一种长效疏水型抑冰涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种长效疏水型抑冰涂层，它包括A料、B料和石蜡粉，其中A料包括聚氨酯、长效疏水抑冰剂和聚氨酯固化剂；B料包括水性环氧树脂和水性环氧树脂固化剂。本发明专利技术所得长效疏水型抑冰涂层，可在冰冻雨雪天气中有效抑制路面冰层的结成，在极端恶劣天气下也可以对冰层发挥融化、破坏、使冰层变薄的效果；且在路面行车荷载下仍然持续释放融雪剂，发挥长效稳定的作用；这种长效稳定型抑冰涂层可与沥青路面直接粘附，滚涂于沥青路面，有效减小路面冰冻灾害，对于冰雪天气行车安全有着重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种长效疏水型抑冰涂层及其制备方法
本专利技术属于道路工程领域，具体涉及一种长效疏水型抑冰涂层及其制备方法。
技术介绍
冬季愈加极端恶劣的冰雪天气，对路面的行车安全造成了极大的影响，重大交通事故往往发生在因冰雪天气而结冰的路段。如何清除路面冰层或者说抑制路面结冰是目前道路领域的一个迫切问题。以往路面的除冰方式往往采用直接撒布盐类融雪剂和机械除雪的方式，不仅需要大量的人力物力，同时盐类融雪剂的直接撒布也会对周边环境造成破坏。现阶段存在的自应力弹性铺装技术是将橡胶颗粒掺入到沥青混凝土中，利用材料的应变被动抑冰，但路面性能会受到影响，路面导电技术，热管技术分别是在使路面导电或在地下铺设导热管来进行主动抑冰，可达到一定的抑冰效果。以武汉为代表的中部地区的冬季天气属于不算极冷，降雪量一般，但天气潮湿，因此降雪后雪层易融化，形成中厚度冰层，冰雪天气的天数也不多，在这种气候的地区采用热管或者导电技术可发挥一定的融雪抑冰效果，但喷涂技术相对来说就施工简单方便，成本较低，也可以发挥良好的抑冰效果。目前的抑冰涂层普遍存在与路面粘结强度差，融雪剂释放短暂的问题；粘结强度差，在车辆荷载行驶的碾压下，涂层结构就会被破坏；且融雪剂释放速度快，在后续的低温冰雪天气中则无或少量融雪剂发挥融雪抑冰的作用；不能达到长期稳定释放的效果，耐久性能差。面对中部地区或其他地区持续低温天气的冬季气候情况不能保障冬季持续的抑冰效果。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种长效疏水型抑冰涂料涂层，它与路面粘结强度好，并具有长期有效抑制路面结冰等特点，且涉及的制备方法简单、原料易得，适合推广应用。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种长效疏水型抑冰涂层，所用材料为一种长效疏水型抑冰涂料，它包括A料、B料和石蜡粉，其中A料包括聚氨酯、长效疏水抑冰剂和聚氨酯固化剂；B料包括水性环氧树脂和水性环氧树脂固化剂。上述方案中，所述A料、B料和石蜡粉的质量比为(4-6):(1-3):(0.5-1)；A料中氨酯与长效疏水抑冰剂的质量比为(7-8):(1-2)，聚氨酯与聚氨酯固化剂的质量比为1:(0.5-1)；B料中水性环氧树脂与水性环氧树脂固化剂的质量比为1:(0.5-1)。