CN118422536A

CN118422536A - 一种预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料及其制备方法

Info

Publication number: CN118422536A
Application number: CN202410886926.9A
Authority: CN
Inventors: 兰富安; 蔡汶呈; 尹强; 李征; 米轶轩; 王学光; 邹海云; 张国强; 薛千里; 雷刚; 陈曦; 郑智辉
Original assignee: Sichuan Lexi Expressway Co ltd; BEIJING XINQIAO TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO LTD
Current assignee: Sichuan Lexi Expressway Co ltd; BEIJING XINQIAO TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO LTD
Priority date: 2024-07-03
Filing date: 2024-07-03
Publication date: 2024-08-02
Anticipated expiration: 2044-07-03
Also published as: CN118422536B

Abstract

本申请公开了一种预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料及其制备方法，预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料，自上而下包括封层、功能层、压敏粘合层和隔离层；其中，所述封层包括聚氨酯；所述功能层包括低冰点盐化物；所述压敏粘合层包括压敏橡胶。本申请所提供的预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料由外到内依次设置封层、功能层、压敏粘合层以及隔离层，具备优异的融雪除冰、抗滑性、耐水和耐碱性，具有警示效果，且施工方便、养护便利，解决了传统道路融冰雪方法有效使用期短、融雪效果差等缺点。施工后可实现快速通流，适用于受冰雪天气影响的路段，使用范围广、经济效益高。

Description

一种预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料及其制备方法

技术领域

本申请属于道路建材领域技术领域，尤其涉及一种预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料及其制备方法。

背景技术

目前，为了保证行车安全，传统的路面除冰雪方法主要使用除冰化学剂或与人工机械去除相结合的方法。通过在已经发生积雪的道路上撒布化学融雪剂并结合大型除冰雪机器，将路面的积雪清除。这类方法需降雪后，路面已经产生积雪后再进行施工，又称为“被动式”除雪法。这类除冰雪方法需要耗费大量人力、物力，但除雪效率不高。而且，除冰雪过程中不仅需要封闭交通，还会破坏路面的结构层，造成道路拥堵和破坏路面环境的后果。

对此，近年来新型融雪方式得到了快速发展。蓄盐融雪沥青路面是在沥青混凝土拌合生产过程中利用低冰点盐化物替换原有配比中的部分矿粉制备得到，使得低冰点盐化物储存于沥青路面中，在路面积雪、结冰时，低冰点盐化物由路面中析出，降低路面溶液冰点从而达到道路主动融雪效果。蓄盐融雪沥青路面技术作为新型融雪方式中的一种，表现出优异的融雪效果，克服了“被动式”融雪方式融雪资源浪费、效率低等缺点。

但是，蓄盐融雪沥青路面技术需要在沥青混凝土生产时替代一部分原有配比材料，工程施工费用高且对沥青混凝土服役性能有所影响。由于低冰点盐化物是一次性添加，在服役过程中无法补充添加，融雪效果作用时间十分有限；并且低冰点盐化物会在降雨天气析出而影响融雪效果，且整体经济效益较低，存在路用性能和经济效益难以平衡的问题。

因此，本领域亟需研发一种能够有效平衡路用性能和经济效益的蓄盐融雪沥青路面材料及其制备方法。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是克服现有技术中传统的“被动式”除雪法费时费力且效率低下，蓄盐融雪沥青路面技术发展不成熟融雪效果作用时间短、融雪功能受不良天气影响，路用性能差且经济效益低等缺陷，而提供一种预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料及其制备方法。本申请所提供的预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料融雪效果好、施工便捷、经济性高且具备警示效果，在不影响正常路用性能的前提下，提高冰雪季道路融雪效率，从而提升道路冬季运行安全保障能力。

本申请采用以下技术方案解决上述技术问题：

本申请提供一种预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料，自上而下包括封层、功能层、压敏粘合层和隔离层；

