專利名稱：一種可降解汽車尾氣的彩色防滑超薄磨耗層及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種路面鋪裝結(jié)構(gòu)和材料，具體涉及一種可降解汽車尾氣的彩色防滑超薄磨耗層及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展和人民群眾收入水平的不斷提高、汽車保有量的增加以及公路交通的發(fā)展，交通堵塞的問(wèn)題日愈嚴(yán)重，同時(shí)給大氣與生態(tài)環(huán)境造成了極大污染。目前環(huán)境污染的現(xiàn)狀已得到全球范圍的關(guān)注。為保護(hù)生存環(huán)境，世界各國(guó)都對(duì)溫室氣體、有害氣體以及固體粉塵等的排放量進(jìn)行了嚴(yán)格限制。為了應(yīng)對(duì)道路交通和汽車保有量增加帶來(lái)的一系列負(fù)面影響，研發(fā)選擇路面時(shí)應(yīng)綜合考慮其交通安全、道路環(huán)境、環(huán)境影響等各方面因素。

當(dāng)今彩色路面包括在內(nèi)的綜合交通管理方法日益顯得重要，彩色路面在國(guó)內(nèi)日漸被交通管理者重視和運(yùn) 用，這與彩色路面的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)分不開。彩色路面打破了普通黑色浙青路面和灰白水泥路面的單調(diào)性，不僅可誘導(dǎo)交通、提升交通安全，也可顯著美化道路環(huán)境，與周圍建筑更好地協(xié)調(diào)，因而彩色路面越來(lái)越多地出現(xiàn)在標(biāo)志性城市建筑、廣場(chǎng)、高級(jí)公路的誘導(dǎo)路段等區(qū)域。然而目前彩色路面多為彩色稀漿封層或環(huán)氧樹脂類彩色薄層，從使用調(diào)查情況來(lái)看，這些彩色路面都存在諸如顏色較暗、色彩種類較少，且表面過(guò)于光滑等不足。在尾氣處治方面除了改善發(fā)動(dòng)機(jī)性能、機(jī)外凈化技術(shù)及使用清潔能源外，具有可降解尾氣功能的新型光催化納米材料引起人們注意，并初步進(jìn)入交通領(lǐng)域，以另辟一條可降解尾氣凈化生存環(huán)境之路。已有研究表明，納米二氧化鈦在光照條件下可成為光催化劑，將汽車尾氣中的一氧化碳、氮氧化合物、碳?xì)浠衔锏扔泻怏w降解為無(wú)害中性的碳酸或硝酸化合物，光催化劑不剝落則凈化廢氣的效果即能一直保持下去。然而如何將其有效地添加到路面中，同時(shí)既經(jīng)濟(jì)又長(zhǎng)期有效地發(fā)揮其作用成為目前研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述技術(shù)背景中缺陷及空白而制出的，其目的在于提供一種可降解汽車尾氣的彩色防滑超薄磨耗層及其制備方法。所述磨耗層具有可降解汽車尾氣以凈化空氣的效果，解決光催化劑易從路面剝落、降解效率下降快、光催化降解反應(yīng)接觸面積不充分等缺陷，同時(shí)使用高磨光值的彩色特制骨料以增加路面摩擦力使路面保持優(yōu)異的防水霧和防滑的路用性能，還具有從視覺(jué)上起到交通警示和美化環(huán)境的效果，而且與路面結(jié)合性能好、施工簡(jiǎn)便。其適用于橋面鋪裝表面、浙青混凝土路表面以及水泥混凝土路表面。本發(fā)明提出的一種可降解汽車尾氣的彩色防滑超薄磨耗層，按重量百分比組成為:
環(huán)氧樹脂 11%~14%
