗冻材料。
对照例4
(1)称取100g氯化钙粉末，加热至80℃、加入3g硅烷偶联剂KH-560进行恒温搅拌，搅拌5min后自然降温静置30min，制得共混物1。
(2)将步骤(1)所制得共混物1加热至100℃，加入5g聚醚胺T5000和0.5g二亚乙基三胺在反应温度下搅拌5min。搅拌一段时间后恒温静置10min，制得共混物2。
(3)将步骤(3)所制得共混物2在100℃搅拌条件下加入二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)5g，搅拌20min后恒温静置30min后继续搅拌10min，最后自然降温。制得最终产物一种运用于沥青混凝土路面的具备温度敏感特性的抗冻材料。
实验1本发明具备温度敏感特性的抗冻材料的融冰化雪性能实验。
取实施例1-14中制备的具备温敏特性的抗冻材料按质量百分比5％掺入到沥青混拌料中制备马歇尔试件1。将没有掺入抗冻材料的混拌料制备成马歇尔空白试件2，在其表面洒水观察结冰情况，结果见表1。
表1
Figure BDA0002705497890000131
将抗冻马歇尔试件和空白马歇尔试件分别表面洒水置于-1℃的低温恒温箱内冷冻8h，结果显示抗冻材料马歇尔试件未结冰，空白马歇尔试件表面已经结冰。
分别将恒温箱内温度调整为-1℃、-5℃、-10℃、-15℃、-20℃，结果显示抗冻马歇尔试件在-1℃和-5℃均未结冰，在-10℃部分试件结冰，结冰为冰沙，-15℃已经结冰为附着力很小的软冰，-20℃附着力增强但是也要远远小于空白马歇尔试件的结冰硬度和结冰附着力。实验说明本发明制备的具备温度敏感特性的抗冻材料在-10℃-0℃时具备主动防止沥青路面结冰效果，-10℃--20℃也能有效减弱冰层与路面的结合力。
实验2本发明的具备温度敏感特性的抗冻材料在温敏缓释方面的效果
将各实施例和对比实施例中制备的具备温敏特性的抗冻材料和未包膜的抗冻材料(即抗冻材料芯材)，按质量百分比5％掺入到沥青混拌料中制备马歇尔试件。参考JT/T1210.2-2018中华人民共和国交通运输部行业标准中公路沥青混合料用融冰雪材料第2部分：盐化物材料。将恒温释放温度分别调整为-1℃、10℃、30℃进行释放实验。释放结果的检测采用氯离子滴定结合电导率测定，结果见表2：
表2
Figure BDA0002705497890000141
实验结果显示，本发明的抗冻材料具有明显的控释性能，且在-10℃-0℃的释放速率要略高于或者接近30℃的释放速率，除了有效起到融冰化雪的作用，还能大大减少在非工作环境下的盐分损失，能起到长期有效的作用。
同时对比实施例看到，在相应组分缺失的情况下均会对释放起到消极的作用，异氰酸酯的缺失直接导致不能很好成型，小分子多胺的缺失使得缓释性能降低，未添加聚醚胺使得抗冻材料的高温释放明显加快，环氧树脂未添加则整体释放速度明显加快。
实验3本发明的具备温度敏感特性的抗冻材料的耐高温效果
取各实施例和对比实施例中制备的具备温敏特性的抗冻材料将其置于马弗炉中控温180℃焙烧30min，取出后将焙烧过的抗冻材料和未焙烧的分别制备马歇尔试件。分别在-1℃和30℃条件下测定其30分钟的释放情况。
Figure BDA0002705497890000151
实验结果显示经过焙烧后的抗冻材料其温敏型能未遭受明显的破坏，其低温条件下仍然能够保持较好的释放特性。
对比例中我们可以看到小分子多胺和环氧树脂的缺失对焙烧后的样品释放影响较大，而聚醚胺的缺失对焙烧后的影响不大，因此小分子多胺和环氧树脂的加入对高温稳定性起到重要作用。
实验4电镜检测
分别就实施例1，对照例2-4的最终产物进行了电子显微镜表征，表征结果见附图。
对比实施例1以及对照例2-4，从表征结果看，实施例1的分散还有膜材的包覆均较好，也未发生吸潮现象。对比产物2未添加小分子多胺，样品出现轻微的吸潮现象；对比产物3未添加聚醚胺，样品疏水效果好，包覆均匀未发现吸潮现象；对比产物4未添加环氧树脂，样品的吸潮现象非常严重，基本认为膜材并未起到包覆效果。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于沥青、混凝土路面的具有温敏性的抗冻材料，其特征在于，所述抗冻材料以抗凝冰芯材和温敏膜材制得；所述抗凝冰芯材为氯化钙、氯化钠、氯化镁、醋酸钙、醋酸镁或者醋酸钾中的一种或几种，所述温敏膜材由硅烷偶联剂、环氧树脂、小分子多胺、聚醚胺和异氰酸酯为原料反应制得。
2.如权利要求1所述的用于沥青、混凝土路面的具有温敏性的抗冻材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种的混合物。
3.如权利要求1所述的用于沥青、混凝土路面的具有温敏性的抗冻材料，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚F/A共聚型环氧树脂中的一种或两种的混合物。
4.如权利要求1所述的用于沥青、混凝土路面的具有温敏性的抗冻材料，其特征在于，所述小分子多胺为二乙烯三胺或三乙烯四胺。
5.如权利要求1所述的用于沥青、混凝土路面的具有温敏性的抗冻材料，其特征在于，所述聚醚胺为聚醚胺T5000、聚醚胺D2000中的一种或两种的混合物。
6.如权利要求1所述的用于沥青、混凝土路面的具有温敏性的抗冻材料，其特征在于，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)中的一种。
7.如权利要求1所述的用于沥青、混凝土路面的具有温敏性的抗冻材料，其特征在于，所述抗凝冰芯材48微米≤粒度≤4毫米。
8.如权利要求1所述的用于沥青、混凝土路面的具有温敏性的抗冻材料，其特征在于，所述抗凝冰芯材和温敏膜材的质量比为：1：0.08-0.16，抗凝冰芯材与硅烷偶联剂的质量比为1：0.02-0.03，环氧树脂与小分子多胺的质量比为1：0.1-0.25，环氧树脂和聚醚胺的质量比为1：0.3-1.5，环氧树脂和聚醚胺的总质量与异氰酸酯的质量比为1：1。
9.一种如权利要求1所述的用于沥青、混凝土路面的具有温敏性的抗冻材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法步骤如下：
(1)将抗凝冰芯材加热至反应温度，加入硅烷偶联剂进行恒温搅拌后自然降温静置，制得共混物1；
(2)将步骤(1)所得共混物1加热至反应温度，加入环氧树脂、聚醚胺和小分子多胺后在反应温度下搅拌后恒温静置，制得共混物2；
(3)将步骤(2)所得共混物2在反应温度搅拌条件下加入异氰酸酯，搅拌后恒温静置30分钟后继续搅拌，最后自然降温，制得用于沥青混凝土路面的具有温敏性的抗冻材料。
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的反应温度为70-80℃，搅拌时间为5-15min，静置时间为30-40min；步骤(2)所述的反应温度为70-100℃，搅拌时间为5-10min，静置时间为10-20min；步骤(3)所述的反应温度为70-100℃，第一次搅拌时间为20-30min，第二次搅拌时间为10min。
CN202011037374.2A 2020-09-28 2020-09-28 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 Active CN112250813B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011037374.2A CN112250813B (zh) 2020-09-28 2020-09-28 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

