一种高效融雪化冰路面磨耗层材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高效融雪化冰路面磨耗层材料及其制备方法。所述高效融雪化冰路面磨耗层材料由A、B、C三组分组成，其质量比为100:20‑60:150‑350。所述A组分由环氧树脂﹑弹性改性剂﹑环氧活性稀释剂、融雪剂，消泡剂和分散剂组成；所述B组分由环氧固化剂﹑固化促进剂﹑偶联剂和颜料组成；所述C组分由废旧橡胶粉﹑废旧橡胶颗粒﹑磁铁粉和晶须组成。所述高效融雪化冰路面磨耗层采用融雪剂、应变破冰、应变放热和微波辐射致热等四种方式协同作用实现高效融雪化冰。与现有技术相比，本发明专利技术具有能耗低，成本低，施工养护方便，融雪化冰效率高且环保，同时提升路面行车安全性等众多优点，应用前景广阔。

High efficiency deicing and snow melting pavement wear layer material and preparation method thereof

The invention discloses an efficient snow melting and ice melting pavement wear layer material and a preparation method thereof. The high snow melt pavement wearing layer materials by A, B, C three components, the mass ratio of 100:20 60:150 350. The A component is made of epoxy resin, elastic modifier, epoxy active diluent, snowmelt agent, defoaming agent and dispersing agent; the B group consists of epoxy curing agent, curing agent, coupling agent and pigment; the C group consists of waste rubber powder, waste rubber particles and magnet powder and whisker. The highly effective snow melting and ice melting road layer adopts synergistic action of snow melting agent, strain breaking ice, strain releasing heat and microwave radiation heating to achieve high-efficiency snow melting and ice melting, and the like is realized by four ways. Compared with the prior art, the invention has many advantages, such as low energy consumption, low cost, convenient construction and maintenance, high snow melting and ice efficiency, environmental protection, and promoting road safety at the same time, and has wide application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种高效融雪化冰路面磨耗层材料及其制备方法
本专利技术属于路面功能材料
，具体涉及一种高效融雪化冰路面磨耗层材料及其制备方法。
技术介绍
交通运输是国民经济的大动脉，而道路路面积雪结冰严重影响交通安全和通行效率，是高寒高冷地区经济发展的重要制约因素之一。积雪结冰导致路面抗滑性能大幅下降，对车辆行驶的动力性和安全性极为不利，如何有效解决高速公路冰雪天不封路或少封路，避免交通事故或少出交通事故，形成良好的安全管理模式，已成为交通管理部门的重要工作之一。目前我国路面冰雪处治技术主要包括人工法、机械法，化学法和物理法。人工法工作效率低，封闭交通时间长，影响交通且易产生安全隐患。机械法适合大面积作业，除冰雪效率高，但阻碍交通，对路面冰层除不干净，且对路面破坏很大，后期易形成大量的路面病害，影响路面使用寿命。化学法主要是撒盐或盐类化合物，以降低雨水的冰点，不仅严重腐蚀车辆、破坏桥梁钢铁结构，破坏生态环境，减少路面寿命，而且，仅适用于-3℃～-5℃气候。