CN110669418A - 一种灰色热反射降温涂料及其在沥青路面上的应用和制备方法 - Google Patents

一种灰色热反射降温涂料及其在沥青路面上的应用和制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种灰色热反射降温涂料及其在沥青路面上的应用和制备方法，由重量份数的以下组分组成，水性聚氨基甲酸酯聚合乳液100份，金属氧化物混相颜料1‑20份，热反射填料2‑15份，无机中空微粒子1‑10份，分散剂0.1‑5份，消光剂1‑30份，消沫剂0.1‑5份，平整剂1‑10份，塑化剂3‑20份，防流挂剂0.2‑6份，凝胶剂0.05‑2份。该灰色热反射降温涂料的特点在于可以有效反射超过80％以上的近红外光线，用于路面、房屋建筑及各种钢结构表面，在夏季可以降低10‑20℃。用于沥青路面，可以极大降低路面温度，减少高温带来的车辙、涌包等损害；尤其是用于城市主干道，可以有效缓解“城市热岛”效应，极大改善居住环境。

Description

一种灰色热反射降温涂料及其在沥青路面上的应用和制备 方法
技术领域
本发明涉及一种灰色热反射降温涂料及其在沥青路面上的应用和制备方法。特别是以水性聚氨基甲酸酯聚合乳液为成膜基料的适合沥青路面使用的灰色热反射涂料。
背景技术
近年来，由于全球变暖等气候变化带来的夏季极端天气越来越频繁，也加剧了“城市热岛”效应。
灰色热反射降温涂料中的热反射颜料及中空微粒子可以有效反射光线中80％的近红外光，这样就可以极大的减少房屋建筑对热量的吸收，从而降低它们的表面温度。但是高温天气同样加快了沥青路面的损害，目前适用于建筑物表面的灰色热反射涂料由于耐磨性及抗滑性不能达到实际路用指标，不适合沥青路面使用。
如CN105925073B公开了一种耐腐蚀超疏水热反射涂料的制备方法，CN105885595B公开了一种自清洁有机硅改性丙烯酸树脂隔热反射涂料的制备方法，CN105754427B公开了一种自洁彩色太阳热反射涂料的制备方法，这些涂料应用于建筑物上，能够起到一定的降温效果，但是均不适合沥青路面使用。
CN105908590B公开了一种沥青路面的降温方法，该方法需对原有路面进行铣刨，摊铺稀浆封层和磨耗层，施工工艺复杂，这并不是直接用于现有沥青路面。CN101824269B公开了一种沥青路面热反射涂料，但该发明所使用的颜料均为彩色系，这些彩色涂料会对司机的正常驾驶造成严重影响，根本不适合在沥青路面大面积使用。在其作者进一步公开的专利CN103666174B中，只是将树脂从丙烯酸改性聚酯树脂换成了含氟(甲基)丙烯酸酯，其他并无较大改动，且关键的颜色问题没有进行研究。这些专利要么实施繁琐，要么不适合具体的实际路用，没有实际推广价值。
目前，热反射涂料真正在沥青路面上应用的国家只有日本，但是由于涂料成本极为昂贵，该技术在日本的应用也非常有限。
其次，目前国内的热反射涂料树脂材料采用丙烯酸树脂、环氧树脂或水性丙烯酸树脂，颜填料采用一些陶瓷类物质和热反射颜料，耐磨性及抗滑性均不能达到实际路用指标，只在一些建筑外墙、罐体等基本没有任何磨耗的地方使用，在实际沥青路面的应用更是没有。
针对这些实际问题，急需开发一款既满足热反射效果，又能满足实际沥青路用要求的施工简单的热反射降温涂料。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种灰色热反射降温涂料，第二目的在于提供该灰色热反射降温涂料的应用，第三目的在于提供该种灰色热反射降温涂料的制备方法，该热反射涂料应用于沥青路面，不仅能起到降低沥青路面温度的效果，同时在耐磨性及抗滑性上均能达到实际路用指标。
为了实现上述第一目的，本发明提供了一种灰色热反射降温涂料，其特征在于，由重量份数的以下组分组成：
Figure BDA0002245657410000021
Figure BDA0002245657410000031
所述的金属氧化物混相颜料包括铁铬黑、铜铬黑、铁钛黑及铬铁铜黑中的一种或几种混合物；
所述的热反射填料包括锐钛型二氧化钛、金红石型二氧化钛或锌钡白中的一种或几种混合物。
本发明以水性聚氨基甲酸酯聚合乳液为成膜基料，配以金属氧化物混相颜料、热反射填料以及无机中空微粒子，制得的涂料为灰色系涂料，与水泥颜色接近，不会对驾驶员造成任何视觉影响。
以水性聚氨基甲酸酯聚合乳液为成膜基料，配以金属氧化物混相颜料、热反射填料以及无机中空微粒子，最终制得的涂料应用于沥青路面，防滑性能BPN值大于45，具有良好的耐磨性及抗滑性，适合在沥青路面上使用，同时也可以在建筑物表面使用。
