專利名稱：一種環(huán)保型路面融冰雪涂層材料及其制備方法和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)保型路面融冰雪涂層材料及其制備方法和使用方法。
背景技術(shù)：
冬季大量積雪會引起交通阻塞、公路停運(yùn)，機(jī)場關(guān)閉等嚴(yán)重后果。目前國內(nèi)外的除雪方式主要分為被動除雪和主動除雪兩種，被動除雪主要有人工除雪、機(jī)械除雪、撒布融雪劑除雪等。但這三種除雪方式都有較大缺陷人工除雪作業(yè)效率低、勞動強(qiáng)度高；機(jī)械除雪對路面冰層的清除相對不徹底，不能完全恢復(fù)路面抗滑的效果；而撒布融雪劑除雪，僅將具有融雪作用的物質(zhì)簡單混合，鋪撒不夠均勻，且飛散到周圍空氣后，對環(huán)境影響較大。以上除雪方法均屬于被動措施，只有在道路下雪后才去實(shí)施，不能確保道路一直暢通。道路主動融雪技術(shù)是通過使用一定的技術(shù)手段使道路具備主動除雪功能。目前國內(nèi)外道路主動融雪技術(shù)主要有自應(yīng)力彈性路面鋪裝技術(shù)、能量轉(zhuǎn)化融雪技術(shù)、在路面混合料中添加鹽化物技術(shù)、路面鑲嵌類鋪裝技術(shù)、路面粗糙型鋪裝技術(shù)等方法。但是上述道路主動融雪技術(shù)均有較大的缺陷，如成本過高、對路面結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生一定損害、縮短了道路使用壽命等，從而限制了它們的廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)保型路面融冰雪涂層材料及其制備方法和使用方法， 將融雪物質(zhì)負(fù)載到載體材料后與乳化浙青、水性環(huán)氧樹脂及固化劑混合，噴灑到干凈路面上，使道路具有主動融雪的功能。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為
一種環(huán)保型路面融冰雪涂層材料的制備方法，其特征在于 由以下步驟實(shí)現(xiàn)
步驟一將10 50重量份的融雪物質(zhì)加入到50 100重量份的水中，完全溶解后，使用0. 5 2. Omol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH為8 10，然后加入10 50重量份的載體材料，攪拌均勻后烘干研磨，過50 100目的篩子，得到負(fù)載有融雪物質(zhì)的載體粉末；
步驟二 將15 40重量份的負(fù)載有融雪物質(zhì)的載體粉末加入到10 30重量份的陽離子乳化浙青中，然后依次加入10 30重量份的水性環(huán)氧樹脂、10 50重量份的水、水性環(huán)氧樹脂固化劑，其中水性環(huán)氧樹脂固化劑的添加量為水性環(huán)氧樹脂的20 60%，得到融冰雪涂層材料。所述的步驟一中的融雪物質(zhì)為氯鹽、硝酸鹽、醋酸鹽、聚乙二醇系列、乙二醇中的一種或幾種；所述的步驟一中的載體材料為硅膠、硅藻土、木屑粉、分子篩系列、火山巖膨潤土、膨脹珍珠巖中的一種或幾種。所述的步驟二中的水性環(huán)氧樹脂固化劑為改性胺類中的703固化劑、120固化劑、 593固化劑或脂肪酸改性胺類。所述的一種環(huán)保型路面融冰雪涂層材料的制備方法，其特征在于由以下步驟實(shí)現(xiàn)
步驟一將50重量份的醋酸鉀加入到100重量份的水中，完全溶解后，使用2. Omol/L 的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH為10，再加入50重量份的木屑粉，攪拌均勻后烘干研磨，過100目的篩子，得到含有融雪物質(zhì)的載體粉末；
