一种彩色路面材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种路面材料及其制备方法，特别是一种彩色路面材料及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 彩色路面具有美化环境和警示交通的功能。彩色路面在欧洲被广泛用来提示道路 使用者在哪一时段可以使用哪一部分道路。在欧洲彩色路面广泛应用于提供一个单独的车 道给特别的道路使用者，例如专用于公共交通的公交车道，自行车道，小型机动车道，专用 于紧急服务和贵宾证持有者的电子收费站车道。彩色路面在一些减速带进行色彩的区分。 这样进行区分是十分实用的。可以有效减少交通违规，增加交通行驶安全。另外，彩色路面 的普及可以很大程度上改观城市的形象，体现城市的特色。不但体现在城市外观上的改变， 还体现在城市居住环境的改变。可以使城市噪音污染减小，这是因为彩色浙青路面有较好 的吸音效果，有效改善公路上汽车噪音的现象。
[0003] 关于彩色路面材料国内外已有很多研究，主要成果是： 1) 把普通黑浙青脱色再加所需要颜色的颜料制成彩铺胶结料，再用天然石料做骨料混 合制备彩色路面材料； 2) 用石油树脂+聚合物+芳香油+颜料等制成彩铺胶结料，再用天然石料做骨料混合 制成彩色路面材料； 3) 用树脂+固化剂+稀释增韧剂制成反应固化型彩铺胶结料，再与彩色集料混合制成 彩色路面材料。
[0004] 第一种和第二种彩铺胶结料的特点是：都需要在高温条件下生产，工艺复杂、成本 高、生产过程污染环境且彩铺料色彩不鲜艳、不持久。 对于第三种彩色路面材料，CN102464863A公开了一种彩色路面胶结料及其应用，该专 利中将双酚A环氧树脂、聚酰胺固化剂、以及聚丙二醇二缩水甘油醚或苯甲醇混合均匀，制 成彩色路面胶结料。然后与彩色集料混合制成彩色路面混合料，用于铺设彩色路面。在便 于彩色路面铺筑的同时，提高彩色路面胶结料的使用性能，延长彩色路面的使用寿命。
[0005] CN103924496A公开了一种彩色陶瓷颗粒防滑路面的铺设方法，在干燥清洁的路面 上，滩涂拌制好的胶水，撒布事先烧制好的陶瓷颗粒防滑集料，撒布均匀后，利用底胶的粘 附性使骨料镶嵌紧密，再压涂面胶，从而形成高强度的彩色陶瓷颗粒路面。
[0006] 《多孔陶瓷的制备、性能及应用：（1)多孔陶瓷的制造工艺》（中国科学院上海硅酸 盐研究所）中介绍了多孔陶瓷制造的几种基本工艺：1)机械挤出法；2)颗粒堆积造孔法；3) 添加易挥发物成孔法；4)发泡成孔法5)多孔模板法。6)凝胶结构形成多孔法；7)冷冻干 燥制孔法。尽管有这些制造多孔陶瓷方法，但仍无法满足浙青领域的需求。机械挤出法造 孔的孔隙率低，且造不出不同粒径的多孔陶瓷颗粒。颗粒堆积造孔法造出的陶瓷颗粒的粒 径往往比较大，强度和有效腔隙率低，不能用于铺设彩色路面。添加易挥发物法最大的问题 是无法制成致密的陶泥，靠易挥发物制出的孔隙率很低，也不适合用于做彩色路面骨料的 多孔陶瓷颗粒。发泡成孔法是通过气相扩散到陶瓷悬浮体中来获得多孔结构的，显然这种 方法不适合制造用于铺设彩色路面的多孔陶瓷颗粒。多孔模板法也只适合制造较大多孔陶 瓷体。凝胶结构形成多孔法与冷冻干燥法制造的多孔陶瓷材料更适合制造陶瓷过滤器之类 产品，也不适合制造用于铺设彩色路面的多孔、高强的陶瓷颗粒。
[0007] 彩铺材料大多属于面层路面材料，通常需要与基础路面相粘结，而基础路面材料 与彩色面层材料分为不同材料，所以有因为两种材料热敏感性不同而产生的层间应力而造 成路面破坏问题。
[0008] CN102731018A公开了 一种陶砂粒状复合相变材料及其制备方法。其将相变材料与 陶砂按质量3 :7混合均匀，真空干燥加入矿粉，得复合材料。将复合材料浸入环氧乳液，表 面撒布铁粉。通过加入相变材料的方式，可以通过相变材料的相变过程有效减小温度变化 所带来的彩色路面与基础路面由于材料热敏感度不同所带来的层间应力问题。
[0009] 但是，这种含有相变材料的颗粒不能直接加入到彩色路面材料之中，因为：1)如果 把上述相变材料直接加入到胶结料之中，它会与胶结料发生紧密结合，然而当相变材料发 生相变时每一个相变点自然成为路面材料的微小缺陷点，当路面受力时在每个相变点处便 会发生应力集中现象；同时，当有相变发生时便会有体积的膨胀和收缩发生，这时又会在材 料内部产生内应力，当内应力和应力集中现象发生叠加时会对对路面材料造成更严重的破 坏。2)相变材料在相变点温度以下时为不透明固体，彩色路面的色彩显示的是彩色集料的 颜色，如果加入上述材料则无法体现彩色路面的彩色效果。