改性環(huán)氧樹脂2%~5%復(fù)合光催化劑1°/Γ5%
端氨基聚醚 4% 6%
固化劑2% 5%
固化促進(jìn)劑 5% 9%
其余為骨料，其總重量滿足100%。本發(fā)明提出的一種可降解汽車尾氣彩色防滑超薄磨耗層的制備方法，具體步驟如下:
1)、按比例稱取環(huán)氧樹脂和改性環(huán)氧樹脂，放入研磨罐中，在不高于2000rpm下加入復(fù)合光催化劑，再在不低于4000rpm下研磨50mirTl20min，制得A組分；
2)、按比例稱取端氨基聚醚、固化劑和固化促進(jìn)劑，放入攪拌容器中均勻攪拌，制得B組分； 3)、先將B組分倒入容器中攪拌，然后加入A組分，充分拌合均勻形成粘結(jié)劑；
4)、將粘結(jié)劑涂在路面之前應(yīng)強(qiáng)力清掃，清除塵土和松動(dòng)的雜物。若路面有油污斑點(diǎn)，必須先用中性清洗劑進(jìn)行徹底清洗，使路面完全晾干，用記號(hào)筆畫出鋪裝輪廓，并在輪廓外側(cè)粘貼膠帶紙進(jìn)行邊緣保護(hù)。將拌和后的粘結(jié)劑均勻?yàn)⒉荚陬A(yù)先畫好的鋪裝輪廓內(nèi)，用刷子沿著路面橫向方向，由低向高呈直線刷涂，使其與表面充分粘結(jié)，要求能夠形成平整密實(shí)的粘結(jié)層，粘結(jié)層的厚度不宜過(guò)厚，一般控制在2mnT5mm ；
5)、在粘結(jié)層上均勻地篩撒骨料，撒布的骨料應(yīng)能全部覆蓋粘結(jié)層，撒布后的骨料不可進(jìn)行碾壓。撒布上述骨料后，立即將邊緣保護(hù)的膠帶紙撤掉。粘結(jié)劑和彩色骨料的粘結(jié)時(shí)間隨著溫度升高而減少，常溫下養(yǎng)生3tT5h ;如在溫度降低時(shí)，應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)粘結(jié)劑的養(yǎng)生時(shí)間，通常為4tT6h。養(yǎng)生期間不允許任何車輛或其它荷載進(jìn)入；
6)、待粘結(jié)劑固化反應(yīng)后，認(rèn)真清掃磨耗層表面，并將未粘結(jié)的骨料回收，回收的骨料剔除雜質(zhì)后，可在下次施工中使用。本發(fā)明提出的一種可降解汽車尾氣的彩色防滑超薄磨耗層，按重量百分比組成為:
雙組份聚氨酯 16% 22%
復(fù)合光催化劑 1°/Γ5%
固化劑2% 5%
固化促進(jìn)劑 2% 5%
其余為骨料，其總重量滿足100%。本發(fā)明提出的一種可降解汽車尾氣的彩色防滑超薄磨耗層的制備方法，具體步驟如下:
1)、稱取雙組份聚氨酯放入研磨罐中，在不高于2000rpm轉(zhuǎn)速下將一定比例復(fù)合光催化劑均勻加入，再在不低于4000rpm下研磨50min 120min,制得A組分；
2)、按比例稱取固化劑、固化促進(jìn)劑，放入攪拌容器中均勻攪拌，制得B組分；
3)、先將B組分倒入容器中攪拌，然后加入A組分，充分拌合均勻形成粘結(jié)劑；
4)、將粘結(jié)劑涂在路面之前應(yīng)強(qiáng)力清掃，清除塵土和松動(dòng)的雜物。若路面有油污斑點(diǎn)，必須先用中性清洗劑進(jìn)行徹底清洗，使路面完全晾干，用記號(hào)筆畫出鋪裝輪廓，并在輪廓外側(cè)粘貼膠帶紙進(jìn)行邊緣保護(hù)。將拌和后的粘結(jié)劑均勻?yàn)⒉荚陬A(yù)先畫好的鋪裝輪廓內(nèi)，用刷子沿著路面橫向方向，由低向高呈直線刷涂，使其與表面充分粘結(jié)，要求能夠形成平整密實(shí)的粘結(jié)層，粘結(jié)層的厚度不宜過(guò)厚，一般控制在2mnT5mm ；
