微波除冰路面功能涂层及制作方法技术

本发明专利技术涉及一种微波除冰路面功能涂层及制作方法，微波除冰路面功能涂层，其组分质量份数如下：基体材料：59~77份；漂珠：6~8份，粉煤灰漂珠作为成孔组分；微波吸收剂：15~35份。本发明专利技术的微波除冰路面功能涂层，由三种组分构成，是一种具有较高微波吸收能力的路面材料，能显著提高路面微波除冰效率。其制作方法如下：步骤一，按照工艺要求准备原料，粒度满足要求；步骤二，按工艺配比称取基体材料、漂珠、锰锌铁氧体和碳化硅粉末，进行搅拌以混合均匀，得到微波除冰路面功能涂层材料；步骤三，将制得的微波除冰路面功能涂层材料按0.6‑0.8kg/m2的量以涂刷的方式涂抹在普通混凝土或普通沥青路面上，破乳稳定后得到微波除冰路面功能材料。

【技术实现步骤摘要】
微波除冰路面功能涂层及制作方法
本专利技术涉及功能性混凝土材料制备
，尤其涉及一种微波除冰功能涂层及涂层的制作方法。
技术介绍
我国冬季寒冷地区常因路面积雪发生严重的交通事故，积雪使车轮与路面摩擦力减小，冰雪层路面摩擦系数仅为正常路面20%~30%，导致车辆的操控性降低，极易诱发安全事故。为缓解路面冰雪带来的许多问题，国内外学者探究了多种除冰方法，例如机械法、融雪剂法、人工法、热力融冰法等，但存在能耗高、污染环境、损害路面以及除冰效率低等问题。因为微波加热存在如下优点：1、具有穿透性；微波透入介质时，由于介质损耗引起的介质温度升高，使介质材料内部、外部几乎同时加热升温，形成体热源状态，大大缩短了常规解热中的热传导时间，物料内外加热均匀一致。2、能选择性加热；物质吸收微波的能力，主要由其介质损耗因数来决定，介质损耗因数大的物质对微波的吸收能力就强；由于各物质的损耗因数存在差异，微波加热就表现出选择性加热的特点；物质不同，产生的热效果也不同；3、热惯性小；微波对介质材料是瞬时加热升温，能耗也很低；另一方面，微波的输出功率随时可调，介质温升可无惰性的随之改变，不存在“余热”现象，极有利于自动控制和连续化生产的需要。现有技术中微波除冰是一种机械除冰与路面微波加热相结合的新型道路除冰方式，除冰过程环保无污染、加热均匀且对路面没有损害。但普通水泥混凝土以及普通沥青路面并无微波吸收剂，其受到微波辐照后温度提升有限，因此其除冰效率低下进而影响其实际应用。
技术实现思路
针对现有技术的上述不足，本专利技术第一目的是提供一种具有较高微波吸收能力的路面材料——微波除冰路面功能涂层，以提高路面微波除冰效率；第二目的是提供一种在普通混凝土或普通沥青路面上，涂刷微波除冰路面功能涂层形成具有较高微波吸收能力的微波除冰路面功能材料。为了解决所述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：微波除冰路面功能涂层，其特征在于：组分质量份数如下：基体材料：59~77份；漂珠：6~8份，粉煤灰漂珠作为成孔组分；微波吸收剂：15~35份。这样，本专利技术的微波除冰路面功能涂层，由三种组分构成，是一种具有较高微波吸收能力的路面材料，能显著提高路面微波除冰效率。进一步地，所述基体材料为阳离子型乳化沥青。进一步地，所述漂珠为粉煤灰漂珠，其粒径为180-250μm。进一步地，所述微波吸收剂为锰锌铁氧体与碳化硅粉末，其组分质量份数如下：锰锌铁氧体：40—80份；碳化硅粉末：20—60份。进一步地，所述锰锌铁氧体与碳化硅粉末，其粒径小于150μm。进一步地，所述锰锌铁氧体在2‒6GHz频段内，值大于。进一步地，所述碳化硅粉末在2‒6GHz频段内，值大于。微波除冰路面功能涂层形成路面功能材料的制作方法，其特征在于包括如下步骤，步骤一，按照工艺要求准备原料，基体材料、漂珠、锰锌铁氧体和碳化硅粉末，粒度满足要求；步骤二，按工艺配比称取基体材料、漂珠、锰锌铁氧体和碳化硅粉末，进行搅拌以混合均匀，得到微波除冰路面功能涂层材料；步骤三，将制得的微波除冰路面功能涂层材料按0.6-0.8kg/m2的量以涂刷的方式涂抹在普通混凝土或普通沥青路面上，破乳稳定后得到微波除冰路面功能材料。将微波除冰路面功能涂层涂刷在普通混凝土或普通沥青路面上，形成稳定的功能涂层，经30s微波辐照后表面温度由室温升至106.3℃，除冰效率显著提高，其粘结性能、抗滑性能、耐水性均满足公路路面设计规范要求。与现有技术相比，本专利技术得到的微波除冰路面功能涂层及制作方法，具有如下有益效果：（1）本专利技术解决了现有微波除冰功能路面微波吸收能力弱，除冰效率较低的问题。