一种沥青路面使用的路用复合相变材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种沥青路面使用的路用复合相变材料，路用复合相变材料包括颗粒状相变材料以及均匀覆盖上述颗粒状相变材料表面的聚氨酯类聚合物以及分散在聚合物中的石墨。本发明专利技术的路用复合相变材料，对相变材料颗粒进行封装，达到包裹密实、连续的效果。在颗粒表面涂上的包裹涂层具有与沥青材料相一致的硬度和弹性，能够提高整体路用材料的抗车辙压力，并保持涂层不开裂。掺入石墨材料，同时提高热量传导效率，保证调温性能不下降。保证调温性能不下降。

【技术实现步骤摘要】
一种沥青路面使用的路用复合相变材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及建筑材料领域，具体涉及一种沥青路面使用的路用复合相变材料，更具体地，本专利技术还涉及所述复合相变材料的制备方法。

技术介绍

[0002]目前国内外路用材料主要以沥青材料铺设路面为主，用到的沥青混合料是一种温度敏感性材料，在极端天气的地区，沥青路面受温度骤降影响引起材料的严重收缩，当沥青混合料面层内产生的温度应力超过沥青混合料在相应温度下的强度时引起不可逆、难修补的开裂。裂缝的快速扩展会使水或其它腐蚀性物质进入路面结构中，破坏路面结构承载能力，缩短路面的使用寿命。
[0003]相变材料是一种随温度变化而改变形态并提供潜热，在相变过程中以潜热形式储存或释放热量的物质。当达到材料自身的相变温度即可触发储能放热过程，通过储能放热可以显著减小材料的温度变化幅度，具有节能减排和改善路面结构温度分布的功能，从而提高结构强度和耐久性。
[0004]CN101029216A一种复合相变降温沥青路面材料本专利技术为一种自调温公路相变材料及生产方法，主要应用于公路、城市道路等领域。它采用复合新工艺，生成一种新物质。该物质利用具有两元相变调温机理，具有较大潜热值，通过蓄能介质相变对太阳能储释，调控路面温度，避免路面冬季霜冻安全隐患和冰冻产生裂缝，提高道路行使安全性；夏季路面温度过高，削减热应力及雨水爆击对路面损害，有效延长道路寿命。
[0005]CN111484277A涉及道路工程领域，涉及一种相变调温的水泥沥青复合混凝土及其制备方法和用途。本专利技术提供一种相变调温的水泥沥青复合混凝土，其原料按重量份计，包括如下组分：矿质混合料80
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120份；沥青3
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7份；水泥胶浆5
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18份；相变调温微胶囊2
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10份。本专利技术所提供的相变调温的水泥沥青复合混凝土可以用于构建调温混凝土道路结构，并可以通过灌入的相变调温微胶囊，调节路面温度。
[0006]CN106517894A公开了一种交通路面用相变调温沥青复合材料及其制备方法,该复合材料由集料、基础沥青、复合相变材料、沥青改性料、稳定剂、抗氧化剂制成，沥青改性料由聚乙烯或聚丙烯废料、废旧轮胎粉和介质粉组成，复合相变材料由金属粉和陶瓷基相变材料组成，金属粉由镍粉和铜粉混合而成；所述的陶瓷基相变材料由支撑材料和癸酸制成，支撑材料由高岭土、蒙脱石粘土、锆英石、堇青石细粉、氧化镁微粉和改性纳米二氧化钛、碳化硅细粉、碳酸氢钠和碳酸钙烧结而成。本专利技术的陶瓷基相变材料可以在其表面包裹一层EVA树脂，进一步减小相变材料固
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液转化过程中泄漏问题，提高陶瓷基相变材料的稳定性，进而提高沥青复合材料的相变调温的稳定性。
[0007]CN107586537A涉及一种复合相变材料及其制备方法，通过水热法制备得到三维套筒状石墨烯，将三维石墨烯与混合盐通过真空浸渍法复合得到复合相变材料，混合盐包括硼砂和Na2SO4
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10H2O，混合盐中硼砂和Na2SO4
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10H2O的质量比为(0～1)：25，三维石墨烯和混合盐的质量比为1：(7～10)。与现有技术相比，本专利技术三维套筒状石墨烯结构应用于与
无机水合盐的复合中，对解决相分离与过冷等问题提供了新的思路，大大拓宽了无机水合盐的应用领域，应用前景广阔，且本专利技术三维石墨烯/无机水合盐复合相变材料可作为相变大胶囊应用于建筑生态节能等领域。
[0008]CN103508701A提出一种复合相变降温沥青路面材料，一种复合相变降温沥青路面材料，该路面材料由粗集料、细集料、填料、无促凝剂二氧化硅定形复合相变材料、纤维和沥青按照一定质量比例热拌而成，各原材料所占质量百分数为：粗集料50～80％，细集料10～30％，填料0～10％，定形复合相变材料2～10％，纤维0～0.5％，沥青4～7％。该材料将具有储能功效的相变材料通过溶胶凝胶法制备定形复合相变材料，干燥、研磨、表面疏水改性，干燥后得定形复合相变颗粒，筛分后用以替代一定粒径的集料或填料应用于沥青混合料中，获得复合相变降温沥青路面材料，该材料具有良好的降低沥青路面温度的效果，提高沥青路面的高温稳定性，同时可缓解城市热岛效应。
[0009]CN102515650A涉及相变调温水泥沥青复合式混凝土及其制备方法，将掺有相变材料的水泥胶浆以自流平的方式灌注到大孔隙沥青混凝土中以保证其空隙被完全填满，其中大孔隙沥青混凝土各组分计为：集料88～91％，矿粉5～7％，改性沥青4～5％，其孔隙率为20％～30％；掺有相变材料的水泥胶浆各组分为水泥40～45％，细砂15～20％，粉煤灰5～7％，水25～30％，膨胀剂0.6～1.5％，复合相变材料5～10％，减水剂0.3～0.5％。本专利技术具有以下有益效果：工艺简单、成本低、易实施；可使路面具有较强抵抗车辙能力，同时具有降低路面温度功能；避免了传统热拌沥青混凝土的高温拌合摊铺过程对相变材料的热损伤。
[0010]目前现有技术对于路用相变调温材料获得了较多研究成果，但关于相变调温材料对路用材料性能的影响尚不明确，同时还存在一系列不足待解决，例如相变材料与基体材料的相容性、相变材料的稳定性等等。因此，急需开发出一种稳定、相容性好的路用复合相变材料。

