用于透水整体路面的碳纳米管保护剂及其制备方法与流程

本发明涉及一种透水路面保护剂，具体涉及用于透水整体路面的碳纳米管保护剂及其制备方法。

背景技术：

1、透水路面是一种生态环保型路面，具有连续的孔隙、良好的透气和透水性。目前，透水性路面主要以混凝土透水路面和沥青透水路面为主，透水路面的铺装不仅可以补充地下水，缓解城市内涝，吸声降噪，还可以有效改善城市热环境，透水路面已被广泛的进行使用。

2、但是，在外界光照、温度、雨水、盐类、油类等各种环境的共同影响下，透水路面材料易发生冻融、碳化、侵蚀、碱骨料反应、裂缝等破坏，进而导致透水路面材料的耐久性较差。为了解决透水路面材料的耐久性问题，现有的透水路面通常采用表面喷涂保护，在透水路面表面增设一层或多层覆盖式保护剂材料，该方法因其施工方便，故具有广泛的应用。

3、然而，经分析发现，透水路面材料作为一种多孔复合材料，硬化后常存在大小不一的孔隙。透水路面材料的膨胀和开裂都与水有关，同时水也是侵蚀性介质(如氯盐、硫酸盐等)迁移进入透水路面材料内的载体，水介质的存在及其在透水路面材料孔隙和裂缝中的迁移成为影响透水路面材料结构耐久性的主要因素。因此现有的喷涂保护剂的方法只能对透水路面的表面加以保护，随着保护材料的老化或破坏，保护层还是易出现脱离和强度下降等问题，进而影响对透水路面的保护效果。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于提供用于透水整体路面的碳纳米管保护剂，通过第一喷涂剂和第二喷涂剂的结合使用，进而减少透水整体路面材料孔隙、减少侵蚀性介质进入透水整体路面材料，提高透水整体路面的使用寿命。该目的采用以下技术方案实现：保护剂包括第一喷涂剂和第二喷涂剂，所述第一喷涂剂包括浸渍剂，第二喷涂剂为路面保护剂。在本材料中，浸渍剂和保护剂均为现有的材料，本发明人采用现有的浸渍剂和路面保护剂相配合使用，以提高路面保护剂对透水路面材料的保护作用。

2、具体的，浸渍剂的作用为喷射到透水路面基材内部，便于在喷涂第二喷涂剂时，第二喷涂剂能快速渗透至透水路面基材内部，进而在透水路面材料内部形成一层坚韧的保护薄膜，提高路面耐磨性并减少骨料在使用中脱落现象的发生。

3、第二喷涂剂的作用为喷涂于透水整体路面上，密闭透水整体路面材料孔隙和微裂缝，提高透水整体路面材料的抗渗性，强化透水整体路面结构，具有明显的防水防腐功能，可显著提高透水整体路面的抗化学腐蚀性能和强度，改善透水整体路面的抗冻及抗盐冻性能，增加透水整体路面表层的密度，提高耐磨性。

4、本发明中，浸渍剂和路面保护剂为现有的材料，浸渍剂还可以为沥青浸渍剂或石墨浸渍剂等，只要能够实现喷射到透水路面基材内部，便于第二喷涂剂快速渗透至透水路面基材内部的效果即可。在本发明人使用的过程中，发现硅烷浸渍剂能达到更好的使用效果。

5、具体的，硅烷浸渍剂包括异辛基三乙氧基硅烷溶液。优选的，硅烷浸渍剂包括异辛基三乙氧基硅烷溶液50-80份、改性有机硅氧烷溶液15-30份、分散剂2-6份、防腐剂0.5-5份、着色剂1-10份。

6、同时，硅烷浸渍剂与路面保护剂相配合，当浸渍剂作用在透水路面基材内部后，浸渍剂与路面保护剂相互融合，能够使路面保护剂更好的在透水路面内部形成保护层，硅烷浸渍剂能够与路面保护剂更好的结合，其中，路面保护剂也可以为多种材料，在与硅烷浸渍剂配合使用的过程中，本发明人发现包括硅酸锂和碳纳米管的路面保护剂具有更好的保护效果。

7、具体的，路面保护剂包括硅酸锂8-15份、碳纳米管10-20份、800目的金红石钛白粉15-20份，多羟基醚化三聚氰胺2-6份、硫酸钠0.5-3份、碳酸钠0.5-3份、氯化铝0.5-3份、三乙醇胺1-5份、扩链剂5-10份、丁基萘磺酸钠0.05-0.5份、抗紫外老化剂0.5-1份、去离子水30-50份。

8、透水整体路面是由凝胶材料、集料、水以及必要时加入外加剂，经均匀搅拌、密实成型、养护硬化而成的刚性材料，但本质上是一种非均匀多孔性材料，在水、二氧化碳、氯离子、硫酸盐等介质的侵蚀下，不可避免受到外来因素的影响而加速混凝土的破坏，大大缩短了使用寿命。因此，减少透水整体路面材料孔隙的存在，是减少侵蚀性介质进入透水整体路面材料的重要途径，本发明的路面保护剂喷涂于透水整体路面表面可有效密闭透水整体路面材料孔隙和微裂缝，提高透水整体路面材料的抗渗性，同时可以强化透水整体路面结构，具有明显的防水防腐功能，可显著提高透水整体路面的抗化学腐蚀性能和强度，改善透水整体路面的抗冻及抗盐冻性能，增加透水整体路面表层的密度，提高耐磨性。