本发明的涂料可直接铺装在沥青路面上，施工简单。可在夏季高温时有效降低路面温度10℃以上，可以极大改善路面高温热稳性病害。
上述方案中：所述的无机中空微粒子在于内部充有二氧化碳或氮气。增加保温隔热效果。
上述方案中：所述分散剂选自三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或几种。
上述方案中：所述消光剂选自微米级沉淀水合二氧化硅、微米级二氧化硅气凝胶、气相二氧化硅中的一种或几种。
上述方案中：所述消沫剂选自有乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚二甲基硅氧烷等中的一种或几种。
上述方案中：所述平整剂选自聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚醚聚酯改性有机硅氧烷、烷基改性有机硅氧烷中的一种或几种。
上述方案中：所述塑化剂选自丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、三丙二醇甲醚、二丙二醇丙醚中的一种或几种。
上述方案中：所述防流挂剂选自改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮溶液、改性氢化蓖麻油中的一种或几种；
所述凝胶剂选自改性脲聚氨酯类、聚丙烯酸类、聚氧乙烯类中的一种或几种。
本发明的第二目的是这样实现的：所述灰色热反射降温涂料在沥青路面上的应用。
本发明的第三目的是这样实现的：一种所述灰色热反射降温涂料的制备方法，其特征在于，按照如下步骤制备：
a.在剪切机中加入水性聚氨基甲酸酯聚合乳液，转速设置200-300r/min，用氨水将体系pH值调节至7-8后继续剪切5-10min；
b.将剪切速度调大至300-400r/min，加入分散剂和部分的消沫剂后继续剪切5-10min；
c.将金属氧化物混相颜料、热反射填料、无机中空微粒子和消光剂，充分混匀得到混合物，将剪切机速度调至600-800r/min后将上述混合物加入到乳液中继续剪切10-30min；
d.将剩余的消沫剂、平整剂和塑化剂滴加入体系后继续剪切0.5-1h；
e.最后将防流挂剂和凝胶剂滴加入体系后继续剪切0.5-1h，出料。
本发明分步加入各种原材料，保证各材料均匀分散，不团结，施工工艺简单，制作容易。
有益效果，本发明的沥青路面灰色热反射降温涂料在太阳光反射、耐磨、抗滑、耐候等具有良好性能。将该涂料涂布在沥青路面表层，可在夏季高温时有效降低路面温度10℃以上，可以极大改善路面高温热稳性病害，缓解“城市热岛”效应，加之其为灰色系，并不会对驾驶员造成任何视觉影响。其次，本发明的涂料可直接铺装于沥青路面，施工简单。本发明的涂料，制备工艺简单，成本低，适合工业化生产。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明作进一步说明：
实施例1-4选用的配料见下表1
表1各实施例的组成成分
Figure BDA0002245657410000051
Figure BDA0002245657410000061
实施例1-4按照如下步骤制备：
a.在剪切机中加入水性聚氨基甲酸酯聚合乳液，转速设置200-300r/min，用氨水将体系pH值调节至7-8后继续剪切5-10min。
b.将剪切速度调大至300-400r/min，加入分散剂和第一部分的消沫剂后继续剪切5-10min。
c.将金属氧化物混相颜料、热反射填料、无机中空微粒子和消光剂，充分混匀得到混合物，将剪切机速度调至600-800r/min后将上述混合物加入到乳液中继续剪切10-30min。
d.将第二部分的消沫剂、平整剂和塑化剂滴加入体系后继续剪切0.5-1h；
e.最后将防流挂剂和凝胶剂滴加入体系后继续剪切0.5-1h，出料。
根据《色漆、清漆和色漆与清漆用原材》的相关要求，对实施例1-4中所制得的灰色热反射降温涂料进行涂料的相关标准的测试，测试结果见表2。
表2实施例1测试结果
Figure BDA0002245657410000072
实施例2-4测试结果与实施例1相同。
对实施例1-4中所制得的灰色热反射降温涂料各取1kg，分别涂布在面积为1m2的沥青路面上，并撒布0.5kg的石英砂防滑颗粒(指标见表3)，待其固化后，根据《路面防滑涂料》、《路标标线涂料》等对其进行检测，检测结果见表4。