其中，所述封层包括聚氨酯和助剂；所述功能层包括低冰点盐化物；所述压敏粘合层包括压敏橡胶。

一些实施例中，所述助剂包括胶联剂、促进剂、增韧剂、增粘剂、防霉剂、填充剂和稀释剂中的至少一种。

所述助剂为本领域常规助剂，可从市面常规渠道购得。

当所述助剂包括胶联剂、所述促进剂、所述增韧剂、所述增粘剂、所述防霉剂、填充剂和所述稀释剂时，所述胶联剂、所述促进剂、所述增韧剂、所述增粘剂、所述防霉剂、填充剂和所述稀释剂的质量比为1：（3~4）：（2~2.5）：（0.5~0.9）：（1~1.5）：（4~4.5）：（0.5~1）；较佳地为1：（3~3.3）：（2~2.2）：（0.5~0.7）：（1~1.3）：（3.8~4.3）：（0.5~1），更佳地为1：3：2：0.5：1：4：0.5。

一些实施例中，所述功能层还包括功能剂。

所述功能剂包括色粉、玻璃纤维和橡胶中的至少一种。

其中，所述色粉包括氧化铁粉。

所述玻璃纤维包括玻璃珠，所述玻璃珠为玻璃砂高温熔融后形成的一种玻璃圆珠。

当所述玻璃纤维为玻璃珠时，所述玻璃珠的粒径为100~850μm，折射率1.5以上，成圆率大于70%。

所述橡胶包括天然橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶或顺丁橡胶中的至少一种。

当所述功能剂包括色粉、玻璃纤维和橡胶时，所述低冰点盐化物与所述色粉、所述玻璃纤维和所述橡胶的质量比为3：（1~1.5）：（2~2.8）：（1~1.5），较佳地为3：（1~1.2）：（2~2.3）：（1~1.2），更佳地为3：1：2：1。

其中，当所述橡胶的制备过程按照本领域常规的制备方法，一般可包括塑炼、混炼、压延或挤出、成型和硫化等基本工序，每个工序针对制品有不同的要求，分别配合以若干辅助操作。为了能将各种所需的配合剂加入橡胶中，生胶首先需经过塑炼提高其塑性；然后通过混炼将炭黑及各种橡胶助剂与橡胶均匀混合成胶料；胶料经过压出制成一定形状坯料；再使其与经过压延挂胶或涂胶的纺织材料（或与金属材料）组合在一起成型为半成品；最后经过硫化又将具有塑性的半成品制成高弹性的所述橡胶。

一些实施例中，所述压敏粘合层还包括压敏胶。

一些实施例中，所述隔离层包括隔离纸。

所述隔离纸包括离型纸，所述离型纸一般为工业离型纸。

一些实施例中，所述聚氨酯为含有二异氰酸酯基（-NOC)的氨基甲酸酯预聚物。

其中，所述含有二异氰酸酯基（-NOC)的氨基甲酸酯预聚物的聚氨酯的制备方法为将树脂和异氰酸酯经聚合反应制得。

所述聚合反应的温度为75~82℃。

所述树脂包括聚醚树脂。所述异氰酸酯为二异氰酸酯。

一些实施例中，所述低冰点盐化物包括金属盐系物和/或磷酸盐。

所述金属盐系物包括硝酸钙、水醋酸钙、氧化镁、氧化钙、氧化钠、硝酸钾和醋酸钾中的至少一种。

所述磷酸盐包括磷酸氢二铵。

当所述金属盐系物包括所述硝酸钙、所述水醋酸钙、所述氧化镁、所述氧化钙、所述氧化钠、所述硝酸钾和所述磷酸氢二铵时，所述硝酸钙、所述水醋酸钙、所述氧化镁、所述氧化钙、所述氧化钠、所述硝酸钾和所述磷酸氢二铵的质量比为1：（2.8~3.3）：（1.8~2.5）：（0.4~0.7）：（0.9~1.5）：（3.5~4.5）：（0.4~0.8）；较佳地为1：（3~3.3）：（1.9~2.2）：（0.4~0.6）：（1~1.3）：（3.8~4.2）：（0.5~0.6）；更佳地为1：3：2：0.5：1：4：0.5。

一些实施例中，所述压敏粘合层还包括压敏胶。

其中，所述压敏胶包括聚氨酯压敏胶和/或酚醛-丁烯腈压敏胶。

一些实施例中，所述预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料中，所述封层、所述功能层、所述压敏粘合层和所述隔离层的份数比为2：（8.5~10.5）：（3.5~4.5）：（2.6~3.6）；较佳地为2：（9~9.5）：（3.8~4.2）：（2.8~3.5）；更佳地为2：9：4：3。