步驟二 將40重量份的含有融雪物質(zhì)的載體粉末加入到30重量份的陽離子乳化浙青中，然后依次加入30重量份的水性環(huán)氧樹脂、50重量份的水、18份脂肪酸改性胺固化劑，得到融冰雪涂層材料。一種如所述的環(huán)保型路面融冰雪涂層材料。如所述的環(huán)保型路面融冰雪涂層材料的使用方法，其特征在于 由以下步驟實(shí)現(xiàn)
步驟一清潔路面并干燥，覆蓋路面的標(biāo)志標(biāo)線；
步驟二 將融冰雪涂層材料攪拌均勻后加入到具有均勻噴灑功能的灑布機(jī)中； 步驟三根據(jù)需要噴灑的路幅寬度，打開或折疊灑布機(jī)的噴灑橫木，以調(diào)整噴灑機(jī)的噴灑寬度，并在起訖點(diǎn)放置寬于灑布寬度50 100 cm、長度不小于2 m的紙片或隔離布，以保證起訖位置邊線垂直，不發(fā)生重疊灑布；
步驟四調(diào)整灑布車的噴嘴，按照預(yù)定的路線和灑布量進(jìn)行噴灑；對于灑布車灑布不均勻的地方，及時進(jìn)行人工處理，灑布量為0. 3 1 kg/m2 ； 步驟五封閉交通養(yǎng)生3 10小時后開放交通。所述的步驟五中，若需要在較短時間內(nèi)開放交通，則在施工后的路面表面撒布干凈的細(xì)砂。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明涉及的融雪物質(zhì)可將水的冰點(diǎn)降至-5 _20°C，能在氣溫極低的情況下融化路面冰雪，并具有緩釋功能，可維持路面主動融雪效果四個月以上，確保道路一個冬季的融雪要求；在一定時間內(nèi)對道路設(shè)施和周邊環(huán)境沒有影響；與路面的粘附性較強(qiáng)，噴灑在路面上后具有較佳的耐磨效果，可維持路面主動融雪效果四個月以上，確保道路一個冬季的融雪要求；涂層還具有封閉路面早期微裂縫、防止路面松散掉粒、路表水下滲而引起的水損壞等作用，可有效延長路面使用壽命；與其他道路主動除雪產(chǎn)品相比成本低廉、施工工藝簡單、養(yǎng)護(hù)方便。


圖1為實(shí)施例--的涂層試件圖。
圖2為實(shí)施例--的空白試件圖。
圖3為實(shí)施例二二的涂層試件圖。
圖4為實(shí)施例二二的空白試件圖。
圖5為實(shí)施例四的涂層試件圖。
圖6為實(shí)施例四的空白試件圖。
圖7為實(shí)施例五的涂層試件圖。
圖8為實(shí)施例五的空白試件圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。本發(fā)明提供的一種環(huán)保型路面融冰雪涂層材料的制備工藝為將融雪物質(zhì)的水溶液的PH調(diào)整到堿性后，加入載體材料，攪拌均勻后烘干研磨過篩，得到含有融雪物質(zhì)的載體粉末；再將含有融雪物質(zhì)的載體粉末加入到乳化浙青中，依次加入水性環(huán)氧樹脂、水和水性環(huán)氧樹脂固化劑，得到融冰雪涂層材料。融雪物質(zhì)為行業(yè)常規(guī)的選擇例如氯鹽、硝酸鹽、醋酸鹽、聚乙二醇系列、乙二醇中的一種或幾種，其中氯鹽可為氯化鈣、氯化鎂、氯化鈉或氯化鋁，硝酸鹽可為硝酸鈣、硝酸鈉、硝酸鎂、硝酸銨或硝酸鋅，醋酸鹽可為醋酸鈣、醋酸鎂或醋酸鉀。這些物質(zhì)能降低水的冰點(diǎn)，融冰化雪，使水在低于零度的條件下仍不結(jié)冰。載體材料為硅膠、硅藻土、木屑粉、分子篩系列、火山巖膨潤土、膨脹珍珠巖中的一種或幾種，載體材料的運(yùn)用可以將融雪物質(zhì)載入其孔道中，使融雪物質(zhì)緩慢釋放出來，從而使路面達(dá)到長久融雪的目的。