一种高耐磨热反射路面复合涂料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高耐磨热反射路面复合涂料的制备方法，属于路面材料技术领域。本发明专利技术以水性环氧乳液为基料，将其与水性聚氨酯乳液复配，制备一种高耐磨热反射路面复合涂料，水性环氧乳液有优良的附着力，对于沥青路面具有良好粘结性，有利于增强树脂涂膜的浸润性及粘附力，苯环的存在使树脂具有较好的耐热性和刚性，异丙基也在一定程度上赋予其刚性，碳氧键较高的键能可提高环氧树脂的耐碱性能，水性聚氨酯乳液中聚氨酯分子链上具有柔性的聚醚链段和异氰酸酯硬段，使得聚氨酯柔韧性极佳，并且分子链中存在诸多的反应基团，将水性环氧乳液与水性聚氨酯乳液复配作为基料，可以有效提高热反射路面涂层的粘结性和耐磨性能。

A preparation method of high wear resistance and heat reflection pavement composite coating

【技术实现步骤摘要】
一种高耐磨热反射路面复合涂料的制备方法
本专利技术涉及一种高耐磨热反射路面复合涂料的制备方法，属于路面材料

技术介绍
由于沥青路面组成材料色泽黑，对太阳热辐射吸收率可高达0.85~0.95，太阳热辐射长时间照射下路面温度极易升高。特别是在夏季，由于太阳辐射量增强，日照时数延长，沥青路面会吸收大量热量并蓄积在路面结构中，使得路面温度远高于气温。在高温条件下，沥青性能从弹性体向塑性体转化，劲度模量大幅度下降，其抗变形能力急剧下降，在车辆荷载作用下会出现严重的车辙。车辙产生后将破坏原有路面结构诱发其他病害，雨天还会在车辙内产生积水或冬季车辙内聚冰现象，造成路面防滑能力下降、对行车安全产生威胁等等，这对沥青路面的高温稳定性提出了更高的要求。目前国内外预防车辙等沥青路面高温稳定性不足病害的方法主要有以下六种：（1）改善级配；（2）改性沥青及其混合料；（3）透水型沥青路面；（4）保水型沥青路面；（5）热阻型沥青路面；（6）热反射型沥青路面。热反射型沥青路面主要是指在普通沥青路面表面喷涂一层具有太阳热反射功能的涂料，由于这种特殊涂料具有较强的太阳光反射能力，将其涂在路表后，会减少太阳热辐射进入路面，从而达到抑制路面温度上升目的。现场试验发现，涂过这种材料的路面温度比普通路面峰值降低15℃左右。此外，与该类路面降温作用机理相类似的技术方法还有采用浅色集料铺筑沥青混凝土路面或罩面，利用浅色石料实现对太阳热辐射的反射，从而达到降低沥青路面温度的目的。热反射型沥青路面在抗滑方面稍有不足但通过添加防滑颗粒能够较好地得到改善，因而与其他技术措施相比热反射型沥青路面在国外工程实践显示具有以下优点：（1）降温效果显著，可以缓解城市“热岛效应”。可降低沥青路面表面温度10～15℃，甚至更高；由于减少路面的蓄热量，不仅能降低白天路面温度，对城市“热岛效应”也有所缓解。施工操作方便，开放交通早。由于热反射型沥青路面所用涂料属于冷涂型涂料，施工时无需加热，小面积涂刷时无需专用设备人工涂布即可；涂料固化时间快，不影响车辆通行能力。由于涂料涂刷于路表，降温效果下降后可通过重复涂刷，恢复热反射型沥青路面的降温能力，从而保持降温的长期性。可适用于新建沥青路面和旧路维修等各种路面铺装方式。对于特殊功能路面，如开级配防滑磨耗层，不会降低路面原有的透水、降噪、防滑等性能。针对不同功能的使用场合，如行车道、人行道、公园、广场等，可以选择不同的颜色，从而提高美观性。国内对太阳热反射涂层的研究从20世纪90年代开始，大多数研究都基于对太阳热反射涂料的材料组成优化。广州能源所的江晴等人以聚氨酯、钛白粉和高色素炭黑配制成海灰色热反射涂料，该涂料能反射35%以上的可见光和80%以上的近红外热辐射；郭年华研制了聚氨酯改性高氯化聚乙烯热反射涂料，介绍了该涂料的配方及其性能指标，讨论了涂料用基料树脂和颜填料对热反射率的影响；沃群鸣详细研究了红外辐射的原理，并通过在硅酸盐结晶相中加入Al2O3、TiO2等金属氧化物细粉作为填料而研制出红外辐射涂料，其辐射5~15μm波段内红外线的能力在85%以上；许新在对太阳热反射涂层发射原理分析的基础上，研究了颜料粒子的形状、颜料体积分数以及颜料聚集状态对太阳热反射率的影响，指出长方形颜料涂层比球形颜料涂层的反射率高，粉体的聚集状态对涂层的反射率有显著影响。