一種兼具隔熱降溫和汽車尾氣處理的路用多功能涂層材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于道路工程材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種兼具隔熱降溫和汽車尾氣處理 的路用多功能涂層材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 瀝青混合料作為一種黑色路面材料，對(duì)太陽(yáng)光具有較高的吸收率，從而導(dǎo)致瀝青 路面產(chǎn)生較高的溫度，在車輛荷載作用下會(huì)由于路面高溫情況下承載力下降形成各種病 害，降低道路的使用性能及使用壽命，并且在夜間低溫時(shí)路面的熱量不斷釋放到外界，使外 界溫度久高不下，也是造成城市熱島效應(yīng)的原因之一。
[0003] 在經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的今天，人均汽車擁有量不斷地增大，我國(guó)已經(jīng)連續(xù)三年成為世 界機(jī)動(dòng)車產(chǎn)銷第一大國(guó)，車輛行駛噴出大量的尾氣，大自然的凈化空氣污染物的能力已顯 得微不足道。機(jī)動(dòng)車污染是造成光化學(xué)煙霧、霧霾的重要原因，是我國(guó)空氣污染的重要來(lái) 源，嚴(yán)重危害人們的身體健康影響人們的日常生活，由此可見我國(guó)汽車尾氣污染防治工作 的緊迫性。
[0004] 目前道路界積極地研究采用多種措施（保水性路面、遮熱式路面、高熱阻的集料 等）來(lái)降低瀝青表面的溫度，但基于瀝青材料的吸熱特性及溫度敏感性的本質(zhì)特征，這些 措施并不能從根本上緩解由于高溫帶來(lái)的路面問(wèn)題及有效降低路表的溫度。
[0005] 如今我國(guó)對(duì)加強(qiáng)機(jī)動(dòng)車污染防治工作提出了明確的要求，各有關(guān)部分和地區(qū)均制 定機(jī)動(dòng)車污染排放的工作方案以及相應(yīng)的配套政策，同時(shí)實(shí)施各種方法來(lái)減少尾氣的排放 及處理排放的尾氣，但作為直接供車輛行駛的道路一一最直接與汽車尾氣接觸的結(jié)構(gòu)物在 治理尾氣方面尚未有相應(yīng)的有效對(duì)策，所以一種直接涂覆于路面表面用來(lái)降解尾氣的涂層 材料將應(yīng)時(shí)而生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足及遵循環(huán)境友好型道路的要求，本發(fā)明提供一種既能降低瀝 青路面路表溫度，又能很好的凈化汽車尾氣、降解尾氣有害物質(zhì)減少環(huán)境污染的路面涂層 材料。
[0007] 本發(fā)明還提供了上述兼具隔熱降溫和汽車尾氣處理的路用多功能涂層材料的制 備方法。
[0008] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是該兼具隔熱降溫和汽車尾氣處理 的路用多功能涂層材料，包括以下質(zhì)量份配比的原料：硅丙乳液50~60份，水15~25份， 鐵摻雜氧化鋁負(fù)載的納米二氧化鈦5~9份，中空玻璃微珠5~9份，鈦白粉5~9份，超 細(xì)娃藻土 11~14份，丙二醇5~9份，分散劑0. 6~0. 9份。
[0009] 上述路用多功能涂層材料優(yōu)選以下配方：硅丙乳液53~58份，水15~22份，鐵 摻雜氧化鋁負(fù)載的納米二氧化鈦6~8份，中空玻璃微珠5~8份，鈦白粉6~9份，超細(xì) 娃藻土 12~14份，丙二醇6~8份，分散劑0. 6~0. 8份。
[0010] 上述路用多功能涂層材料還包括助劑0. 3~2. 1份，所述助劑是由流平劑、消泡 劑、增稠劑、潤(rùn)濕劑按質(zhì)量比為〇. 5~1. 5 :0. 5~1. 5:0. 5~1. 5:1組成。
[0011] 上述中空玻璃微珠的粒徑是200~400目，抗壓強(qiáng)度大于0. 8MPa。
[0012] 上述分散劑為BYK-163分散劑、BYK-161分散劑或B0K-F-501分散劑。