其選擇種類和多組分的配比均為行業(yè)公知，可根據(jù)采購原料的情況進(jìn)行選擇。乳化浙青采用陽離子乳化浙青，陽離子乳化浙青使用廣泛，價廉易得，且與路面的粘附性好。水性環(huán)氧樹脂由環(huán)氧樹脂、非離子乳化劑及水通過反相法制成，其中非離子乳化劑為聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯。水性環(huán)氧樹脂在與固化劑反應(yīng)后形成一種網(wǎng)狀高分子層，將含有融雪物質(zhì)的載體粉末包裹固定在涂層中。具體制備方法是先將一定量的非離子乳化劑加入到環(huán)氧樹脂中，然后將水緩慢加入到環(huán)氧樹脂中，在高速剪切的條件下使環(huán)氧樹脂體系由油相轉(zhuǎn)變?yōu)樗?，其各?xiàng)性能指標(biāo)為固含量50 60%、環(huán)氧值0. 25 0. 32eq/100g、環(huán)氧當(dāng)量:108. 7 150 g/eq、25°C時的粘度0. 015 0. 03Pa .S。水性環(huán)氧樹脂固化劑為改性胺類，水性環(huán)氧樹脂固化劑是一種能溶于水，并能與水性環(huán)氧樹脂發(fā)生固化交聯(lián)反應(yīng)的物質(zhì)，起到與水性環(huán)氧樹脂發(fā)生固化交聯(lián)反應(yīng)的作用。實(shí)施例一
步驟一將10重量份的氯化鎂加入到50重量份的水中，完全溶解后，使用0. 5mol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH為8，再加入10重量份的硅藻土，攪拌均勻后烘干研磨，過50目的篩子，得到含有融雪物質(zhì)的載體粉末；
步驟二 將15重量份的含有融雪物質(zhì)的載體粉末加入到10重量份的陽離子乳化浙青中，然后依次加入10重量份的水性環(huán)氧樹脂、10重量份的水、2份703固化劑，得到融冰雪涂層材料。本實(shí)施例得到的環(huán)保型路面融冰雪涂層材料的使用方法，依次包括以下步驟 步驟一用掃帚或清掃機(jī)械將路面清掃干凈，如果路面存在積水情況，則在施工前使用
空壓機(jī)將路面表面吹干，或等路面干燥后進(jìn)行施工。將路面的標(biāo)志標(biāo)線等采用膠帶覆蓋，以免被涂層沾污。步驟二 將融冰雪涂層材料攪拌均勻，加入到具有均勻噴灑功能的灑布機(jī)中。步驟三根據(jù)路幅全寬，調(diào)整灑布機(jī)噴灑寬度，并在起訖點(diǎn)放置寬于灑布寬度 50 100 cm、長度不小于2 m的紙片或隔離布，以保證起訖位置邊線垂直，不發(fā)生重疊灑布。步驟四調(diào)整灑布車的噴嘴，按照預(yù)定的路線和灑布量進(jìn)行噴灑。對于灑布車灑布不均勻的地方，應(yīng)及時進(jìn)行人工處理，灑布量是0. 3kg/m2。
步驟五封閉交通養(yǎng)生9小時，確保涂層不會被車輛粘走，撕掉標(biāo)線上的保護(hù)膠帶，并清理施工工具及殘留材料；然后開放交通。在開放交通初期，應(yīng)進(jìn)行交通管制，設(shè)置限速標(biāo)志，禁止在其上剎車，恢復(fù)正常交通后，撤掉限制標(biāo)志。除冰雪效果
參見圖1和圖2，將涂層涂刷在馬歇爾試件上，將試件置于水中，以空白試件為參照對象，將試件置于_5°C的低溫恒溫箱中，3h后，使用橡膠錘除表面冰層，發(fā)現(xiàn)涂層試件表面冰層松散，易于清除；而空白試件表面冰層密實(shí)，無法清除。實(shí)施例二
步驟一將20重量份的氯化鈣加入到60重量份的水中，完全溶解后，使用0. 5mol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH為8，再加入20重量份的硅膠，攪拌均勻后烘干研磨，過60目的篩子， 得到含有融雪物質(zhì)的載體粉末；