5)、在粘結(jié)層上均勻地篩撒骨料，撒布的骨料應(yīng)能全部覆蓋粘結(jié)層，撒布后的骨料不可進(jìn)行碾壓。撒布上述骨料后，立即將邊緣保護(hù)的膠帶紙撤掉。粘結(jié)劑和彩色骨料的粘結(jié)時(shí)間隨著溫度升高而減少，常溫下養(yǎng)生3tT5h ;如在溫度降低時(shí)，應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)粘結(jié)劑的養(yǎng)生時(shí)間，通常為4tT6h。養(yǎng)生期間不允許任何車輛或其它荷載進(jìn)入；
6)、待粘結(jié)劑固化反應(yīng)后，認(rèn)真清掃磨耗層表面，并將未粘結(jié)的骨料回收，回收的骨料剔除雜質(zhì)后，可在下次施工中使用。本發(fā)明中，所述骨料為2.0mnTe.0mm具有尾氣降解、抗磨耗、防滑的彩色骨料，是由復(fù)合光催化劑、不同顏色的無(wú)機(jī)色料和粒料通過(guò)煅燒制得，不同的功能性添加劑可同時(shí)摻加。所述復(fù)合光催化劑為二氧化鈦光催化劑和改性劑倒入磨機(jī)進(jìn)行混合磨至細(xì)度達(dá)5 y m以下得到。所述粒料可以選取礦物顆粒(石英、玄武巖、輝綠巖等)或冶金礦渣等。本發(fā)明中，所述二氧化鈦光催化劑為納米二氧化鈦，粒徑小于15nm，采用金紅石型、銳鈦型或金紅石和銳鈦的混晶。本發(fā)明中,所述改性劑當(dāng)單獨(dú)摻加稀土為可采用包含Gd、Nd、La、Pr、Er、Ce、Sm等多種稀土元素氧化物的原始稀土混合物，也可采用經(jīng)粗加工、單一元素含量較高的稀土原料，稀土原料用量為復(fù)合光催化材料重量的29^20%。本發(fā)明還可以包括一些附加材料，如底膠、封面膠和填料等。底膠的使用視原有路面的路面狀況而定，如果路面狀況不佳，可先涂布一層底膠以保證所需的粘結(jié)效果。采用填料如玻璃珠可以擴(kuò)大防滑彩色磨耗層的使用功能，使其在夜間反光，明顯提高夜間行車的安全性。本發(fā)明是由可降解 尾氣的彩色骨料和粘結(jié)劑組成，復(fù)合光催化劑是包裹于整個(gè)骨料的表面，并有一定包裹厚度，粘結(jié)劑里可拌有一定比例的復(fù)合光催化劑。作為超薄磨耗層鋪筑于路面上，骨料和粘結(jié)劑里均含有復(fù)合光催化劑，既可在工程完成后保證有較大的光照面積，為光催化反應(yīng)劑與氣體污染物提供充分的接觸。同時(shí)，有效的反應(yīng)面積也不會(huì)隨著路面磨耗而減少，出現(xiàn)污染氣體降解能力下降的情況，從而達(dá)到最大化的降解汽車尾氣、節(jié)能環(huán)保的效果。稀土作為助催化劑加入光催化劑中，增強(qiáng)光催化作用，同時(shí)實(shí)現(xiàn)稀土資源開發(fā)保護(hù)、生態(tài)建設(shè)和產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)協(xié)調(diào)發(fā)展及應(yīng)用。采用本發(fā)明在凈化空氣時(shí)，無(wú)需投入原料及能源，只需要光照條件即可進(jìn)行持續(xù)地降解尾氣，完全符合節(jié)能環(huán)保的要求。本發(fā)明一方面可以通過(guò)彩色骨料的色彩警示效果以及提供的高摩擦力和輕微振動(dòng)效果使得車輛能夠及時(shí)制動(dòng)，另一方面也能起到美化路面、區(qū)分車道以及人車信息交換的作用。本發(fā)明尤其適合鋪設(shè)于十字路口交匯處、急轉(zhuǎn)彎處、公交車道、環(huán)形路段、醫(yī)院入口處及交通標(biāo)志標(biāo)記不明顯的人行道等，將在城市大氣污染處治方面發(fā)揮巨大的作用，完全符合低碳、節(jié)能、環(huán)保的要求。