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011037374.2A CN112250813B (zh) 2020-09-28 2020-09-28 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

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112250813A true CN112250813A (zh) 2021-01-22
CN112250813B CN112250813B (zh) 2022-08-16

Family

ID=74233824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011037374.2A Active CN112250813B (zh) 2020-09-28 2020-09-28 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

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112250813B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115724609A (zh) * 2021-09-02 2023-03-03 中盐金坛盐化有限责任公司 具备快速温度响应的无规共聚物改性粉末型抗冻材料及其制备方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4877829A (en) * 1988-05-19 1989-10-31 W. R. Grace & Co.-Conn. Liquid coatings for bridge deckings and the like
WO2004054362A1 (en) * 2002-12-13 2004-07-01 Monsanto Technology Llc Microcapsules with amine adjusted release rates
US20050277549A1 (en) * 2004-06-14 2005-12-15 Monsanto Technology Llc Microcapsules having activated release of core material therein
CN104629580A (zh) * 2015-01-28 2015-05-20 西安中交万里新材料有限公司 长效环保型路面自融冰雪涂层及其制备方法和使用方法
CN104877307A (zh) * 2015-04-28 2015-09-02 长安大学 一种用于沥青路面超薄磨耗层的盐化物颗粒及其制备方法
CN105482676A (zh) * 2015-12-24 2016-04-13 太原市路邦科技有限公司 一种公路用蓄盐环氧/聚氨酯复合涂覆材料及其制备方法
CN106893164A (zh) * 2017-02-04 2017-06-27 山西省交通科学研究院 一种高效融雪化冰路面磨耗层材料及其制备方法
CN109486225A (zh) * 2018-11-28 2019-03-19 常州履信新材料科技有限公司 用于沥青路面的粉末型抗冻材料、缓释防潮膜材料及其制备方法
CN110195395A (zh) * 2019-06-12 2019-09-03 重庆诚邦路面材料有限公司 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
WO2019208890A1 (ko) * 2018-04-25 2019-10-31 도경건설 주식회사 도로 포장용 결빙방지 표면처리 조성물 및 이를 이용한 도로 포장 결빙방지 표면 처리 방법