步驟二 將25重量份的含有融雪物質(zhì)的載體粉末加入到10重量份的陽離子乳化浙青中，然后依次加入10重量份的水性環(huán)氧樹脂、20重量份的水、6份703固化劑，得到融冰雪涂層材料。本實(shí)施例得到的環(huán)保型路面融冰雪涂層材料的使用方法，依次包括以下步驟 步驟一用掃帚或清掃機(jī)械將路面清掃干凈，如果路面存在積水情況，則在施工前使用
空壓機(jī)將路面表面吹干，或等路面干燥后進(jìn)行施工。將路面的標(biāo)志標(biāo)線等采用膠帶覆蓋，以免被涂層沾污。步驟二 將融冰雪涂層材料攪拌均勻，加入到具有均勻噴灑功能的灑布機(jī)中。步驟三根據(jù)路幅全寬，調(diào)整灑布機(jī)噴灑寬度，并在起訖點(diǎn)放置寬于灑布寬度 50 100 cm、長度不小于2 m的紙片或隔離布，以保證起訖位置邊線垂直，不發(fā)生重疊灑布。步驟四調(diào)整灑布車的噴嘴，按照預(yù)定的路線和灑布量進(jìn)行噴灑。對于灑布車灑布不均勻的地方，應(yīng)及時進(jìn)行人工處理，灑布量是0. ^g/m2。步驟五封閉交通養(yǎng)生8小時，然后開放交通。除冰雪效果
參見圖3和圖4，將涂層涂刷在馬歇爾試件上，以空白試件為參照對象，將涂層試件表面撒上水，然后將冰層置于其上，在-10°C的條件下放置3h，取出后發(fā)現(xiàn)冰塊與涂層試件不粘結(jié)，而與空白試件與冰層粘結(jié)緊密。實(shí)施例三
步驟一將30重量份的氯化鈉加入到70重量份的水中，完全溶解后，使用lmol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH為9，再加入30重量份的火山巖膨潤土，攪拌均勻后烘干研磨，過70目的篩子，得到含有融雪物質(zhì)的載體粉末；
步驟二 將30重量份的含有融雪物質(zhì)的載體粉末加入到20重量份的陽離子乳化浙青中，然后依次加入20重量份的水性環(huán)氧樹脂、30重量份的水、10份120固化劑，得到融冰雪涂層材料。本實(shí)施例得到的環(huán)保型路面融冰雪涂層材料的使用方法，依次包括以下步驟 步驟一用掃帚或清掃機(jī)械將路面清掃干凈，如果路面存在積水情況，則在施工前使用
空壓機(jī)將路面表面吹干，或等路面干燥后進(jìn)行施工。將路面的標(biāo)志標(biāo)線等采用膠帶覆蓋，以免被涂層沾污。步驟二 將融冰雪涂層材料攪拌均勻，加入到具有均勻噴灑功能的灑布機(jī)中。步驟三根據(jù)路幅全寬，調(diào)整灑布機(jī)噴灑寬度，并在起訖點(diǎn)放置寬于灑布寬度 50 100 cm、長度不小于2 m的紙片或隔離布，以保證起訖位置邊線垂直，不發(fā)生重疊灑布。步驟四調(diào)整灑布車的噴嘴，按照預(yù)定的路線和灑布量進(jìn)行噴灑。對于灑布車灑布不均勻的地方，應(yīng)及時進(jìn)行人工處理，灑布量是0. Ag/m2。步驟五封閉交通養(yǎng)生10小時，然后開放交通。本實(shí)施例在西安市神華大道向東500米處實(shí)施。下雪期間，施工后的道路表面無積雪，與周圍積雪路面對比明顯。實(shí)施例四
步驟一將40重量份的氯化鈣加入到80重量份的水中，完全溶解后，使用1. 5mol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH為9，再加入40重量份的膨脹珍珠巖，攪拌均勻后烘干研磨，過80目的篩子，得到含有融雪物質(zhì)的載體粉末；