具體實(shí)施例方式為了使發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合具體實(shí)施方式
，對(duì)發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1:
一種可降解汽車尾氣的彩色防滑超薄磨耗層，按重量百分比組成為:
環(huán)氧樹脂 12%
改性環(huán)氧樹脂3%
復(fù)合光催化劑2%
端氨基聚醚 5%
固化劑4%
固化促進(jìn)劑 8%
其余為骨料，其總重量滿足100%。上述復(fù)合光催化劑是由上述復(fù)合光催化劑重量10%的稀土 CeO2和90%的金紅石和銳鈦的混晶納米二氧化鈦倒入磨機(jī)進(jìn)行混合磨至細(xì)度達(dá)5 μ m以下得到。一種可降解汽車尾氣的彩色防滑超薄磨耗層的制備方法，具體步驟如下:
1)、按比例稱取環(huán)氧樹脂和改性環(huán)氧樹脂放入研磨罐中，在IOOOrpm轉(zhuǎn)速下將復(fù)合光催化劑均勻加入，再在4000rpm下研磨80min,制得A組分；
2)、按比例稱取端氨基聚醚、固化劑和固化促進(jìn)劑，放入攪拌容器中均勻攪拌，制得B組分；
3)、先將B組分倒入容器中攪拌，然后按1:1的比例加入A組分，充分拌合均勻形成粘結(jié)劑；
4)、將粘結(jié)劑涂在路面之前應(yīng)強(qiáng)力清掃，清除塵土和松動(dòng)的雜物。若路面有油污斑點(diǎn)，必須先用中性清洗劑進(jìn)行徹底清洗，使路面完全晾干，用記號(hào)筆畫出鋪裝輪廓，并在輪廓外側(cè)粘貼膠帶紙進(jìn)行邊緣保護(hù)。將拌和后的粘結(jié)劑均勻?yàn)⒉荚陬A(yù)先畫好的鋪裝輪廓內(nèi)，用刷子沿著路面橫向方向，由低向高呈直線刷涂，使其與表面充分粘結(jié)，要求能夠形成平整密實(shí)的粘結(jié)層，粘結(jié)層的厚度不宜過(guò)厚，一般控制在2mnT5mm ；
5)、在粘結(jié)層上均勻地篩撒粒徑為4mm的具有尾氣降解、抗磨耗、防滑的彩色骨料，撒布的骨料應(yīng)能全部覆蓋粘結(jié)層，撒布后的骨料不可進(jìn)行碾壓。撒布上述骨料后，立即將邊緣保護(hù)的膠帶紙撤掉。粘結(jié)劑和彩色骨料的粘結(jié)時(shí)間隨著溫度升高而減少，常溫下養(yǎng)生3tT5h ;如在溫度降低時(shí)，應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)粘結(jié)劑的養(yǎng)生時(shí)間，通常為4tT6h。養(yǎng)生期間不允許任何車輛或其它荷載進(jìn)入；
6)、待粘結(jié)劑固化反應(yīng)后，認(rèn)真清掃磨耗層表面，并將未粘結(jié)的骨料回收，回收的骨料剔除雜質(zhì)后，可在下次施工中使用。以下為本發(fā)明實(shí)施例1的檢測(cè)數(shù)據(jù):
彩色防滑超薄磨耗層粘結(jié)材料的技術(shù)性能指標(biāo)
權(quán)利要求