北京京安固特化工有限责任公司研制的丙烯酸树脂太阳热反射涂料，主要涂在金属、砼、木材、泡沫塑料等表面，可广泛应用于石化储罐、粮库、房屋、车船等领域；马承银等利用透明高分子树脂材料、陶瓷中空微珠、金属类氧化物等研制了一种具有太阳热反射功能的隔热涂料，其总反射率可达85%~90%。佟丽萍等对采用添加空心隔热微珠及漂浮型铝粉所制备的新型隔热涂料进行材料组成研究，结果表明：新型灰色隔热涂料降温可达9~11℃。基于环保考虑近些年对太阳热反射涂料的研究，还开始转向水性太阳热反射涂料方向。太阳热反射涂料具有降温效果明显、施工操作简便等特点，在建筑、储气罐、汽车以及飞行器甲板等领域的降温中得到广泛的应用并取得较好的效果。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对现有热反射涂层耐磨性能较差的问题，提供了一种高耐磨热反射路面复合涂料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：（1）将改性碳化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、中空玻璃微珠置于搅拌机中，常温下以200～250r/min转速搅拌混合20～30min，得混合填料；（2）将聚乙二醇加入去离子水中，在60～80℃的水浴条件下以250～300r/min转速搅拌混合20～30min，保温，得聚乙二醇溶液；（3）将混合填料加入聚乙二醇溶液中，在60～80℃的水浴条件下以600～800r/min转速搅拌混合40～60min，再置于超声波分散机中超声分散40～60min，得分散液；（4）将分散液、水性聚氨酯乳液加入改性水性环氧乳液，置于高剪切乳化机内，常温下以1400～1600r/min转速搅拌2～4h，密封保存，得高耐磨热反射路面复合涂料。所述的改性水性环氧乳液、水性聚氨酯乳液、改性碳化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、中空玻璃微珠、聚乙二醇、去离子水的重量份为60～80份改性水性环氧乳液、30～40份水性聚氨酯乳液、20～30份改性碳化硅、16～24份纳米二氧化钛、4～6份纳米氧化锌、10～15份中空玻璃微珠、12～18份聚乙二醇、40～60份去离子水。步骤（3）所述的超声分散的功率为400～500W。步骤（1）所述的改性碳化硅的具体制备步骤为：（1）将乙烯基三甲氧基硅烷加入无水乙醇中，常温下以160～180r/min转速搅拌12～16min，得乙醇改性液；（2）将碳化硅置于乙醇改性液中，在40～50℃的水浴条件下以280～300r/min转速搅拌处理2～4h，得碳化硅悬浮液；（3）将碳化硅悬浮液置于超声波分散机中，常温下超声震荡30～40min，得碳化硅分散液；（4）将碳化硅分散液置于离心机中，常温下以3500～4000r/min转速离心分离15～20min，取下层固体，用去离子水洗涤3～5次，再置于60～80℃的烘箱中干燥1～2h，常温冷却，得改性碳化硅。所述的碳化硅、乙烯基三甲氧基硅烷、无水乙醇的重量份为30～40份碳化硅、12～16份乙烯基三甲氧基硅烷、120～160份无水乙醇。步骤（3）所述的超声震荡的功率为300～400W。步骤（4）所述的改性水性环氧乳液的具体制备步骤为：（1）将乙二醇、正丁醇混合后置于搅拌机中，常温下以100～120r/min转速搅拌混合10～12min，得混合醇溶液；（2）将环氧树脂加入混合醇溶液中，在100～120℃的条件下以200～240r/min转速搅拌20～30min，保温，得混合溶液；（3）将苯乙烯、丙烯酸丁酯、过硫酸铵、磷酸酯、聚丙二醇缓慢加入混合溶液中，滴加1～2h，在100～120℃的条件下保温反应2～4h，得混合反应液；（4）将去离子水加入混合反应液中，并滴加质量浓度1%的氨水调节pH至7，常温下以1200～1600r/min转速搅拌乳化1～2h，得改性水性环氧乳液。