CN113861783B - 调节沥青路面温度的组合物及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种调节沥青路面温度的组合物及其制备方法和用途。该调节沥青路面温度的组合物包括组分A和组分B；其中，组分A包括热固性甲基丙烯酸树脂、溶剂、金红石型二氧化钛、近红外反射二氧化钛、二氧化硅粉、二氧化硅微球、消光粉和分散剂；其中，组分B包括：固化剂。该调节沥青路面温度的组合物对沥青路面具有良好的温度调节功能。

Description

调节沥青路面温度的组合物及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及一种调节沥青路面温度的组合物及其制备方法和用途，特别涉及一种热固性甲基丙烯酸树脂系调节沥青路面温度的组合物及其制备方法和用途。
背景技术
沥青路面具有良好的平整度，行车舒适度和降噪能力，因而被广泛应用于各种高等级路面中。沥青是一种吸热材料，对太阳辐射光波长的吸收范围广，大量的热量积累在沥青面层中，使路面温度升高。这种高温环境容易导致城市“热岛效应”，严重影响大气温度。因而急需开发一款既满足温度调节功能，又能够满足实际路用要求的调节沥青路面温度的组合物。
CN102533011A公开了一种组合物包括氟碳树脂100～150重量份、丙烯酸树脂30～40重量份、空心微珠10～20重量份、二氧化钛40～60重量份、二氧化硅20～30重量份和助剂30～40重量份。所述二氧化钛为金红石型二氧化钛，所述空心微珠为陶瓷空心微珠或玻璃微珠。该组合物以氟碳树脂和丙烯酸树脂为成膜物质，对沥青路面的粘结性能不强。此外，空心微珠和二氧化钛组合的温度调节功能不好。
CN101195725A公开了一种车辆用隔热组合物，以有机树脂成膜物作为主料，添加红外反射颜料、中空陶瓷微珠、二氧化硅气凝胶。中空陶瓷微珠和二氧化硅气凝胶为隔热物质，其应用于沥青路面的温度调节功能不好。
发明内容
有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种调节沥青路面温度的组合物，该调节沥青路面温度的组合物应用于沥青路面具有良好的温度调节功能。本发明的另一个目的在于提供一种调节沥青路面温度的组合物的制备方法。本发明的再一个目的在于提供一种调节沥青路面温度的组合物在调节沥青路面的温度中的用途。
上述技术目的通过如下技术方案实现。
一方面，本发明提供了一种调节沥青路面温度的组合物，包括组分A和组分B；
其中，组分A包括：
Figure BDA0003323804080000021
其中，组分B包括：
固化剂 5.0～23.0重量份。
根据本发明的调节沥青路面温度的组合物，优选地，所述溶剂为乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、二甲苯和甲基异丁酮的混合物。
根据本发明的调节沥青路面温度的组合物，优选地，所述乙酸丁酯的用量为10～25重量份，丙二醇甲醚醋酸酯的用量为3～15重量份，二甲苯的用量为1～10重量份，甲基异丁酮的用量为0.5～5重量份。
根据本发明的调节沥青路面温度的组合物，优选地，所述金红石型二氧化钛和近红外反射二氧化钛的质量比为1：(0.8～1.8)。
根据本发明的调节沥青路面温度的组合物，优选地，所述二氧化硅粉和二氧化硅微球的质量比为1：(0.3～1.3)。
根据本发明的调节沥青路面温度的组合物，优选地，所述金红石型二氧化钛的粒径为200～400nm，所述近红外反射二氧化钛的粒径为400～2500nm，所述二氧化硅微球的粒径为20～120μm。
根据本发明的调节沥青路面温度的组合物，优选地，所述热固性甲基丙烯酸树脂的牌号为U-4357，购买自浙江金质丽化工有限公司；所述消光粉的牌号为TSA-260L，购买自成都展联商贸有限公司；所述分散剂的牌号为BYK-163，购买自毕克化学有限公司；所述固化剂的牌号为T-SD50，购买自浙江金质丽化工有限公司。
另一方面，本发明提供了上述调节沥青路面温度的组合物的制备方法，包括如下步骤：
(1)将热固性甲基丙烯酸树脂和溶剂在100～1000r/min的条件下搅拌0.5～5h，得到第一混合物；
(2)将第一混合物、金红石型二氧化钛和近红外反射二氧化钛在1000～2500r/min的条件下搅拌5～60min，得到第二混合物；