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4877829A (en) * 1988-05-19 1989-10-31 W. R. Grace & Co.-Conn. Liquid coatings for bridge deckings and the like
WO2004054362A1 (en) * 2002-12-13 2004-07-01 Monsanto Technology Llc Microcapsules with amine adjusted release rates
US20050277549A1 (en) * 2004-06-14 2005-12-15 Monsanto Technology Llc Microcapsules having activated release of core material therein
CN104629580A (zh) * 2015-01-28 2015-05-20 西安中交万里新材料有限公司 长效环保型路面自融冰雪涂层及其制备方法和使用方法
CN104877307A (zh) * 2015-04-28 2015-09-02 长安大学 一种用于沥青路面超薄磨耗层的盐化物颗粒及其制备方法
CN105482676A (zh) * 2015-12-24 2016-04-13 太原市路邦科技有限公司 一种公路用蓄盐环氧/聚氨酯复合涂覆材料及其制备方法
CN106893164A (zh) * 2017-02-04 2017-06-27 山西省交通科学研究院 一种高效融雪化冰路面磨耗层材料及其制备方法
WO2019208890A1 (ko) * 2018-04-25 2019-10-31 도경건설 주식회사 도로 포장용 결빙방지 표면처리 조성물 및 이를 이용한 도로 포장 결빙방지 표면 처리 방법
CN109486225A (zh) * 2018-11-28 2019-03-19 常州履信新材料科技有限公司 用于沥青路面的粉末型抗冻材料、缓释防潮膜材料及其制备方法
CN110195395A (zh) * 2019-06-12 2019-09-03 重庆诚邦路面材料有限公司 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

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
卫晓利等: ""含磺酸根和羧酸根的高固含率聚氨酯分散体稳定性的研究"", 《石油化工》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115724609A (zh) * 2021-09-02 2023-03-03 中盐金坛盐化有限责任公司 具备快速温度响应的无规共聚物改性粉末型抗冻材料及其制备方法
CN115724609B (zh) * 2021-09-02 2024-01-30 中盐金坛盐化有限责任公司 具备快速温度响应的无规共聚物改性粉末型抗冻材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112250813B (zh) 2022-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102092978B (zh) 一种环保型自融雪沥青路面外加剂及其制备方法
US9682889B2 (en) Temperature-sensitive antifreezing material for asphalt pavement and method for preparing same
CN108753132B (zh) 一种路用超疏水抑冰涂层的制备方法
CN107298906B (zh) 一种高耐候的防结冰防护涂层及其制备方法
CN114507032A (zh) 一种抗凝冰剂及其制备方法和应用
CN104926222A (zh) 抗盐冻碎石骨料混凝土路缘石的配方及路缘石的制备方法
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
CN113150690A (zh) 一种缓释型抗凝冰雾封层材料及其制备方法
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
CN112645637A (zh) 一种自调速型低冰点材料及其制备方法
CN106087638A (zh) 一种超疏水抗凝冰复合沥青面层结构及其制备方法
CN109627974B (zh) 一种超疏水沥青路面抗凝冰涂层及其制备方法
CN111675506A (zh) 一种抗凝冰剂及其制备方法
CN113105866B (zh) 一种基于附着载体的低氯盐及无氯盐环保融冰材料及其制备方法
CN102173645A (zh) 一种抑制道路铺面层冰雪冻结的盐化物颗粒及制备方法
CN113604118A (zh) 一种耐久型抗凝冰涂层及其制备方法
CN112266769B (zh) 用于水泥混凝土路面的可降解抗冻材料及其制备方法
CN110983909A (zh) 一种针对路表薄冰的缓释融盐材料、抑冰雾封层材料及应用
CN115260991A (zh) 一种包覆型融雪剂及其制备方法与应用
CN114752354A (zh) 一种负热膨胀融雪抑冰材料及其制备方法和应用
CN110655798A (zh) 一种沥青路面疏水材料及制备方法
CN114656775A (zh) 一种路面用低冰点抗凝冰材料及其制备方法
CN110437636B (zh) 一种赤泥基沥青粉及其制备方法和应用
CN115724609B (zh) 具备快速温度响应的无规共聚物改性粉末型抗冻材料及其制备方法
CN112266697A (zh) 一种自适应防结冰铺装路面

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