1.一種可降解汽車尾氣的彩色防滑超薄磨耗層，其特征在于按重量百分比組成為: 環(huán)氧樹脂 ii°/ri4% 改性環(huán)氧樹脂2°/T5% 復(fù)合光催化劑19^5% 端氨基聚醚 4% 6% 固化劑2% 5% 固化促進(jìn)劑 5% 9% 其余為骨料，其總重量滿足100%。
2.一種如權(quán)利要求1所述的一種可降解汽車尾氣彩色防滑超薄磨耗層的制備方法，其特征在于具體步驟如下: 1)、按比例稱取環(huán)氧樹脂和改性環(huán)氧樹脂，放入研磨罐中，在不高于2000rpm下加入復(fù)合光催化劑，再在不低于4000rpm下研磨50mirTl20min，制得A組分； 2)、按比例稱取端氨基聚醚、固化劑和固化促進(jìn)劑，放入攪拌容器中均勻攪拌，制得B組分； 3)、先將B組分倒入容器中攪拌，然后加入A組分，充分拌合均勻形成粘結(jié)劑； 4)、將粘結(jié)劑涂在路面之前應(yīng)強(qiáng)力清掃，清除塵土和松動(dòng)的雜物；若路面有油污斑點(diǎn)，必須先用中性清洗劑進(jìn)行徹底 清洗，使路面完全晾干，用記號(hào)筆畫出鋪裝輪廓，并在輪廓外側(cè)粘貼膠帶紙進(jìn)行邊緣保護(hù)；將拌和后的粘結(jié)劑均勻?yàn)⒉荚陬A(yù)先畫好的鋪裝輪廓內(nèi)，用刷子沿著路面橫向方向，由低向高呈直線刷涂，使其與表面充分粘結(jié)，要求能夠形成平整密實(shí)的粘結(jié)層，粘結(jié)層的厚度為2mnT5mm ； 5)、在粘結(jié)層上均勻地篩撒骨料，撒布的骨料應(yīng)能全部覆蓋粘結(jié)層，撒布后的骨料不可進(jìn)行碾壓；撒布上述骨料后，立即將邊緣保護(hù)的膠帶紙撤掉；粘結(jié)劑和彩色骨料的粘結(jié)時(shí)間隨著溫度升高而減少，常溫下養(yǎng)生3h 5h ;如在溫度降低時(shí)，粘結(jié)劑的養(yǎng)生時(shí)間為4h 6h ；養(yǎng)生期間不允許任何車輛或其它荷載進(jìn)入； 6)、待粘結(jié)劑固化反應(yīng)后，清掃磨耗層表面，并將未粘結(jié)的骨料回收，回收的骨料剔除雜質(zhì)后，可在下次施工中使用。
3.—種可降解汽車尾氣的彩色防滑超薄磨耗層，其特征在于按重量百分比組成為: 雙組份聚氨酯16% 22% 復(fù)合光催化劑1% 5% 固化劑2% 5% 固化促進(jìn)劑 2% 5% 其余為骨料，其總重量滿足100%。
4.一種如權(quán)利要求3所述的可降解汽車尾氣的彩色防滑超薄磨耗層的制備方法，其特征在于具體步驟如下: 1)、稱取雙組份聚氨酯放入研磨罐中，在不高于2000rpm轉(zhuǎn)速下將一定比例復(fù)合光催化劑均勻加入，再在不低于4000rpm下研磨50min 120min,制得A組分； 2)、按比例稱取固化劑和固化促進(jìn)劑，放入攪拌容器中均勻攪拌，制得B組分； 3)、先將B組分倒入容器中攪拌，然后加入A組分，充分拌合均勻形成粘結(jié)劑； 4)、將粘結(jié)劑涂在路面之前應(yīng)強(qiáng)力清掃，清除塵土和松動(dòng)的雜物；若路面有油污斑點(diǎn)，必須先用中性清洗劑進(jìn)行徹底清洗，使路面完全晾干，用記號(hào)筆畫出鋪裝輪廓，并在輪廓外側(cè)粘貼膠帶紙進(jìn)行邊緣保護(hù)；將拌和后的粘結(jié)劑均勻?yàn)⒉荚陬A(yù)先畫好的鋪裝輪廓內(nèi)，用刷子沿著路面橫向方向，由低向高呈直線刷涂，使其與表面充分粘結(jié)，要求能夠形成平整密實(shí)的粘結(jié)層，粘結(jié)層的厚度為2mnT5mm ； 