近年常用的所谓“环保型除雪剂”，主要原理仍是在氯盐中加入少量防腐剂。日本近年开发的Mafilon除雪缓释技术，实质仍为盐类在沥青混合料中的缓释。物理法主要是加热融化技术和应力除冰雪技术。加热融化技术主要采取在混凝土中设置加热电缆或管道，利用电能、太阳能或地能等将热量传递给混凝土，使路面升温从而融雪化冰，这类方法需要将整个路面层加热，耗能高，技术复杂，部分受使用条件和地区限制(如利用太阳能和地能等可再生资源)，且对路面施工提出了更高的要求，路面一旦维修，整个路面加热系统就破环了，导致该类方法成本高，维修养护难度大。近期出现的导电混凝土技术也属加热融化技术。应力除冰雪技术是指在沥青混凝土中添加橡胶颗粒类的弹性材料，借助颗粒轻微形变，使冰层破裂。该技术在温度高于-2℃、冰层厚度小于2mm时具有一定效果，但在-12℃以下、冰层厚度大于10mm时，对冰层的破坏力极小，不能有效破冰。另外，上述融雪化冰技术对处理后的有水路面摩擦系数均没有提升作用，雨雪天路面行车安全隐患依然很大。
技术实现思路
本专利技术旨在克服上述路面融雪化冰技术的缺点和不足，提供一种能耗低，成本低，施工养护方便，融雪化冰效率高且环保，同时提升路面行车安全性的磨耗层材料及其制备方法。本专利技术所述的高效融雪化冰路面磨耗层材料由A、B、C三组分组成，其质量比为A组分：B组分：C组分＝100:20-60:150-350；所述A组分按质量份计的配方是：环氧树脂50-70份﹑弹性改性剂20-40份﹑环氧活性稀释剂5-15份、融雪剂5-10份，消泡剂0.1-0.3份、分散剂0.1-0.3份；所述B组分按质量份计的配方是：环氧固化剂100份﹑固化促进剂0-10份﹑偶联剂0.5-2份，颜料0.01-0.05份；所述C组分按质量份计的配方是：废旧橡胶粉100份，废旧橡胶颗粒30-60份；磁铁粉10-30份，晶须5-10份；所述A组分中环氧树脂为液态双酚A型环氧树脂和/或液态双酚F型环氧树脂；弹性改性剂是以聚氨酯为主链且端基或侧链带活性基团的聚合物，活性基团为羧基、羟基、环氧基或氨基中的一种；环氧活性稀释剂为丙烯基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、正丁基缩水甘油醚、聚乙二醇双缩水甘油醚、二缩水甘油醚中的一种或几种；融雪剂为含醋酸钾的有机融雪剂；消泡剂为BYK-066N；分散剂为BYK-163。所述B组分中固化剂为聚酰胺、脂肪胺、脂环胺、芳香胺、酚醛胺及其改性产物中的一种或几种；固化促进剂为苯酚、双酚A、间苯二酚、DMP-30、三氟化硼单乙胺中的一种；偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷﹑KH-550﹑KH-560﹑KH-570﹑苯胺甲基三乙氧基硅烷中的一种；颜料根据所需磨耗层色彩自由选择。所述C组分中废旧橡胶粉为20-40目废旧橡胶粉；废旧橡胶颗粒为2-4mm废旧橡胶颗粒；磁铁粉为100目磁铁矿粉；晶须为硫酸钙晶须，平均直径为1-8μm，平均长度为50-200μm。所述废旧橡胶粉和废旧橡胶颗粒均为废旧橡胶轮胎粉碎而成，且均经过表面改性处理，处理方式为：先经5％醋酸钾水溶液浸泡处理3小时，后干燥处理，最后经5％硅烷偶联剂乙醇溶液表面处理。所述高效融雪化冰路面磨耗层材料的制备方法的具体步骤为：1)A组分的制备：按所述配比选取各原料，并依次加入搅拌器中，搅拌转速400-800转/分钟，搅拌10-20分钟后即得A组分，包装储存；2)B组分的制备：按所述配比选取各原料，并依次加入高速分散釜中，分散盘转速1000-1200转/分钟，分散10-20分钟即得B组分，包装储存；3)C组分的制备：按所述配比选取各原料，并依次加入搅拌器中，搅拌均匀即得C组分，包装储存；4)高效融雪化冰路面磨耗层材料的制备：按质量配比称取各组分，首先将A组分与B组分混合，搅拌均匀，最后加入C组分，拌合均匀后摊铺在路面上，待材料固化完成后即得高效融雪化冰路面磨耗层材料。所述高效融雪化冰路面磨耗层材料，可以室温固化，4-8小时后开放交通；也可以微波辐射固化，微波辐射功率100-500W，间歇时间为20-60s，间歇固化5-40min，固化完成后即可开发交通。所述高效融雪化冰路面磨耗层的厚度为2-5mm。所述高效融雪化冰路面磨耗层材料自身含融雪剂成分，可实现主动融雪化冰效果。所述高效融雪化冰路面磨耗层材料在承受轮胎荷载时，借助其自身的应变特性，使覆盖其表面的冰层破碎，实现被动破冰效果。所述高效融雪化冰路面磨耗层材料在承受轮胎荷载时，利用其表面橡胶材料的剪切变形-弹性回复过程，将车轮冲击能转化为热能释放出来，使其温度升高，实现融雪化冰效果。所述高效融雪化冰路面磨耗层材料可以采用微波辐射致热使其升温，实现被动融雪化冰效果。