技术实现思路

[0011]本专利技术旨在提供一种路用复合相变材料及其制备方法，解决现有技术中存在相变材料不稳定、与基体材料不相容、以及调温性能不足的问题。
[0012]专利技术人研究发现，虽然路面沥青材料加入相变材料后，具有一定的调温作用。但是长时间暴露在室内以及经受车辙压力后，受损的相变材料发生相变时，相变材料会变得不稳定，部分会从基体材料渗漏，从而影响相变建筑材料的储放热性能，并且还会对基体材料造成损害(例如加剧腐蚀和开裂)，降低基体材料的力学性能。虽然现有技术中存在利用溶胶
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凝胶、胶囊技术来封装相变材料不被破坏，但是封装后的效果不理想，例如多次受力循环后封闭性下降，封装体与基体材料缺乏适应性和一致性，以及在基体中的分散不均匀等等。
[0013]本申请专利技术人，从考虑到相变材料自身的优缺点以及材料封装后与基体材料的相容性、稳定性、经济性，提出一种新型的相变复合材料及制备方法。采用的手段包括，利用包裹在相变材料颗粒表面的两种有机化合物在界面进行聚合反应来封闭相变材料颗粒。优选地，相变颗粒表面依次覆盖上述两种化合物，这种界面直接接触临界状态利于后续的聚合接枝反应，能够直接在相变颗粒表面形成、覆盖上一层均匀紧密的聚氨酯类聚合物膜进行封装。优选地，这种聚合物膜具有特定的硬度和弹性，也使基体材料具有更高相适性，来满
足路面材料的压力形变。
[0014]同时在两种反应物的界面加入石墨，石墨被均匀分散至夹层中，利用石墨保证导热传热的效率，保证潜热不损失，降低封装结构对调温性能的影响。上述提到的界面聚合的方式，对保证石墨在涂层中的分布的形态的影响是重要的。同时界面聚合的方式，有利于聚合物薄膜与芯部的相变材料颗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沥青路面使用的路用复合相变材料的制备方法，包括如下步骤：1)提供相变材料颗粒：相变材料选自石蜡、聚乙二醇类、水合盐类、脂脂酸和脂肪醇类及其衍生物的一种或多种；2)第一次包裹：将相变材料颗粒分散进入流化床内，在气流作用下循环运动，同时涂层区放置的聚酯多元醇由泵驱动，从喷嘴处通过高速空气进行雾化喷出，与上述颗粒进行接触，形成第一次包裹颗粒；3)颗粒表面附着石墨：步骤2)得到的第一次包裹颗粒浸渍于石墨的丙酮溶液中，超声分散10
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30min，放至惰性气体的容器中，干燥，除去丙酮溶剂，得到；4)第二次包裹：将步骤3)得到包覆石墨的颗粒，分散进入流化床内，在气流作用下循环运动，同时涂层区放置的多异氰酸酯由泵驱动，从喷嘴处通过高速空气进行雾化，与上述颗粒进行接触，形成第二包裹颗粒；5)聚合完成封装：将步骤4)的第二次包裹颗粒移至反应室，加热进行聚合反应，得到颗粒表面均匀覆盖聚合物的路用复合相变材料。2.根据权利要求1所述的一种沥青路面使用的路用复合相变材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2)和4)中的流化床底部设置热床，并且在造粒干燥时振动。3.根据权利要求1所述的一种沥青路面使用的路用复合相变材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中的聚酯多元醇选自饱和脂肪族聚酯多元醇、聚己内酯多元醇和聚碳酸酯二醇的一种或多种。4.根据权利要求1所述的一种沥青路面使用的路用复合相变材料的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中的多异氰酸酯选自4，4
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二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、四甲基二甲苯二...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍东辉，高伟，郭猛，吕少华，于长春，王海林，贾玲，王子彬，侯超，郭磊，齐朝晖，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：