上述方案中，所述长效疏水抑冰剂的制备方法包括如下步骤：1)复合融雪剂饱和溶液的配制；配制分别在60-80℃温度条件下配制氯化钙饱和溶液、氯化镁饱和溶液、氯化钠饱和溶液，然后将三者混合得复合融雪剂饱和溶液；2)沸石粉-硅藻土复合融雪剂的制备；向复合融雪剂饱和溶液中加入沸石粉和硅藻土，进行水浴加热搅拌，然后加入减水剂，并将所得混合物进行高速剪切处理、静置(12-24h)，将所得混合液进行过滤、真空干燥，得沸石粉-硅藻土复合融雪剂；3)将所得沸石粉-硅藻土复合融雪剂分散于有机溶剂中，进行超声震荡(2-3h)形成悬浊液，加入偶联剂，继续进行超声震荡(3-5h)，再经抽滤、真空干燥(4-6h)、球磨(4-12h)，得长效疏水抑冰剂。上述方案中，所述沸石粉、硅藻土和减水剂的质量比为(0.5-1):(1-2):(0.1-0.3)；沸石粉和硅藻土的总质量与复合融雪剂饱和溶液的质量比为(0.5-1):(7-9)。上述方案中，所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述偶联剂为硅烷偶联剂，偶联剂与沸石粉-硅藻土复合融雪剂的质量比为(0.1-0.3):(7-9)。优选的，所述偶联剂由Y-氨基丙基三乙氧基硅烷和聚二甲基硅氧烷按(3-5):(0.5-1)的质量比混合而成。上述方案中，步骤2)中所述水浴加热搅拌温度为60-70℃，时间为5-10min。上述方案中，步骤2)中所述高速剪切速度为2000转/min，时间为30-40min。上述方案中，步骤2)中所述真空干燥压强为100-200Kpa，温度为100-200℃，时间为1-2h。上述方案中，所述沸石粉粒径为0.5-1mm；硅藻土的粒径为2.5-5.5mm，其中SiO2含量≥88.9％(质量比)。上述方案中，所述聚氨酯的固含量≥50％；水性环氧树脂环氧当量为185-190，固含量≥60％，为非离子型水性环氧树脂。上述方案中，所述聚氨酯固化剂的固含量≥50％，为非离子型固化剂；水性环氧树脂固化剂固含量≥60％，VOC含量≥70％，为非离子型固化剂。上述方案中，所述石蜡粉为全晶型石蜡，含油量为0.5-1.5％(质量比)，粒度为1-2mm。上述一种长效疏水型抑冰涂层的制备方法，包括如下步骤：将聚氨酯和长效疏水抑冰剂按比例混合并搅拌均匀，加入聚氨酯固化剂，继续搅拌均匀，得到A料；将水性环氧树脂和水性环氧树脂固化剂按比例混合并搅拌均匀，得B料；将A料、B料和石蜡粉按比例混合并搅拌均匀，即得长效疏水型抑冰涂料。将上述长效疏水型抑冰涂料应用于沥青路面制备长效疏水型抑冰涂层，具体包括如下步骤：将长效疏水型抑冰涂料滚涂于沥青路面，涂覆厚度为0.5-1mm，3-6h表干后，即得长效疏水型抑冰涂层。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1)本专利技术将水、氯化钙、氯化镁、氯化钠四相混合，初步制备复合融雪组分，所得混合料的熔点(凝固点)低，可发挥良好的抑冰效果；2)本专利技术结合具备多孔结构的沸石和硅藻土，其中硅藻土具有比沸石孔隙更小且更致密的孔道结构，可形成不同的通道来吸收融雪剂，且融雪剂的释放在不同通道中进行，并表现出不同的释放速度，可达到长效释放融雪材料的效果。3)本专利技术将复合融雪剂进行疏水化处理后，涂层表面在憎水的基础上又变得更加粗糙，润湿角增大，提高了涂层表面的抑冰效果；此外，在融雪剂呈点状分布的基础上，加入石蜡覆盖在表面层，连接点状呈网络结构，使表面疏水层更加稳定，抑冰效果进一步加强。4)聚氨酯材料兼具良好的柔性和疏水特性，与粘结性好的水性环氧树脂复合在一起作为涂料的粘结层，可有效提升涂料与路面的附着力，避免抑冰涂层的脱落，且呈憎水效果，可抑制水的结冰。