步驟二 將35重量份的含有融雪物質(zhì)的載體粉末加入到20重量份的陽離子乳化浙青中，然后依次加入20重量份的水性環(huán)氧樹脂、40重量份的水、14份593固化劑，得到融冰雪涂層材料。本實(shí)施例得到的環(huán)保型路面融冰雪涂層材料的使用方法，依次包括以下步驟 步驟一用掃帚或清掃機(jī)械將路面清掃干凈，如果路面存在積水情況，則在施工前使用
空壓機(jī)將路面表面吹干，或等路面干燥后進(jìn)行施工。將路面的標(biāo)志標(biāo)線等采用膠帶覆蓋，以免被涂層沾污。步驟二 將融冰雪涂層材料攪拌均勻，加入到具有均勻噴灑功能的灑布機(jī)中。步驟三根據(jù)路幅全寬，調(diào)整灑布機(jī)噴灑寬度，并在起訖點(diǎn)放置寬于灑布寬度 50 100 cm、長度不小于2 m的紙片或隔離布，以保證起訖位置邊線垂直，不發(fā)生重疊灑布。步驟四調(diào)整灑布車的噴嘴，按照預(yù)定的路線和灑布量進(jìn)行噴灑。對于灑布車灑布不均勻的地方，應(yīng)及時進(jìn)行人工處理，灑布量是0. mcg/m2。步驟五封閉交通養(yǎng)生8小時，然后開放交通。除冰雪效果
參見圖5和圖6，將涂層涂刷在馬歇爾試件上，將試件置于水中，以空白試件為參照對象，將試件置于_15°C的低溫恒溫箱中，池后，使用橡膠錘除表面冰層，發(fā)現(xiàn)涂層試件表面冰層松散，空白試件表面冰層密實(shí)。實(shí)施例五
步驟一將50重量份的醋酸鉀加入到100重量份的水中，完全溶解后，使用2. Omol/L 的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH為10，再加入50重量份的木屑粉，攪拌均勻后烘干研磨，過100目的篩子，得到含有融雪物質(zhì)的載體粉末；
步驟二 將40重量份的含有融雪物質(zhì)的載體粉末加入到30重量份的陽離子乳化浙青中，然后依次加入30重量份的水性環(huán)氧樹脂、50重量份的水、18份脂肪酸改性胺固化劑，得到融冰雪涂層材料。脂肪酸改性胺固化劑的分子式如下
權(quán)利要求
1.一種環(huán)保型路面融冰雪涂層材料的制備方法，其特征在于 由以下步驟實(shí)現(xiàn)步驟一將10 50重量份的融雪物質(zhì)加入到50 100重量份的水中，完全溶解后，使用0. 5 2. Omol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH為8 10，然后加入10 50重量份的載體材料，攪拌均勻后烘干研磨，過50 100目的篩子，得到負(fù)載有融雪物質(zhì)的載體粉末；步驟二 將15 40重量份的負(fù)載有融雪物質(zhì)的載體粉末加入到10 30重量份的陽離子乳化浙青中，然后依次加入10 30重量份的水性環(huán)氧樹脂、10 50重量份的水、水性環(huán)氧樹脂固化劑，其中水性環(huán)氧樹脂固化劑的添加量為水性環(huán)氧樹脂的20 60%，得到融冰雪涂層材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型路面融冰雪涂層材料的制備方法，其特征在于 所述的步驟一中的融雪物質(zhì)為氯鹽、硝酸鹽、醋酸鹽、聚乙二醇系列、乙二醇中的一種或幾種；所述的步驟一中的載體材料為硅膠、硅藻土、木屑粉、分子篩系列、火山巖膨潤土、 膨脹珍珠巖中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種環(huán)保型路面融冰雪涂層材料的制備方法，其特征在于所述的步驟二中的水性環(huán)氧樹脂固化劑為改性胺類中的703固化劑、120固化劑、593 固化劑或脂肪酸改性胺類。