一种可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料，由以下重量份的原料制成：有机粘结剂100份，红柱石8～16份，绿泥石7～13份，聚丙烯酰胺1～5份，表面活性剂0.5～3份；所述有机粘结剂为双酚A型环氧树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂和有机硅改性丙烯酸树脂按一定比例混合均匀而成的混合物。本发明将红柱石与绿泥石联合使用，可有效降低公路周围由于汽车尾气等所产生的PM2.5，从而大大缓解PM2.5所带来的各种不利影响。
【专利说明】一种可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料
【技术领域】
[0001]本发明属于道路涂层材料【技术领域】，具体涉及一种可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料。
【背景技术】
[0002]细颗粒物亦称PM2.5，是指环境空气中空气动力学当量直径小于或等于2.5微米的颗粒物。PM2.5与较粗的大气颗粒物相比，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响比较大。 [0003]气象专家和医学专家认为，由细颗粒物造成的灰霾天气对人体健康的危害甚至要比沙尘暴更大。粒径10微米以上的颗粒物，会被挡在人的鼻子外面；粒径在2.5微米至10微米之间的颗粒物，能够进入上呼吸道，但部分可通过痰液等排出体外，另外也会被鼻腔内部的绒毛阻挡，对人体健康危害相对较小；而粒径在2.5微米以下的细颗粒物，直径不足人类头发丝的1/20大小，不易被阻挡。被吸入人体后会直接进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。
[0004]观察研究表明，颗粒物和气态污染物在浓度较低时，对能见度的影响不显著。但浓度较大时，则会改变天空颜色，使能见度降低。当浓度特别高时，会使天空成棕褐色。PM2.5浓度的高低是决定大气能见度的关键因素，同时PM2.5散光是大气能见度下降的最主要原因，其中PM2.5的散射消光占总的消光度的80%。
[0005]PM2.5颗粒物的成分很复杂，主要取决于其来源。主要有自然源和人为源两种，但危害较大的是后者。据2011年年底统计，中国的汽车销售创下近2000万辆的销量，中国汽车业也很有可能成为全球规模第一，然而其发展速度却与汽车产业的成熟度不成正比。汽车工业的飞速发展和能源消耗及环境危害之间的矛盾在全国各大城市日益凸显，在机动车保有量大、使用频率高的城市和城市群，机动车尾气排放对PM2.5浓度上升影响很大。
[0006]据统计，到2012年年底，我国公路总里程达424万公里，居世界第一，如果能有效利用公路空间，制备一种可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料，可有效降低公路周围由于汽车尾气等所产生的PM2.5，从而可有效缓解PM2.5所带来的各种不利影响。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料，该涂层材料能够有效降低公路周围由于汽车尾气等所产生的PM2.5，从而有效缓解PM2.5所带来的各种不利影响。
[0008]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成:有机粘结剂100份，红柱石8~16份，绿泥石7~13份，聚丙烯酰胺I~5份，表面活性剂0.5~3份；所述有机粘结剂为双酚A型环氧树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂和有机硅改性丙烯酸树脂按质量比(4~9): (4~8): (4~8): 10混合均匀而成的混合物。[0009]上述的一种可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成:有机粘结剂100份，红柱石10~14份，绿泥石9~11份，聚丙烯酰胺2~4份，表面活性剂0.9~2.7份。
[0010]上述的一种可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成:有机粘结剂100份，红柱石12份，绿泥石10份，聚丙烯酰胺3份，表面活性剂
1.8 份。
[0011]上述的一种可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料，其特征在于，所述有机粘结剂为双酚A型环氧树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂和有机硅改性丙烯酸树脂按质量比7:5:5: 10混合均匀而成的混合物。
[0012]上述的一种可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠或/和单硬脂酸甘油酯。
[0013]所述重量份为两、斤、公斤、克、千克、吨等重量计量单位。
[0014]本发明道路涂层材料的制备方法包括以下步骤:
[0015]步骤一、将有机粘结剂和表面活性剂加入到搅拌机内搅拌均匀，得到混合物；
[0016]步骤二、将红柱石和绿泥石破碎后球磨混合均匀，然后加入步骤一中所述混合物中，开动搅拌机，先以15r/min~25r/min的低速进行搅拌,然后以40r/min~60r/min的高速进行搅拌，直至充分混合均匀；