9、除此之外，利用碳纳米管的纳米级集尘灰微粒的特性，可有效吸附透水整体路面的灰尘，再通过雨水冲刷将灰尘和污染物排入污水处理管道，降低大气环境的污染，同时还对污染雨水具有优良的净化效果，并且，碳纳米管优越的机械性能，可有效提高透水整体路面的抗拉强度、柔韧性、回弹性和抗畸变能力；碳纳米管良好的导热性，能够提高透水整体路面的抗冻融及抗盐冻性能；碳纳米管的吸附性能，能够有效解决透水整体路面的老化和保护层易脱离的性能，延长使用寿命。

10、本发明的另一个目的在于提供用于透水整体路面的碳纳米管保护剂制备方法，通过在预设时间内喷射第一喷涂剂和第二喷涂剂，提高第二喷涂剂对透水路面材料的保护性能，对路面提供持久保护。

11、具体的，用于透水整体路面的碳纳米管保护剂的制备方法，包括以下步骤：

12、将第一喷涂剂喷涂在路面上；

13、第一喷涂剂喷涂后，在预设时间内将第二喷涂剂喷涂在路面上。

14、其中，第一喷涂剂在路面上喷涂深度为3-5mm。第一喷涂剂喷涂量为0.2-0.3kg/m2，第二喷涂剂喷涂量为0.2-0.3kg/m2。预设时间为0.5-10h。

15、本发明通过化学渗透原理，先喷涂着色浸渍剂使其深层浸渍至透水路面基材内部3-5mm，便于二次喷涂的路面保护剂能快速渗透至透水路面基材内部，以达到润色和消除色差的作用，同时形成一层坚韧的高光泽度薄膜，大大提高路面耐磨性并减少骨料在使用中脱落现象的发生，对路面提供持久保护，减少维修和养护成本。

16、在本发明中，当第一喷涂剂喷涂深度为3-5mm时，能更好的使第二喷涂剂喷涂到透水路面内部，且第二喷涂剂能够更好的在透水路面基材内部形成薄膜，进而有效避免其他介质进入透水路面内部对透水路面材料造成侵蚀，选择3-5mm的深度，不仅有利于喷涂施工，同时，能达到较好的保护效果，因此第一喷涂剂的喷涂深度优选的为3-5mm。其次，每次喷涂的量控制在为0.2-0.3kg/m2，不仅能够到达透水路面材料内部，同时不会造成浪费，并且在0.2-0.3kg/m2的喷涂量下，第一喷涂剂能够有效地到达透水路面材料内部，第二喷涂剂能够有效的在透水路面内部和表面形成保护薄膜。

17、进一步的，在喷涂时，路面保护剂渗透至透水整体路面材料内部，与游离碱反应生成的枝蔓状结晶物，吸水膨胀后充盈密实透水整体路面材料毛细孔隙和微裂缝，和透水整体路面融为一体，形成永久性防护层。

18、在使用时，第一喷涂剂放置在第一储料罐内，第二喷涂剂放置在第二储料罐内，且第一储料罐和第二储料罐的温度均为40度。第一喷涂剂通过恒温汽压喷涂的方式喷涂，使得第一喷涂剂能够均匀的到达透水路面材料的内部，便于第二喷涂剂直接喷涂在透水路面材料的内部，进行反应。第二喷涂剂通过恒温高压喷涂的方式喷涂，高压的喷涂方式能够确保第二喷涂剂到达透水路面材料的内部，并与游离碱反应生成的枝蔓状结晶物。

19、并且，本发明人在使用的过程中发现，当第一储料罐和第二储料罐的温度均为40度时，在第一喷涂剂喷涂在透水路面上时，提前对透水路面的孔隙进行清洁，有助于浸渍剂能快速进入透水路面材料内部，以达到润色和消除色差的作用。第一喷涂剂能够更加快速的到达透水路面内部，且第二喷涂剂也能够更好的与透水路面材料融合。

20、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

21、本发明用于透水整体路面的碳纳米管保护剂及其制备方法，浸渍剂和路面保护剂所有组份均采用水性原材料，且路面保护剂的主要作用不仅为保护路面和增加路面强度，还能够起到透水作用，将雨水引导到路面及路面以下，有效利用雨水，储存地下水，起到环保的作用；

22、其次，本发明通过浸渍剂提前对透水路面的孔隙进行清洁，使得路面保护材料能够渗透到透水整体路面材料内部与之反应形成整体性防护层，能最大限度的降低水分、盐类等对混凝土的渗透，有助于减少冻融、碳化、侵蚀、碱骨料反应、裂缝等破坏和腐蚀；路面保护剂渗透至透水整体路面材料内部，与游离碱反应生成的枝蔓状结晶物吸水膨胀，从而充盈密实透水整体路面材料毛细孔隙和微裂缝，和透水整体路面融为一体，形成永久性防护层，防水、保护合二为一，使透水整体路面的抗渗性大大提高。且本方法的施工工艺简单，水性(无溶剂)，无毒，对人体、环境无害、无污染，属绿色环保材料。