采用微波辐射致热融雪化冰时，微波辐射功率为2000-4000W，辐射时间5-20min。所述高效融雪化冰路面磨耗层材料，可以采用融雪剂、应变破冰、应变放热和微波辐射致热等四种方式协同作用实现高效融雪化冰。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：1.能耗低。现有加热融化技术通过加热整个路面结构层使路面温度升高，从而实现路面融雪化冰，能耗高；而本专利技术只需使路面磨耗层升温即可，无需加热整个路面结构层，能量消耗低，且用于融雪化冰的能量占比大，能量利用率高。2.施工养护方便。本专利技术所述的高效融雪化冰路面磨耗层为一种功能层，直接覆盖粘结于路面，既可以机械施工，也可以人工施工，且一旦磨耗层遭到破坏，只需对破坏处进行修补施工即可，无需破坏路面。3.成本低，技术要求低。现有加热融化技术需在路面结构层中设置加热电缆或管道，对路面结构和材料提出了更高的性能要求和施工工艺要求，且加热电缆或管道需与路面结构层一起施工，故材料成本和施工成本均较高，另外该技术将其他能量转化成热能来融雪化冰，为保证能量转换效率也对该技术提出了更高的技术要求。而本专利技术为一种磨耗层，材料成本低，施工方便，且无需改变路面结构，技术要求低。4.融雪化冰效率高。本专利技术采用融雪剂缓释技术、材料应变破冰技术、材料应变放热技术和微波辐射致热技术等四种方式协同作用实现路面高效融雪化冰。融雪剂掺杂固定于磨耗层中，降低了磨耗层表面冰点，实现主动融雪化冰功能；利用磨耗层在车轮荷载作用下产生明显应变，使覆盖于磨耗层表面的冰层破碎，实现化冰效果；利用磨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效融雪化冰路面磨耗层材料，其特征在于，其由A、B、C三组分组成，其质量比为A组分：B组分：C组分＝100:20‑60:150‑350；所述A组分按质量份计的配方是：环氧树脂50‑70份﹑弹性改性剂20‑40份﹑环氧活性稀释剂5‑15份、融雪剂5‑10份，消泡剂0.1‑0.3份、分散剂0.1‑0.3份；所述B组分按质量份计的配方是：环氧固化剂100份﹑固化促进剂0‑10份﹑偶联剂0.5‑2份，颜料0.01‑0.05份；所述C组分按质量份计的配方是：废旧橡胶粉100份，废旧橡胶颗粒30‑60份；磁铁粉10‑30份，晶须5‑10份。

【技术特征摘要】
1.一种高效融雪化冰路面磨耗层材料，其特征在于，其由A、B、C三组分组成，其质量比为A组分：B组分：C组分＝100:20-60:150-350；所述A组分按质量份计的配方是：环氧树脂50-70份﹑弹性改性剂20-40份﹑环氧活性稀释剂5-15份、融雪剂5-10份，消泡剂0.1-0.3份、分散剂0.1-0.3份；所述B组分按质量份计的配方是：环氧固化剂100份﹑固化促进剂0-10份﹑偶联剂0.5-2份，颜料0.01-0.05份；所述C组分按质量份计的配方是：废旧橡胶粉100份，废旧橡胶颗粒30-60份；磁铁粉10-30份，晶须5-10份。2.根据权利要求1所述的高效融雪化冰路面磨耗层材料，其特征在于，所述A组分中环氧树脂为液态双酚A型环氧树脂和/或液态双酚F型环氧树脂；弹性改性剂是以聚氨酯为主链且端基或侧链带活性基团的聚合物；环氧活性稀释剂为丙烯基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、正丁基缩水甘油醚、聚乙二醇双缩水甘油醚、二缩水甘油醚中的一种或几种；融雪剂为以醋酸钾为主要成分的有机融雪剂；消泡剂为BYK-066N；分散剂为BYK-163。3.根据权利要求1所述的高效融雪化冰路面磨耗层材料，其特征在于，所述B组分中环氧固化剂为聚酰胺、脂肪胺、脂环胺、芳香胺、酚醛胺及其改性产物中的一种或几种；固化促进剂为苯酚、双酚A、间苯二酚、DMP-30、三氟化硼单乙胺中的一种；偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷﹑KH-550﹑KH-560﹑KH-570﹑苯胺甲基三乙氧基硅烷中的一种；颜料根据所需磨耗层色彩自由选择。4.根据权利要求1所述的高效融雪化冰路面磨耗层材料，其特征在于，所述C组分中废旧橡胶粉为20-40目废旧橡胶粉；废旧橡胶颗粒为2-4mm废旧橡胶颗粒；磁铁粉为100目磁铁矿粉；晶须为硫酸钙晶须，平均直径为1-8μm，平均长度为50-200μm...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒兴旺，程飞，辛润勤，张影，申力涛，李登华，崔东霞，林浩，刘哲，
申请(专利权)人：山西省交通科学研究院，山西交科公路勘察设计院，
类型：发明
国别省市：山西,14