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種環(huán)保型路面融冰雪涂層材料的制備方法，其特征在于 由以下步驟實(shí)現(xiàn)步驟一將50重量份的醋酸鉀加入到100重量份的水中，完全溶解后，使用2. Omol/L 的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH為10，再加入50重量份的木屑粉，攪拌均勻后烘干研磨，過100目的篩子，得到含有融雪物質(zhì)的載體粉末；步驟二 將40重量份的含有融雪物質(zhì)的載體粉末加入到30重量份的陽離子乳化浙青中，然后依次加入30重量份的水性環(huán)氧樹脂、50重量份的水、18份脂肪酸改性胺固化劑，得到融冰雪涂層材料。
5.一種如權(quán)利要求1 4所述的環(huán)保型路面融冰雪涂層材料。
6.如權(quán)利要求5所述的環(huán)保型路面融冰雪涂層材料的使用方法，其特征在于 由以下步驟實(shí)現(xiàn)步驟一清潔路面并干燥，覆蓋路面的標(biāo)志標(biāo)線；步驟二 將融冰雪涂層材料攪拌均勻后加入到具有均勻噴灑功能的灑布機(jī)中； 步驟三根據(jù)需要噴灑的路幅寬度，打開或折疊灑布機(jī)的噴灑橫木，以調(diào)整噴灑機(jī)的噴灑寬度，并在起訖點(diǎn)放置寬于灑布寬度50 100 cm、長度不小于2 m的紙片或隔離布，以保證起訖位置邊線垂直，不發(fā)生重疊灑布；步驟四調(diào)整灑布車的噴嘴，按照預(yù)定的路線和灑布量進(jìn)行噴灑；對于灑布車灑布不均勻的地方，及時進(jìn)行人工處理，灑布量為0. 3 1 kg/m2 ； 步驟五封閉交通養(yǎng)生3 10小時后開放交通。
7.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種環(huán)保型路面融冰雪涂層材料的使用方法，其特征在于 所述的步驟五中，若需要在較短時間內(nèi)開放交通，則在施工后的路面表面撒布干凈的細(xì)砂。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種環(huán)保型路面融冰雪涂層材料及其制備方法和使用方法。冬季積雪會引起交通阻塞等嚴(yán)重后果，目前的除雪方法有被動和主動兩種被動除雪中，人工除雪作業(yè)效率較低，機(jī)械除雪清除相對不徹底，撒布融雪劑僅將具有融雪作用的物質(zhì)簡單混合，鋪撒不夠均勻，且飛散到周圍空氣后，對環(huán)境影響較大；主動除雪成本過高，對路面結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生一定損害，縮短了道路使用壽命。本發(fā)明將融雪物質(zhì)負(fù)載在載體材料上后與乳化瀝青、水性環(huán)氧樹脂及固化劑混合，噴灑到路面上，形成融冰雪路面涂層，使道路具有主動融雪的功能。本發(fā)明可將水的冰點(diǎn)降至-5~-20℃，從而清除道路冰雪，且具有緩釋功能，涂層粘附性較強(qiáng)，耐磨效果好，可有效延長路面壽命，成本低廉，養(yǎng)護(hù)方便。
文檔編號C09D7/12GK102199398SQ20111007764
公開日2011年9月28日 申請日期2011年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者丁小軍, 向豪, 張冬梅, 李剛, 李昊明, 王爭軍, 陸晶晶, 陳團(tuán)結(jié) 申請人:中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司