[0013] 上述消泡劑為BYK-141消泡劑、BYK-052消泡劑或B0K-X-401消泡劑；流平劑為 BYK-333流平劑或BYK-306流平劑；潤(rùn)濕劑為BYK-331潤(rùn)濕劑或BYK-378潤(rùn)濕劑；增稠劑為 BYK-420增稠劑或BYK-425增稠劑。
[0014] 制備上述兼具隔熱降溫和汽車尾氣處理的路用多功能涂層材料的方法由以下步 驟實(shí)現(xiàn)：
[0015] (1)將丙二醇、分散劑、水按照配方量加入研磨罐，在400~600rpm下攪拌10~ 20min，將超細(xì)娃藻土、鈦白粉依次加入研磨罐中，在2300~2700rpm下攪拌15~25min，加 入鐵摻雜氧化鋁負(fù)載的納米Ti02粒子，繼續(xù)在2800~3200rpm狀態(tài)下攪拌30~40min ;
[0016] (2)將攪拌好的漿料由研磨罐轉(zhuǎn)移至調(diào)漆桶，在400~600rpm狀態(tài)下按照配方量 加入硅丙乳液和中空玻璃微珠，攪拌20~30min，得到兼具隔熱降溫和汽車尾氣處理的路 用多功能涂層材料。
[0017] 上述步驟⑴優(yōu)選：將丙二醇、分散劑、助劑、水按照配方量加入研磨罐，在450~ 550rpm攪拌15~18min，將超細(xì)娃藻土、鈦白粉依次加入研磨罐中，在2400~2500rpm下 攪拌18~22min，加入鐵摻雜氧化鋁負(fù)載的納米Ti02粒子，在2900~3000rpm狀態(tài)下攪拌 35 ~40min〇
[0018] 本發(fā)明的兼具隔熱降溫和汽車尾氣處理的路用多功能涂層材料是將硅丙乳液、鐵 摻雜氧化鋁負(fù)載的納米二氧化鈦、中空玻璃微珠以及鈦白粉、超細(xì)硅藻土、丙二醇等復(fù)配， 在發(fā)揮其各成分優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，能夠起到協(xié)同作用，提高其路用性能，該涂層材料可以涂于瀝 青路面表面，還可以應(yīng)用于道路的附屬設(shè)施（中央分隔帶欄桿、路緣石、邊坡、標(biāo)志牌、交通 燈等），隧道內(nèi)壁，橋梁護(hù)欄及墩柱等，此外，該發(fā)明所使用的原料直接在市場(chǎng)就可以購(gòu)買 到，制作成本低，與路面具有較強(qiáng)的附著力，并且有較好的防腐能力、超耐侯性，有較好的使 用性能和較長(zhǎng)的使用周期。與現(xiàn)有技術(shù)相比，其主要具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0019] (1)本發(fā)明充分利用了 Ti〇2的光催特性，可循環(huán)使用，而且其在氣相降解反應(yīng)中造 成的可逆性失效可以通過(guò)簡(jiǎn)單的清潔使其恢復(fù)活性，并且11〇2具有自清潔功能，只要定期 噴灑適量的水就可以清除污染物恢復(fù)其活性，同時(shí)Ti〇2作為光催化劑具有很強(qiáng)的氧化還原 能力，可與汽車尾氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，所生成產(chǎn)物無(wú)環(huán)境污染，并且Ti〇2自身對(duì)環(huán)境也沒 有污染，是一種環(huán)保的高效的尾氣處理材料。
[0020] (2)本發(fā)明利用了中空玻璃微珠較好的光反射能力以及硅藻土良好的阻熱效果， 能很好的減少瀝青對(duì)光的吸收并能阻隔熱量的向下傳遞，有效降低路面溫度，減少由于高 溫帶來(lái)的路面病害，延長(zhǎng)路面使用壽命，并且能緩解城市的熱島效應(yīng)。
[0021] (3)本發(fā)明利用改性二氧化鈦、鈦白粉、中空玻璃微珠及超細(xì)硅藻土等產(chǎn)生協(xié)同效 果，將1102的尾氣處理特性和中空玻璃微珠及超細(xì)硅藻土的隔熱降溫、緩解城市熱島效應(yīng) 的特性協(xié)同，發(fā)揮其各自優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，與其他作用復(fù)合形成了路用性能高、耐候性好，附著 力強(qiáng)、防腐性好的路用涂層材料。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，但是本發(fā)明不僅 限于下述的實(shí)施情形。