本发明还提供一种如上述预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）将所述低冰点盐化物与所述功能剂进行混合，得到混合料A，熔融，制得功能层；

（2）将所述助剂进行混合得到组分B，然后将所述聚氨酯和所述组分B混合均匀，得到封层备用；

（3）将所述封层涂刷在功能层中，固化得到复合层C；

（4）将复合层C的反面涂覆所述压敏粘合层，并在压敏粘合层的上层黏贴隔离层，即可。

一些实施例中，步骤（1）中，所述混合的转速为50~70rpm。

步骤（1）中，所述熔融的温度为120~140℃。

所述熔融为本领域常规，一般为在涂布机中进行；根据所述C料的情况，调整所述涂布机的中常规操作中的情况，例如模头处的表现调整温度、模唇紧固螺栓的松紧、加料压条的松紧，使所述功能层满足使用要求。

一些实施例中，步骤（2）中，所述聚氨酯和所述组分B的体积比为1：（2~10）。

一些实施例中，步骤（3）中，所述涂刷的温度为120~140℃。所述涂刷的转速为20~40rpm。

所述涂刷为本领域常规，一般为在涂布机中进行。所述涂刷在于将所述C料均匀涂刷在所述功能层上。

步骤（3）中，所述固化的温度为100~110℃。

步骤（3）中，所述固化的时间为2~2.5h。

本发明还提供一种预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料，其由如上述预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料的制备方法制备而成。

本发明还提供一种预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料在道路融雪建材中的应用。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本申请各较佳实例。

本申请所用试剂和原料均市售可得。

本申请的积极进步效果在于：本申请所提供的预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料由外到内依次设置封层、功能层、压敏粘合层以及隔离层，具备优异的融雪除冰、抗滑性、耐水和耐碱性，且初始逆反射亮度系数高警示效果，且施工方便、养护便利，解决了传统道路融冰雪方法有效使用期短、融雪效果差等缺点；而且，本申请所提供的预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料的制备方法简便，所制备的预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料现场施工便捷快速，施工后可实现快速通流，适用于受冰雪天气影响的路段，使用范围广、经济效益高。

附图说明

本申请可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本申请的优选实施例和解释本申请的原理和优点。

图1为实施例1预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料剖面图；其中图1中的101为封层，102为功能层，103为压敏粘合层，104为隔离层。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本申请，但并不因此将本申请限制在所述的实施例范围之中。

下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中的原料均为市售可得。

实施例1

选用封层2份，功能层9份，压敏层4份，离型纸3份。

封层厚度为0.5-0.7mm；功能层厚度为1.5-2.5mm；压敏层厚度为0.1mm；离型纸厚度为＜0.1mm。

（1）封层制备:

1）将分子量为15000的聚醚树脂和二异氰酸酯按照质量比3：1的比例，经过在温度为80℃下进行聚合反应制成的含有二异氰酸酯基（-NOC)的氨基甲酸酯预聚物的聚氨酯，备用。

2）将胶联剂、促进剂、增韧剂、增粘剂、防霉剂、填充剂和稀释剂按照质量比1：2：1：3：1：4：0.5的比例得到B组份，然后将含有二异氰酸酯基（-NOC)的氨基甲酸酯预聚物的聚氨酯与B组分按照体积比10：5混合均匀，即可。

（2）功能层制备：

所述玻璃珠的粒径为500μm，折射率为1.8以上，成圆率为80%。

所述橡胶由天然橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶按照质量比1：2：1的比例经塑炼、混炼、压延或挤出、成型和硫化制得；

1）将所述硝酸钙、所述水醋酸钙、所述氧化镁、所述氧化钙、所述氧化钠、所述硝酸钾和所述磷酸氢二铵的质量比为1：3：2：0.5：1：4：0.5放入混料机中进行混合制得低冰点盐化物。