5)、在粘結(jié)層上均勻地篩撒骨料，撒布的骨料應(yīng)能全部覆蓋粘結(jié)層，撒布后的骨料不可進(jìn)行碾壓；撒布上述骨料后，立即將邊緣保護(hù)的膠帶紙撤掉；粘結(jié)劑和彩色骨料的粘結(jié)時(shí)間隨著溫度升高而減少，常溫下養(yǎng)生3tT5h ;如在溫度降低時(shí)，粘結(jié)劑的養(yǎng)生時(shí)間為4tT6h ；養(yǎng)生期間不允許任何車輛或其它荷載進(jìn)入； 6)、待粘結(jié)劑固化反應(yīng)后，認(rèn)真清掃磨耗層表面，并將未粘結(jié)的骨料回收，回收的骨料剔除雜質(zhì)后，可在下次施工中使用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的可降解汽車尾氣的彩色防滑超薄磨耗層，其特征在于所述骨料為2.0mnTe.0mm具有尾氣降解、抗磨耗、防滑的彩色骨料，是由復(fù)合光催化劑、不同顏色的無(wú)機(jī)色料和粒料通過(guò)煅燒制得，所述復(fù)合光催化劑為二氧化鈦光催化劑和改性劑倒入磨機(jī)進(jìn)行混合磨至細(xì)度達(dá)5 μ m以下得到；所述粒料選取礦物顆粒或冶金礦渣。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可降解汽車尾氣的彩色防滑超薄磨耗層，其特征在于所述二氧化鈦光催化劑為納米二氧化鈦，粒徑小于15nm，采用金紅石型、銳鈦型或金紅石和銳鈦的混晶。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可降解汽車尾氣的彩色防滑超薄磨耗層，其特征在于所述改性劑當(dāng)單獨(dú)摻加稀土為包含Gd、Nd、La、Pr、Er、Ce或Sm多種稀土元素氧化物的原始稀土混合物，或采用經(jīng)粗加工、單一元素含量較高的稀土原料，稀土原料用量為復(fù)合光催化材料重量的2% 20%。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可降解汽車尾氣的彩色防滑超薄磨耗層，其特征在于還包括附加材料底膠、封面膠或填料中任一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可降解汽車尾氣的彩色防滑超薄磨耗層及其制備方法。該磨耗層由以下原料組成環(huán)氧樹脂、改性環(huán)氧樹脂、復(fù)合光催化劑、端氨基聚醚、固化劑、固化促進(jìn)劑、骨料，也可由以下原料制成雙組份聚氨酯、復(fù)合光催化劑、固化劑、固化促進(jìn)劑、骨料。該磨耗層鋪設(shè)前需處理原路面，之后放線并邊緣保護(hù)，然后拌合粘結(jié)劑及均勻撒布具有尾氣降解、抗磨耗的彩色骨料，并回收未粘結(jié)的骨料，最后進(jìn)行磨耗層的養(yǎng)生、交通管制和開放。該磨耗層具有降解汽車尾氣以凈化空氣的性能，同時(shí)增加路面摩擦力使路面保持優(yōu)異的防水霧和防滑的路用性能，還在視覺(jué)上起到交通警示和美化環(huán)境的效果，具有良好的環(huán)境效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C04B22/06GK103214213SQ20131011188
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月2日
發(fā)明者葉奮, 左鋒, 吳懷睿, 王素英, 黃運(yùn), 徐驍龍 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)