所述的环氧树脂、乙二醇、正丁醇、苯乙烯、丙烯酸丁酯、过硫酸铵、磷酸酯、聚丙二醇、去离子水的重量份为20～30份环氧树本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高耐磨热反射路面复合涂料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：（1）将改性碳化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、中空玻璃微珠置于搅拌机中，常温下以200～250r/min转速搅拌混合20～30min，得混合填料；（2）将聚乙二醇加入去离子水中，在60～80℃的水浴条件下以250～300r/min转速搅拌混合20～30min，保温，得聚乙二醇溶液；（3）将混合填料加入聚乙二醇溶液中，在60～80℃的水浴条件下以600～800r/min转速搅拌混合40～60min，再置于超声波分散机中超声分散40～60min，得分散液；（4）将分散液、水性聚氨酯乳液加入改性水性环氧乳液，置于高剪切乳化机内，常温下以1400～1600r/min转速搅拌2～4h，密封保存，得高耐磨热反射路面复合涂料。

【技术特征摘要】
1.一种高耐磨热反射路面复合涂料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：（1）将改性碳化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、中空玻璃微珠置于搅拌机中，常温下以200～250r/min转速搅拌混合20～30min，得混合填料；（2）将聚乙二醇加入去离子水中，在60～80℃的水浴条件下以250～300r/min转速搅拌混合20～30min，保温，得聚乙二醇溶液；（3）将混合填料加入聚乙二醇溶液中，在60～80℃的水浴条件下以600～800r/min转速搅拌混合40～60min，再置于超声波分散机中超声分散40～60min，得分散液；（4）将分散液、水性聚氨酯乳液加入改性水性环氧乳液，置于高剪切乳化机内，常温下以1400～1600r/min转速搅拌2～4h，密封保存，得高耐磨热反射路面复合涂料。2.根据权利要求1所述的一种高耐磨热反射路面复合涂料的制备方法，其特征在于，所述的改性水性环氧乳液、水性聚氨酯乳液、改性碳化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、中空玻璃微珠、聚乙二醇、去离子水的重量份为60～80份改性水性环氧乳液、30～40份水性聚氨酯乳液、20～30份改性碳化硅、16～24份纳米二氧化钛、4～6份纳米氧化锌、10～15份中空玻璃微珠、12～18份聚乙二醇、40～60份去离子水。3.根据权利要求1所述的一种高耐磨热反射路面复合涂料的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述的超声分散的功率为400～500W。4.根据权利要求1所述的一种高耐磨热反射路面复合涂料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的改性碳化硅的具体制备步骤为：（1）将乙烯基三甲氧基硅烷加入无水乙醇中，常温下以160～180r/min转速搅拌12～16min，得乙醇改性液；（2）将碳化硅置于乙醇改性液中，在40～50℃的水浴条件下以280～300r/min转速搅拌处理2～4h，得碳化硅悬浮液；（3）将碳化硅悬浮液置于超声波分散机中，常温下超声震荡30～40min，得碳化硅分散液；（4）将碳化硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾旭盛，
申请(专利权)人：慈溪市果雨电子商务有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33