（2）经过试验，本专利技术制得的微波除冰路面材料对于环境温度‒20℃，厚度1cm的冰层的融冰时间为52.3s，经30s微波辐照后表面温度由室温升至106.3℃，除冰效率显著提高，其粘结性能、抗滑性能、耐水性均满足公路路面设计规范要求。本专利技术适用于融化去除冬季路面的冰雪，是一种适用于严寒环境下微波除冰用的路面材料。附图说明图1是本专利技术AC-13级配曲线图。具体实施方式下面结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合具体实例对本专利技术做进一步详细说明。本专利技术的微波除冰路面功能涂层材料，其组分的质量份数如下：基体材料59~77份，其中基体材料的作用是分散微波吸收剂的介质材料，并提供涂覆于路面之上的粘结力；较优的基体材料为阳离子乳化沥青；漂珠6~8份；其中漂珠的作用是改善涂层材料与空气界面的阻抗匹配特性，提高涂层材料吸波效率；较优的漂珠为粉煤灰漂珠；微波吸收剂15~35份，锰锌铁氧体与碳化硅粉末作为微波吸收功能组分。粉煤灰漂珠是指粉煤灰中密度小于水的空心玻璃微珠,是粉煤灰珠状颗粒中的一种，因能漂浮在水上而得名。它的产生是当煤粉在热电厂锅炉内燃烧时，粘土质物质熔融成微液滴,在炉内湍流的热空气作用下高速自旋,形成浑圆硅铝球体。其呈灰白色，壁薄中空，重量很轻，容重为720kg/m3（重质），418.8kg/m3（轻质），粒径约0.1毫米，表面封闭而光滑，热导率小，耐火度≥1610℃。本专利技术的锰锌铁氧体与碳化硅粉末均为市售，是现有的复介质材料，具有优良的磁性与导电性，可通过磁损耗与介电损耗大量吸收微波的能量，并转化为热能来达到吸收微波的效果。这两种锌铁氧体与碳化硅粉末混合作为微波吸收剂，两者能够相互增强，提高微波吸收能力，提高冰层的升温效率，缩短冰层的融冰时间。本专利技术为使涂层材料与空气自由界面达到阻抗匹配，加入一定粒径的粉煤灰漂珠以改善涂层的电磁参数，以此达到阻抗调节的目的。其中，所述锰锌铁氧体在2-6GHz频段内，值大于；所述碳化硅粉末在2-6GHz频段内，值大于。与分别为电损吸波材料的介电损耗正切值与磁损耗角正切值，其数值越大，其微波吸收性能越好，所述锰锌铁氧体在低频段内的值小于，说明其是以磁损耗为主的损耗方式对微波进行衰减，所述碳化硅粉末在低频段内的值大于，说明其是以电损耗为主的损耗方式对微波进行衰减。其中，所述的基体材料为阳离子乳化沥青。其中，所述的漂珠为粉煤灰漂珠，其粒度范围为180-250μm。其中，微波吸收剂为锰锌铁氧体与碳化硅粉末的混合物，其粒度应小于150μm。微波除冰路面材料，其特征在于，包括基体材料、漂珠与微波吸收剂混合制得，粘度满足工艺要求，其组分质量份数如下：基体材料59~77份；漂珠6~8份；微波吸收剂15~35份。进一步地，所述基体材料为阳离子乳化沥青。微波除冰路面功能涂层形成路面功能材料的制作方法，其特征在于包括如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.微波除冰路面功能涂层，其特征在于：组分质量份数如下：/n基体材料：59~77份；/n漂珠：6~8份，粉煤灰漂珠作为成孔组分；/n微波吸收剂：15~35份。/n

【技术特征摘要】
1.微波除冰路面功能涂层，其特征在于：组分质量份数如下：
基体材料：59~77份；
漂珠：6~8份，粉煤灰漂珠作为成孔组分；
微波吸收剂：15~35份。


2.根据权利要求1所述的微波除冰路面功能涂层，其特征在于，所述基体材料为阳离子型乳化沥青。


3.根据权利要求1或2所述的微波除冰路面功能涂层，其特征在于，所述漂珠为粉煤灰漂珠，其粒径为180-250μm。


4.根据权利要求1或2所述的微波除冰路面功能涂层，其特征在于，所述微波吸收剂为锰锌铁氧体与碳化硅粉末，其组分质量份数如下：
锰锌铁氧体：40—80份；
碳化硅粉末：20—60份。


5.根据权利要求4所述的微波除冰路面功能涂层，其特征在于，所述锰锌铁氧体与碳化硅粉末，其粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：王智，王子仪，何坚，刘川，秦洪一，王缘，
申请(专利权)人：重庆大学，重庆海申应用技术研究院有限公司，重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50