(3)将第二混合物、二氧化硅粉、二氧化硅微球和消光粉在500～2000r/min的条件下搅拌5～60min，得到第三混合物；
(4)将第三混合物和分散剂在100～1000r/min的条件下搅拌3～30min，得到组分A。
再一方面，本发明提供了上述调节沥青路面温度的组合物在调节沥青路面的温度中的用途。
根据本发明的用途，优选地，将组分A和组分B混合后覆盖在沥青路面上，然后撒布石英砂防滑颗粒。
本发明的调节沥青路面温度的组合物中的热固性甲基丙烯酸树脂对沥青路面具有良好的粘附能力。本发明的申请人意外地发现，将金红石型二氧化钛、近红外反射二氧化钛、二氧化硅粉和二氧化硅微球联合使用能够增强热固性甲基丙烯酸树脂的温度调节能力，从而使得组合物对沥青路面具有良好的温度调节功能。
附图说明
图1为温度调节性能测试所使用的试验箱的照片图。
附图标记如下：
1-实验箱；2-试件；3-碘钨灯。
具体实施方式
下面对本发明进行更详细的描述，但本发明不限于此。
<调节沥青路面温度的组合物>
本发明的调节沥青路面温度的组合物包括组分A和组分B。在某些实施方式中，调节沥青路面温度的组合物由组分A和组分B组成。
组分A
在本发明中，组分A包括热固性甲基丙烯酸树脂、溶剂、金红石型二氧化钛、近红外反射二氧化钛、二氧化硅粉、二氧化硅微球、消光粉和分散剂。在某些实施方式中，组分A由热固性甲基丙烯酸树脂、溶剂、金红石型二氧化钛、近红外反射二氧化钛、二氧化硅粉、二氧化硅微球、消光粉和分散剂组成。
热固性甲基丙烯酸树脂可以选自购买自浙江金质丽化工有限公司的U-4357。热固性甲基丙烯酸树脂的用量可以为20.0～60.0重量份；优选为25.0～50.0重量份；更优选为35.0～40.0重量份。这样的热固性甲基丙烯酸树脂对沥清路面具有优良的粘附性能，且耐热性好，非常适合应用于沥青路面。
本发明的溶剂为有机溶剂，其用于溶解或分散其他组分。溶剂的用量可以为20.0～55.0重量份；优选为25.0～45.0重量份；更优选为30.0～35.0重量份。
在某些实施方案中，溶剂可以为乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、二甲苯和甲基异丁酮的混合物。乙酸丁酯的用量为10～25重量份；优选为13～20重量份；更优选为15～18重量份。丙二醇甲醚醋酸酯的用量为3～15重量份；优选为5～12重量份；更优选为6～10重量份。二甲苯的用量为1～10重量份；优选为2～8重量份；更优选为3～6重量份。甲基异丁酮的用量为0.5～5重量份；优选为1.5～4重量份；更优选为2～3重量份。这样能够提高调节沥青路面温度的组合物的均一性，提高调节沥青路面温度的组合物的温度调节功能。
本发明可以使用本领域常规的金红石型二氧化钛。金红石型二氧化钛的粒径可以为200～400nm。金红石型二氧化钛的用量可以为2.0～6.0重量份；优选为3.0～5.0重量份；更优选为4.0～4.5重量份。根据本发明的一个实施方式，金红石型二氧化钛牌号为R-706，购买自杜邦公司。
本发明可以使用本领域常规的近红外反射二氧化钛。近红外反射二氧化钛的粒径可以为400～2500nm。近红外反射二氧化钛的用量可以为3.0～8.0重量份；优选为4.0～7.0重量份；更优选为5.0～6.0重量份。根据本发明的一个实施方式，近红外反射二氧化钛牌号为PFR-404，购买自日本石原产业株式会社。
金红石型二氧化钛和近红外反射二氧化钛的质量比可以为1：(0.8～1.8)；优选为1：(1.0～1.6)；更能优选为1：(1.2～1.4)。
本发明可以使用本领域常规的二氧化硅粉。二氧化硅粉的用量可以为1.0～5.0重量份；优选为2.0～4.0重量份；更优选为2.5～3.5重量份。
本发明可以使用本领域常规的二氧化硅微球。二氧化硅微球的粒径为20～120μm；优选为40～100μm；更优选为50～80μm。二氧化硅微球的用量可以为0.5～5.0重量份；优选为1.5～4.0重量份；更优选为2.0～3.0重量份。
二氧化硅粉和二氧化硅微球的质量比为1：(0.3～1.3)；优选为1：(0.5～1.0)；更优选为1：(0.7～0.9)。