2）然后将所述低冰点盐化物与氧化铁粉、玻璃珠和橡胶按照质量比为3：1：2：1放入混料机中混合得到物料A，将机筒、法兰和模头升温到130℃，向加料槽中加入A料，进入机筒后的A料经预热区预热再混合，分别经历初熔区、熔融区、恒温区，最后通过法兰进入模头，在螺旋杆的旋转产生的高压物流下将前部熔融的原材料挤出，在空气中冷却成型，挤出至涂布机，即可。

（3）复合层C制备：

将所述封层于涂布机中涂刷在功能层上，其中，所述涂刷温度130℃，所述涂刷转速20-40rpm条件下进行，均匀涂刷完成覆盖后，使其在100℃下固化2小时，即可。

（4）压敏粘合层和隔离层的贴合：

将复合层C份反面涂覆聚氨酯压敏胶，并在压敏胶的上层黏贴隔离型纸，最后切割分片，即可制得预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料。

由图1可知，图1为实施例1预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料剖面图，其中，由图1可清晰的看出，101为封层，102为功能层，103为压敏粘合层，104为隔离层。

实施例2

与实施例1相比区别在于：步骤（1）封层制备中含有二异氰酸酯基（-NOC)的氨基甲酸酯预聚物的聚氨酯与B组分按照体积比10：1；所述步骤（2）功能层制备：低冰点盐化物与氧化铁粉、玻璃珠和橡胶按照质量比为2：1：2：1，其他条件均与实施例1相同。

实施例3

与实施例1相比区别在于：步骤（1）封层制备中含有二异氰酸酯基（-NOC)的氨基甲酸酯预聚物的聚氨酯与B组分按照体积比10：1；步骤（2）功能层制备：低冰点盐化物与氧化铁粉、玻璃珠和橡胶按照质量比为1：2：4：2，其他条件均与实施例1相同。

对比例1

与实施例1相比区别在于：步骤（1）封层制备中含有二异氰酸酯基（-NOC)的氨基甲酸酯预聚物的聚氨酯与B组分按照体积比2：1；步骤（2）功能层制备：制备中不加入低冰点盐化物，其他条件均与实施例1相同。

对比例2

与实施例1相比区别在于：步骤（1）封层制备中含有二异氰酸酯基（-NOC)的氨基甲酸酯预聚物的聚氨酯与B组分按照体积比2：1；步骤（2）功能层制备中不加入低冰点盐化物，氧化铁粉、玻璃珠和橡胶按照质量比为1：2：1；其他条件均与实施例1相同。

对比例3

与实施例1相比区别在于：所述硝酸钙、所述水醋酸钙、所述氧化镁、所述氧化钙、所述氧化钠、所述硝酸钾和所述磷酸氢二铵的质量比为1：2.3：1.6：0.5：1：3：0.6，其他条件均与实施例1相同。

效果实施例1

将上述实施例和对比例制备的产品进行性能测试，测试结果见表1。

表1

从表1的各项测试结果可以看出，依据本申请实施例1~3制得的预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料与对比例1~2相比，初始逆反射亮度系数增大5%~23.6%，警示效果提高；抗滑能力提高18.9%~48%；粘结力提升51.9%~75%；且实施例1~3耐水性提高，而对比例2出现轻微的褪色起皮情况；同时实施例1~3与对比例1~2相比具有更优异的融冰效果。而对比例3与本申请实施例1相比，制备的产品的初始逆反射亮度系数、抗滑性和粘结力的综合性能下降，产品的警示效果较低且褪色起皮现象严重，基本无法使用，同时融冰率急剧下降，推测因对比例3金属盐系物比例与本申请实施例不同，而导致产品的各方面性能并不理想。

最后，还需要说明的是，在本申请中术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管上面已经通过本申请的具体实施例的描述对本申请进行了披露，但是，应该理解，本领域技术人员可在所附方案的精神和范围内设计对本申请的各种修改、改进或者等同物。这些修改、改进或者等同物也应当被认为包括在本申请所要求保护的范围内。

Claims

1.一种预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料，其特征在于，自上而下包括封层、功能层、压敏粘合层和隔离层；

2.如权利要求1所述的预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料，其特征在于，所述的预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料满足下列条件中的至少一种：