表3防滑颗粒技术指标
项目 单位 技术要求 测试方法
粒径 mm 1.18-2.36 JTG F40-2004
表观密度 g·cm<sup>-3</sup> 2.25-2.45 T0328-2005
硬度 — ≥6 JT/T 712-2008
吸水率 ％ ＜3.0 T0330-2005
洛杉矶磨耗 ％ ＜20 T0317-2005
压碎值 ％ ≤18 T0322-2000
表4实施例1测试结果
Figure BDA0002245657410000071
Figure BDA0002245657410000081
实施例2-4测试结果与实施例1相同。
对铺涂了实施例1-4所制得的灰色热反射降温涂料的沥青路面与未铺装的沥青路面分别进行降温测试，测试结果见表5。
表5实施例1-4降温测试
Figure BDA0002245657410000082
对比测试结果，实施例1-4在满足涂料的指标以及路用性能的指标外，在沥青路面温度达到70℃以上时，实施例1有接近20℃的降温效果，实施例2-4有接近15℃左右的降温效果，综合的实施例1具有更优异的降温效果，这主要归因于实施例1所用的金属氧化物混相颜料是区别于实施例2-4的铁铬黑，除本身具有调色的功能外，它也特殊地对红外线具有良好的反射作用，这样就使得实施例1比实施例2-4的降温效果更显著。
本发明不局限于上述实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种灰色热反射降温涂料，其特征在于，由重量份数的以下组分组成：
Figure FDA0002245657400000011
所述的金属氧化物混相颜料包括铁铬黑、铜铬黑、铁钛黑及铬铁铜黑中的一种或几种混合物；
所述的热反射填料包括锐钛型二氧化钛、金红石型二氧化钛或锌钡白中的一种或几种混合物。
2.根据权利要求1所述灰色热反射降温涂料，其特征在于：所述的无机中空微粒子的内部充有二氧化碳或氮气。
3.根据权利要求1或2所述灰色热反射降温涂料，其特征在于：所述分散剂选自三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述灰色热反射降温涂料，其特征在于：所述消光剂选自微米级沉淀水合二氧化硅、微米级二氧化硅气凝胶、气相二氧化硅中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述灰色热反射降温涂料，其特征在于：所述消沫剂选自有乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚二甲基硅氧烷等中的一种或几种。
6.根据权利要求5所述灰色热反射降温涂料，其特征在于：所述平整剂选自聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚醚聚酯改性有机硅氧烷、烷基改性有机硅氧烷中的一种或几种。
7.根据权利要求6所述灰色热反射降温涂料，其特征在于：所述塑化剂选自丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、三丙二醇甲醚、二丙二醇丙醚中的一种或几种。
8.根据权利要求7所述灰色热反射降温涂料，其特征在于：所述防流挂剂选自改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮溶液、改性氢化蓖麻油中的一种或几种；
所述凝胶剂选自改性脲聚氨酯类、聚丙烯酸类、聚氧乙烯类中的一种或几种。
9.权利要求1-8任一项所述灰色热反射降温涂料在沥青路面上的应用。
10.一种权利要求1-8任一项所述灰色热反射降温涂料的制备方法，其特征在于，按照如下步骤制备：
a.在剪切机中加入水性聚氨基甲酸酯聚合乳液，转速设置200-300r/min，用氨水将体系pH值调节至7-8后继续剪切5-10min；
b.将剪切速度调大至300-400r/min，加入分散剂和部分的消沫剂后继续剪切5-10min；
c.将金属氧化物混相颜料、热反射填料、无机中空微粒子和消光剂充分混匀得到混合物，将剪切机速度调至600-800r/min后将上述混合物加入到乳液中继续剪切10-30min；
d.将剩余的消沫剂、平整剂和塑化剂滴加入体系后继续剪切0.5-1h；
e.最后将防流挂剂和凝胶剂滴加入体系后继续剪切0.5-1h，出料。
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