[0017]步骤三、开动搅拌机,调低转速至15r/min~25r/min,然后加入聚丙烯酰胺,搅拌均匀后即可得到可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料。
[0018]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0019]1、本发明道路涂层材料中的有机粘结剂能够使涂层材料与浙青路面有较高的粘结强度，从而抵抗车辆荷载及自然作用下与路面发生脱落；涂层涂布于浙青路面表面，需要与浙青路面有较高的粘结强度，从而抵抗车辆荷载及自然作用下与路面发生脱落；由于单一的树脂类粘结材料其粘附力一般无法满足路用要求，无法作为涂层的粘结材料，因此本发明采用的有机粘结剂为双酚A型环氧树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂和有机硅改性丙烯酸树脂按一定比例混合均匀而成的混合物，此混合物的粘附力具有很大幅度的提高，可满足增粘材料的要求。
[0020]2、红柱石和绿泥石的同时加入能够发挥协同作用，它们的协同作用可起到很好地活性表面吸附作用，空气中的PM2.5被吸附到涂层的表面，分子的自由能会降低。
[0021]3、聚丙烯酰胺分子链固定在不同的颗粒表面上，各颗粒之间形成聚合物的桥，使颗粒形成聚集体而沉降；表面活性剂通过分子中不同部分分别对于两相的亲和，使两相均将其看作本相的成分，分子排列在两相之间，使两相的表面相当于转入分子内部，从而降低表面张力。
[0022]4、本发明道路涂层材料能够有效吸附空气中的PM2.5，可显著降低公路周围由于汽车尾气等所产生的PM2.5，从而有效缓解PM2.5所带来的各种不利影响。
[0023] 5、除能够有效吸附空气中PM2.5外，本发明道路涂层材料还能够改善道路的使用性能，延长道路的使用寿命。并且，本发明中所用红柱石和绿泥石材料来源广泛，制备工艺简单，适于推广应用。
[0024]下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。【具体实施方式】
[0025]实施例1
[0026]本实施例可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料由以下原料制成:有机粘结剂100份，红柱石12份，绿泥石10份，聚丙烯酰胺3份，表面活性剂1.8份；所述有机粘结剂为双酚A型环氧树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂和有机硅改性丙烯酸树脂按质量比7:5:5: 10混合均匀而成的混合物；所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
[0027]本实施例的制备方法为:
[0028]步骤一、将有机粘结剂和表面活性剂加入到搅拌机内搅拌均匀，得到混合物；
[0029]步骤二、将红柱石和绿泥石破碎后球磨混合均匀，然后加入步骤一中所述混合物中，开动搅拌机，先以20r/min的低速进行搅拌,然后以50r/min的高速进行搅拌,直至充分混合均匀；
[0030]步骤三、开动搅拌机，调低转速至20r/min，然后加入聚丙烯酰胺，搅拌均匀后即可得到可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料。
[0031]实施例2
[0032]本实施例可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料由以下原料制成:有机粘结剂100份，红柱石16份，绿泥石13份，聚丙烯酰胺5份，表面活性剂3份；所述有机粘结剂为双酚A型环氧树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂和有机硅改性丙烯酸树脂按质量比4:4:4: 10混合均匀而成的混合物；所述表面活性剂为单硬脂酸甘油酯。
[0033]本实施例的制备方法为:
[0034]步骤一、将有机粘结剂和表面活性剂加入到搅拌机内搅拌均匀，得到混合物；
[0035]步骤二、将红柱石和绿泥石破碎后球磨混合均匀，然后加入步骤一中所述混合物中，开动搅拌机，先以15r/min的低速进行搅拌,然后以40r/min的高速进行搅拌,直至充分混合均匀；
[0036]步骤三、开动搅拌机，调低转速至15r/min，然后加入聚丙烯酰胺，搅拌均匀后即可得到可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料。
[0037]实施例3
[0038]本实施例可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料由以下原料制成:有机粘结剂100份，红柱石8份，绿泥石7份，聚丙烯酰胺1份，表面活性剂0.5份；所述有机粘结剂为双酚A型环氧树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂和有机硅改性丙烯酸树脂按质量比4:4:8: 10混合均匀而成的混合物；所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
[0039]本实施例的制备方法为:
[0040]步骤一、将有机粘结剂和表面活性剂加入到搅拌机内搅拌均匀，得到混合物；
[0041]步骤二、将红柱石和绿泥石破碎后球磨混合均匀，然后加入步骤一中所述混合物中，开动搅拌机，先以25r/min的低速进行搅拌,然后以60r/min的高速进行搅拌,直至充分混合均匀；
[0042]步骤三、开动搅拌机，调低转速至25r/min，然后加入聚丙烯酰胺，搅拌均匀后即可得到可吸附空气中细 颗粒物的道路涂层材料。