所述功能层还包括功能剂；

所述压敏粘合层还包括压敏胶；

所述隔离层包括隔离纸；

所述聚氨酯为含有二异氰酸酯基（-NOC)的氨基甲酸酯预聚物；

所述低冰点盐化物包括金属盐系物和/或磷酸盐；

所述压敏橡胶为聚氨酯压敏胶和/或酚醛-丁烯腈压敏胶。

3.如权利要求2所述的预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料，其特征在于，所述的预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料满足下列条件中的至少一种：

所述助剂包括胶联剂、促进剂、增韧剂、增粘剂、防霉剂、填充剂和稀释剂中的至少一种；

所述功能剂包括色粉、玻璃纤维和橡胶中的至少一种；

所述压敏胶包括聚氨酯压敏胶和/或酚醛-丁烯腈压敏胶；

所述隔离纸包括离型纸；

所述含有二异氰酸酯基（-NOC)的氨基甲酸酯预聚物的聚氨酯的制备方法为将树脂和异氰酸酯经聚合反应制得；

所述金属盐系物包括硝酸钙、水醋酸钙、氧化镁、氧化钙、氧化钠、硝酸钾和醋酸钾中的至少一种；

所述磷酸盐包括磷酸氢二铵。

4.如权利要求3所述的预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料，其特征在于，所述的预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料满足下列条件中的至少一种：

当所述助剂包括胶联剂、所述促进剂、所述增韧剂、所述增粘剂、所述防霉剂、填充剂和所述稀释剂时，所述胶联剂、所述促进剂、所述增韧剂、所述增粘剂、所述防霉剂、填充剂和所述稀释剂的质量比为1：（3~4）：（2~2.5）：（0.5~0.9）：（1~1.5）：（4~4.5）：（0.5~1）；

所述色粉包括氧化铁粉；

所述玻璃纤维包括玻璃珠，所述玻璃珠为玻璃砂高温熔融后形成的玻璃圆珠；

所述橡胶包括天然橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶或顺丁橡胶中的至少一种；

当所述功能剂包括色粉、玻璃纤维和橡胶时，所述低冰点盐化物与所述色粉、所述玻璃纤维和所述橡胶的质量比为3：（1~1.5）：（2~2.8）：（1~1.5）；

所述聚合反应的温度为75~82℃；

所述树脂包括聚醚树脂；

所述异氰酸酯为二异氰酸酯。

5.如权利要求4所述的预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料，其特征在于，所述金属盐系物包括所述硝酸钙、所述水醋酸钙、所述氧化镁、所述氧化钙、所述氧化钠、所述硝酸钾和所述磷酸氢二铵时，所述硝酸钙、所述水醋酸钙、所述氧化镁、所述氧化钙、所述氧化钠、所述硝酸钾和所述磷酸氢二铵的质量比为1：（2.8~3.3）：（1.8~2.5）：（0.4~0.7）：（0.9~1.5）：（3.5~4.5）：（0.4~0.8）。

6.如权利要求1所述的预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料，其特征在于，所述封层、所述功能层、所述压敏粘合层和所述隔离层的份数比为2：（8.5~10.5）：（3.5~4.5）：（2.6~3.6）。

7.一种如权利要求1~6中任意一项所述的预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（3）将所述封层涂刷在所述功能层中，固化得到复合层C；

（4）将所述复合层C的反面涂覆所述压敏粘合层，并在所述压敏粘合层的上层黏贴隔离层，即可。

8.如权利要求7所述的预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料的制备方法，其特征在于，所述预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料的制备方法满足下列条件中的至少一种：

步骤（1）中，所述混合的转速为50~70rpm；

步骤（1）中，所述熔融的温度为120~140℃；

步骤（2）中，所述聚氨酯和所述组分B的体积比为1：（2~10）；

步骤（3）中，所述涂刷的温度为120~140℃；所述涂刷的转速为20~40rpm；

步骤（3）中，所述固化的温度为100~110℃；

步骤（3）中，所述固化的时间为2~2.5h。

9.一种预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料，由权利要求7或8所述的预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料的制备方法制备而成。

10.一种如权利要求9所述的预成型易养护抗凝冰彩色铺面材料直接作为产品或原料在道路融雪建材中的应用。