本发明的目的不在于采用某种新型的组分，而在于将这些组分有机地组合在一起发挥其更大的功能。虽然金红石型二氧化钛、近红外反射二氧化钛、二氧化硅粉和二氧化硅微球分别属于本领域已知的组分，然而尚未出现将金红石型二氧化钛、近红外反射二氧化钛、二氧化硅粉和二氧化硅微球联合使用以提高调节沥青路面温度的组合物的温度调节功能的报道，且这样的组合所产生的技术效果是不可预期的。将金红石型二氧化钛、近红外反射二氧化钛、二氧化硅粉和二氧化硅微球的用量限定在本发明的范围内，可以进一步改善调节沥青路面温度的组合物的温度调节功能。
消光粉可以为TSA-260，其可以购买自成都展联商贸有限公司。消光粉的用量为0.2～3.5重量份；优选为0.5～2.5重量份；更优选为1.0～2.0重量份。
分散剂可以为BYK-163，其可以购买自毕克化学有限公司。分散剂的用量为0.2～3.5重量份；优选为0.5～2.5重量份；更优选为1.0～2.0重量份。
根据本发明的一个实施方式，组分A包括：
Figure BDA0003323804080000071
组分B
本发明的组分B包括固化剂。在某些实施方式中，组分B由固化剂组成。
固化剂可以为T-SD50，其可以购买自浙江金质丽化工有限公司。固化剂的用量为5.0～23.0重量份；优选为8.0～20.0重量份；更优选为10.0～15.0重量份。根据本发明的一个实施方式，固化剂的用量为13.6重量份。
<调节沥青路面温度的组合物的制备方法>
本发明的调节沥青路面温度的组合物的制备方法包括如下步骤：
(1)将热固性甲基丙烯酸树脂和溶剂在100～1000r/min的条件下搅拌0.5～5h，得到第一混合物；(2)将第一混合物、金红石型二氧化钛和近红外反射二氧化钛在1000～2500r/min的条件下搅拌5～60min，得到第二混合物；(3)将第二混合物、二氧化硅粉、二氧化硅微球和消光粉在500～2000r/min的条件下搅拌5～60min，得到第三混合物；(4)将第三混合物和分散剂在100～1000r/min的条件下搅拌3～30min，得到组分A。各原料的选择及用量如前文所述，在此不再赘述。
步骤(1)中，转速为100～1000r/min；优选为300～800r/min；更优选为400～600r/min。搅拌时间为0.5～5h；优选为1～4h；更优选为2～3h。
步骤(2)中，转速为1000～2500r/min；优选为1200～2000r/min；更优选为1400～1700r/min。搅拌时间为5～60min；优选为10～40min；更优选为20～30min。
步骤(3)中，转速为500～2000r/min；优选为700～1500r/min；更优选为900～1200r/min。搅拌时间为5～60min；优选为10～40min；更优选为15～30min。
步骤(4)中，转速为100～1000r/min；优选为200～800r/min；更优选为400～700r/min。搅拌时间为3～30min；优选为5～25min；更优选为10～15min。
组分B可以不经处理直接使用。
<调节沥青路面温度的组合物的用途>
本发明提供了一种调节沥青路面温度的组合物在调节沥青路面的温度中的用途。调节沥青路面温度的组合物及其制备方法如前文所述。具体地，将组分A和组分B混合后覆盖在沥青路面上，然后撒布石英砂防滑颗粒。
下面介绍以下实施例所使用的原料：
热固性甲基丙烯酸树脂牌号为U-4357，购买自浙江金质丽化工有限公司。
金红石型二氧化钛的粒径为200～400nm，其牌号为R-706，购买自杜邦公司。
近红外反射二氧化钛的粒径为400～2500nm，其牌号为PFR-404，购买自日本石原产业株式会社。
二氧化硅微球的粒径为50～80μm，购买自重庆市沙坪坝区光明石英沙厂。
消光粉牌号为TSA-260L，购买自购自成都展联商贸有限公司。
分散剂牌号为BYK-163，购买自毕克化学有限公司。
固化剂牌号为T-SD50，购买自浙江金质丽化工有限公司。
下面介绍测试方法：
温度调节性能测试：将组分A和组分B混合后涂覆在空白沥青车辙板试件C(长30cm，宽30cm，厚5cm)上，然后撒布石英砂防滑颗粒，得到沥青车辙板试件D。将空白沥青车辙试件C和沥青车辙试件D放入图1所示的实验箱1内进行温度调节测试，测量试件2表面和内部的温度。图1所示的实验箱的顶部设置有两个光谱类似于太阳光的1000W碘钨灯3，碘钨灯3距离试件2的垂直距离为30cm。
实施例1