5)本专利技术所得长效疏水型抑冰涂层，可以在冰冻雨雪天气中有效抑制路面冰层的结成，在极端恶劣天气下也可以对冰层起到融化、破坏、使冰层变薄的效果；且在路面行车荷载下仍然持续释放融雪剂，发挥长效稳定的作用；这种长效稳定型抑冰涂料可与沥青路面直接粘附，喷涂于沥青路面，有效减小路面冰冻灾害，对于冰雪天气行车安全有着重要意义。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实施例。实施例1涂料一种长效疏水型抑冰涂料，其制备方法包括如下步骤：1)复合融雪剂饱和溶液的配制用蒸馏水配制氯化钙饱和溶液，控制温度为60℃加热溶液，并用玻璃棒搅拌至氯化钙完全溶解；用蒸馏水配制氯化镁饱和溶液，控制温度为60℃加热溶液，并用玻璃棒搅拌至氯化钙完全溶解；用蒸馏水配制氯化钠饱和溶液，控制温度为60℃加热溶液，并用玻璃棒搅拌至氯化钙完全溶解；将所得氯化钙饱和溶液、氯化镁饱和溶液、氯化钠饱和溶液以1:1:0.5的质量比混合，制得复合融雪剂饱和溶液；2)沸石粉-硅藻土复合融雪剂的制备向融雪剂饱和溶液中加入沸石粉和硅藻土，控制水浴加热温度为60℃，搅拌5min后加入减水剂，其中，融雪剂饱和溶液、沸石粉、硅藻土和减水剂的质量比为7:0.1:0.4:0.05。将所得混合物以2000转/min的速度放入高速剪切机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种长效疏水型抑冰涂层，其特征在于，它以A料、B料和石蜡粉为主要原料制备而成，其中A料包括聚氨酯、长效疏水抑冰剂和聚氨酯固化剂；B料包括水性环氧树脂和水性环氧树脂固化剂。

【技术特征摘要】
1.一种长效疏水型抑冰涂层，其特征在于，它以A料、B料和石蜡粉为主要原料制备而成，其中A料包括聚氨酯、长效疏水抑冰剂和聚氨酯固化剂；B料包括水性环氧树脂和水性环氧树脂固化剂。2.根据权利要求1所述的长效疏水型抑冰涂层，其特征在于，所述A料、B料和石蜡粉的质量比为(4-6):(1-3):(0.5-1)；A料中氨酯与长效疏水抑冰剂的质量比为(7-8):(1-2)，聚氨酯与聚氨酯固化剂的质量比为1:(0.5-1)；B料中水性环氧树脂与水性环氧树脂固化剂的质量比为1:(0.5-1)。3.根据权利要求1所述的长效疏水型抑冰涂层，其特征在于，所述长效疏水抑冰剂的制备方法包括如下步骤：1）复合融雪剂饱和溶液的配制；配制分别在60-80℃温度条件下配制氯化钙饱和溶液、氯化镁饱和溶液、氯化钠饱和溶液，然后将三者混合得复合融雪剂饱和溶液；2）沸石粉-硅藻土复合融雪剂的制备；向复合融雪剂饱和溶液中加入沸石粉和硅藻土，进行水浴加热搅拌，然后加入减水剂，并将所得混合物进行高速剪切处理、静置，将所得混合液进行过滤、真空干燥，得沸石粉-硅藻土复合融雪剂；3）将所得沸石粉-硅藻土复合融雪剂分散于有机溶剂中，进行超声震荡形成悬浊液，加入偶联剂，继续进行超声震荡，再经抽滤、真空干燥、球磨，得长效疏水抑冰剂。4.根据权利要求3所述的长效疏水型抑...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙聪，丁庆军，方四发，沈凡，李进辉，周锐，郭鹏，卢吉，刘冰，尹炼，张宏斌，
申请(专利权)人：武汉市市政建设集团有限公司，武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42