[0010]因此，如何使得相变材料不会在路面材料中与胶结料紧密结合，并避免由此而带 来的路面应力集中成为目前彩色路面工艺中亟待解决的一个问题。同时如何能够使得相变 材料不影响彩色路面的彩色效果，也是实际应用中必需考虑的一个问题。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的是提供一种含相变材料的彩色路面材料及其制备方法，以解决由于 添加了相变材料所带来的对路面使用性能的影响问题。
[0012] 本发明的再一目的在于提供一种能在较大温度范围和潮湿条件下施工彩色路面 材料及其制备。
[0013] 本发明提供了一种彩色路面材料，包括胶结料和集料，其胶结料/集料=5~ 20/100,其中集料为彩色腔隙陶瓷颗粒，其腔隙中吸附有相变材料。多腔陶瓷颗粒在制备的 过程中加入造孔剂，其腔隙率可做到80 %，一般腔隙率为60%~80 %，其有效吸附相变材料 量体积比可达40 %，一般为20~40 %。
[0014] 本发明将相变材料吸附在多腔隙陶瓷颗粒的腔隙中，让相变过程在多腔隙陶瓷颗 粒的腔隙中发生，胶结料不与相变材料发生紧密结合，这样既不会在胶结料中产生微小缺 陷而发生应力集中现象，也不会有内应力发生，彩色集料的彩色效果也能充分显现。
[0015] 陶瓷颗粒集料的腔隙越多、腔隙越大其吸附的相变材料就越多，调节温度的能力 就越强。
[0016] 所述胶结料由以下材料组成： 1. 双酚A环氧树脂，如：E-51、或E-44或E-42等； 2. 酚醛胺类固化剂，如YH-82等 3.醚类或醇类增韧剂，如聚丙二醇二缩水甘油醚、苯甲醇。 按重量份计，其中环氧树脂100份，固化剂10-50份，增韧剂10-50份。本胶结料可在 低温潮湿条件下施工，其施工温度范围为-5°C-30°C。
[0017] 所述彩色腔隙陶瓷颗粒制备过程中添加了碳酸氢钠及染料，添加比例为：碳酸氢 钠 / 陶土 / 染料=〇· 1~10/100/0· 1~1〇。
[0018] 所述彩色腔隙陶瓷颗粒的制作方法包括： ffi:将碳酸氢钠粉末与陶土粉末、染料按比例：碳酸氢钠/陶土 /染料 =0· 1~10/100/0· 1~10 混匀； 混捏成含碳酸氢钠的彩色陶泥； ?.将上一步混捏后的陶泥经螺旋挤出机挤出并制成致密的彩色陶泥颗粒； #加热彩色陶泥颗粒至300°c，保持直至碳酸氢钠全部分解； si:继续加热、烧结制成多孔彩色陶瓷颗粒。
[0019] 步骤所述用加热彩色陶泥颗粒至300°C的具体操作过程最好为：在1~10分钟 内把陶泥颗粒烘干箱加热到9(T10(TC温度，并用蒸汽保护维持1~3小时，然后去掉蒸汽保 护，以10~30°C /min的速率继续升温至300°C，升温可采用电源等任何适宜的加热方式。 步骤_所述的烧结温度为700°C ~1700°C。
[0020] 步骤②中所述的捏合为：加适量水经混捏机混捏制成含有碳酸氢钠的彩色陶泥； 步骤④用水蒸气加热彩色陶泥颗粒，其目的是保护陶泥颗粒在没有硬结前，使其中的 碳酸氢钠完全分解，分解后产生的co2和水蒸气(碳酸氢钠分解产生的水受热后生成的水蒸 气）会在彩色陶泥颗粒中挤占空间，当气体不断受热膨胀，最终会在陶泥颗粒的某一薄弱点 冲破束缚从而使彩色陶泥颗粒出现多孔现象，而这些孔多呈现球形状，也就是这些球形状 腔隙才是吸附相变材料的有效空间。
[0021] 本发明同时提供了一种彩色路面材料的制备方法，其中包括如下步骤： _制备彩色腔隙陶瓷颗粒； ?利用前述彩色腔隙陶瓷颗粒采用真空吸附法吸附相变材料，制得含相变材料的彩色 陶瓷颗粒集料； 5)将彩色路面胶结料与包含相变材料的彩色陶瓷颗粒集料一起混合制成彩色路面材 料。
[0022] 其中步骤Φ所述的彩色腔隙陶瓷颗粒的制备过程为：将碳酸氢钠粉末与陶土粉 末、染料按比例(碳酸氢钠：陶土 ：染料=〇. 1~1〇 :1〇〇 :〇. 1~1〇)混匀；混捏成彩色陶泥；将上 一步混捏后的陶泥经螺旋挤出机挤出并制成致密的彩色陶泥颗粒；用水蒸气加热彩色陶泥 颗粒，在