调节沥青路面温度的组合物由组分A和组分B组成：
组分A由如下原料组成：
Figure BDA0003323804080000091
Figure BDA0003323804080000101
组分B由如下原料组成：
固化剂 13.6重量份
组分A的制备方法包括如下步骤：
(1)将热固性甲基丙烯酸树脂、乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、二甲苯和甲基异丁酮在500r/min的条件下搅拌2h，得到第一混合物；
(2)将第一混合物、金红石型二氧化钛和近红外反射二氧化钛在1500r/min的条件下搅拌20min，得到第二混合物；
(3)将第二混合物、二氧化硅粉、二氧化硅微球和消光粉在1000r/min的条件下搅拌20min，得到第三混合物；
(4)将第三混合物和分散剂在500r/min的条件下搅拌10min，得到组分A。
组合物的性能如表2和3所示。
比较例1～6
除组分A的原料组成如表1所示外，其余同实施例1。组合物的性能如表2和3所示。
表1
Figure BDA0003323804080000111
注：除非特别声明，上述数据均采用重量份计。
表2
Figure BDA0003323804080000121
表3
Figure BDA0003323804080000131
本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。

Claims (8)

1.一种调节沥青路面温度的组合物，其特征在于，由组分A和组分B组成；
其中，组分A由以下组分组成：
Figure FDA0003583581140000011
其中，组分B由以下组分组成：
固化剂 5.0～23.0重量份；
其中，所述金红石型二氧化钛的粒径为200～400nm，所述近红外反射二氧化钛的粒径为400～2500nm，所述二氧化硅微球的粒径为20～120μm；
所述金红石型二氧化钛和近红外反射二氧化钛的质量比为1：(0.8～1.8)；
所述溶剂为乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、二甲苯和甲基异丁酮的混合物；所述乙酸丁酯的用量为10～25重量份，丙二醇甲醚醋酸酯的用量为3～15重量份，二甲苯的用量为1～10重量份，甲基异丁酮的用量为0.5～5重量份。
2.根据权利要求1所述的调节沥青路面温度的组合物，其特征在于，所述金红石型二氧化钛和近红外反射二氧化钛的质量比为1：(1.0～1.6)。
3.根据权利要求1所述的调节沥青路面温度的组合物，其特征在于，所述二氧化硅粉和二氧化硅微球的质量比为1：(0.3～1.3)。
4.根据权利要求1所述的调节沥青路面温度的组合物，其特征在于，所述二氧化硅微球的粒径为40～100μm。
5.根据权利要求1所述的调节沥青路面温度的组合物，其特征在于，所述热固性甲基丙烯酸树脂的牌号为U-4357，购买自浙江金质丽化工有限公司；所述消光粉的牌号为TSA-260L，购买自成都展联商贸有限公司；所述分散剂的牌号为BYK-163，购买自毕克化学有限公司；所述固化剂的牌号为T-SD50，购买自浙江金质丽化工有限公司。
6.根据权利要求1～5任一所述的调节沥青路面温度的组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将热固性甲基丙烯酸树脂和溶剂在100～1000r/min的条件下搅拌0.5～5h，得到第一混合物；
(2)将第一混合物、金红石型二氧化钛和近红外反射二氧化钛在1000～2500r/min的条件下搅拌5～60min，得到第二混合物；
(3)将第二混合物、二氧化硅粉、二氧化硅微球和消光粉在500～2000r/min的条件下搅拌5～60min，得到第三混合物；
(4)将第三混合物和分散剂在100～1000r/min的条件下搅拌3～30min，得到组分A；
(5)将组分A与组分B混合。
7.根据权利要求1～5任一所述的调节沥青路面温度的组合物在调节沥青路面的温度中的用途。
8.根据权利要求7所述的用途，其特征在于，将组分A和组分B混合后覆盖在沥青路面上，然后撒布石英砂防滑颗粒。
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