[0023] 實(shí)施例1
[0024] 本實(shí)施例的兼具隔熱降溫和汽車尾氣處理的路用多功能涂層材料是由以下配比 的原料組成：以g為單位，硅丙乳液55g，水20g，鐵摻雜氧化鋁負(fù)載的納米二氧化鈦8g，中 空玻璃微珠8g，鈦白粉7g，超細(xì)硅藻土 llg，丙二醇8g，消泡劑0. 2g，流平劑0. 2g，增稠劑 〇. 2g，潤(rùn)濕劑0. 2g，分散劑0. 7g。
[0025] 其中：中空玻璃微珠的粒徑為250目，抗壓強(qiáng)度大于0. 8MPa，消泡劑為BYK-052消 泡劑、流平劑為BYK-333流平劑、增稠劑為BYK-420增稠劑、潤(rùn)濕劑為BYK-378潤(rùn)濕劑，所述 分散劑為BYK-161分散劑。
[0026] 其制備方法是由以下步驟實(shí)現(xiàn)：
[0027] (1)按照上述配方量稱取消泡劑、流平劑、增稠劑、分散劑、潤(rùn)濕劑以及丙二醇，按 照配方量量取水加入研磨罐中，并加入稱量好的消泡劑、流平劑、增稠劑、分散劑、潤(rùn)濕劑 以及丙二醇，在500rpm下攪拌16min ;再加入配方量的鈦白粉和超細(xì)娃藻土，在2500rpm 下攪拌20min，加入配方量的鐵摻雜氧化錯(cuò)負(fù)載的納米Ti02粒子，繼續(xù)在3000rpm下攪拌 36min ；
[0028] (2)將攪拌好的漿料由研磨罐轉(zhuǎn)移至調(diào)漆桶，在500rpm狀態(tài)下加入配方量的硅丙 乳液和中空玻璃微珠，繼續(xù)攪拌25min出料，即制得兼具隔熱降溫和汽車尾氣處理的路用 多功能涂層材料。
[0029] 實(shí)施例2
[0030] 本實(shí)施例的兼具隔熱降溫和汽車尾氣處理的路用多功能涂層材料是由以下配比 的原料組成：以g為單位，硅丙乳液50g，水15g，鐵摻雜氧化鋁負(fù)載的納米二氧化鈦5g，中 空玻璃微珠5g，鈦白粉5g，超細(xì)硅藻土 1 lg，丙二醇5g，消泡劑0. 06g，流平劑0. 06g，增稠劑 0. 06g，潤(rùn)濕劑0. 12g，分散劑0. 6g。
[0031] 其中：中空玻璃微珠粒徑為200目，抗壓強(qiáng)度大于0. 8MPa，消泡劑為BYK-141消泡 劑、流平劑為BYK-306流平劑、增稠劑為BYK-425增稠劑、潤(rùn)濕劑為BYK-331潤(rùn)濕劑，所述分 散劑為BYK-163分散劑。
[0032] 其制備方法是由以下步驟實(shí)現(xiàn)：
[0033] (1)按照上述配方量稱取消泡劑、流平劑、增稠劑、分散劑、潤(rùn)濕劑以及丙二醇，按 照配方量量取水加入研磨罐中，并加入稱量好的消泡劑、流平劑、增稠劑、分散劑、潤(rùn)濕劑 以及丙二醇，在450rpm下攪拌18min ;再加入配方量的鈦白粉和超細(xì)娃藻土，在2400rpm 下攪拌22min，加入配方量的鐵摻雜氧化錯(cuò)負(fù)載的納米Ti02粒子，繼續(xù)在2900rpm下攪拌 40min ；
[0034] (2)將攪拌好的漿料由研磨罐轉(zhuǎn)移至調(diào)漆桶，在400rpm狀態(tài)下加入配方量的硅丙 乳液和中空玻璃微珠，繼續(xù)攪拌30min出料，即制得兼具隔熱降溫和汽車尾氣處理的路用 多功能涂層材料。
[0035] 實(shí)施例3
[0036] 本實(shí)施例的兼具隔熱降溫和汽車尾氣處理的路用多功能涂層材料是由以下配比 的原料組成：以g為單位，硅丙乳液60g，水25g，鐵摻雜氧化鋁負(fù)載的納米二氧化鈦9g，中 空玻璃微珠9g，鈦白粉9g，超細(xì)硅藻土 14g，丙二醇9g，消泡劑0. 57g，流平劑0. 57g，增稠劑 〇· 57g，潤(rùn)濕劑0· 39g，分散劑0· 9g。
[0037] 其中：中空玻璃微珠要求粒徑為400目，抗壓強(qiáng)度大于O.SMPa，消泡劑為 B0K-X-401消泡劑、流平劑為BYK-30