[0043]实施例4[0044]本实施例可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料由以下原料制成:有机粘结剂100份，红柱石10份，绿泥石9份，聚丙烯酰胺2份，表面活性剂0.9份；所述有机粘结剂为双酚A型环氧树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂和有机硅改性丙烯酸树脂按质量比4:8:4: 10混合均匀而成的混合物；所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
[0045]本实施例的制备方法为:
[0046]步骤一、将有机粘结剂和表面活性剂加入到搅拌机内搅拌均匀，得到混合物；
[0047]步骤二、将红柱石和绿泥石破碎后球磨混合均匀，然后加入步骤一中所述混合物中，开动搅拌机，先以15r/min的低速进行搅拌,然后以50r/min的高速进行搅拌,直至充分混合均匀；
[0048]步骤三、开动搅拌机，调低转速至15r/min，然后加入聚丙烯酰胺，搅拌均匀后即可得到可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料。
[0049]实施例5
[0050]本实施例可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料由以下原料制成:有机粘结剂100份，红柱石14份 ，绿泥石11份，聚丙烯酰胺4份，表面活性剂2.7份；所述有机粘结剂为双酚A型环氧树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂和有机硅改性丙烯酸树脂按质量比4:8:8: 10混合均匀而成的混合物；所述表面活性剂为单硬脂酸甘油酯。
[0051]本实施例的制备方法为:
[0052]步骤一、将有机粘结剂和表面活性剂加入到搅拌机内搅拌均匀，得到混合物；
[0053]步骤二、将红柱石和绿泥石破碎后球磨混合均匀，然后加入步骤一中所述混合物中，开动搅拌机，先以20r/min的低速进行搅拌,然后以50r/min的高速进行搅拌,直至充分混合均匀；
[0054]步骤三、开动搅拌机，调低转速至20r/min，然后加入聚丙烯酰胺，搅拌均匀后即可得到可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料。
[0055]实施例6
[0056]本实施例可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料由以下原料制成:有机粘结剂100份，红柱石14份，绿泥石11份，聚丙烯酰胺4份，表面活性剂2.7份；所述有机粘结剂为双酚A型环氧树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂和有机硅改性丙烯酸树脂按质量比9:4:4: 10混合均匀而成的混合物；所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和单硬脂酸甘油酯按质量比1:2混合均匀而成的混合物。
[0057]本实施例的制备方法为:
[0058]步骤一、将有机粘结剂和表面活性剂加入到搅拌机内搅拌均匀，得到混合物；
[0059]步骤二、将红柱石和绿泥石破碎后球磨混合均匀，然后加入步骤一中所述混合物中，开动搅拌机，先以25r/min的低速进行搅拌,然后以60r/min的高速进行搅拌,直至充分混合均匀；
[0060]步骤三、开动搅拌机，调低转速至25r/min，然后加入聚丙烯酰胺，搅拌均匀后即可得到可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料。
[0061]实施例7
[0062]本实施例可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料由以下原料制成:有机粘结剂100份，红柱石10份，绿泥石9份，聚丙烯酰胺2份，表面活性剂0.9份；所述有机粘结剂为双酚A型环氧树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂和有机硅改性丙烯酸树脂按质量比9:4:8: 10混合均匀而成的混合物；所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和单硬脂酸甘油酯按质量比1: 1.5混合均匀而成的混合物。
[0063]本实施例的制备方法为:
[0064]步骤一、将有机粘结剂和表面活性剂加入到搅拌机内搅拌均匀，得到混合物；
[0065]步骤二、将红柱石和绿泥石破碎后球磨混合均匀，然后加入步骤一中所述混合物中，开动搅拌机，先以25r/min的低速进行搅拌,然后以50r/min的高速进行搅拌,直至充分混合均匀；
[0066]步骤三、开动搅拌机，调低转速至20r/min，然后加入聚丙烯酰胺，搅拌均匀后即可得到可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料。
[0067]实施例8
[0068]本实施例可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料由以下原料制成:有机粘结剂100份，红柱石16份，绿泥石13份，聚丙烯酰胺5份，表面活性剂3份；所述有机粘结剂为双酚A型环氧树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂和有机硅改性丙烯酸树脂按质量比9:8:4: 10混合均匀而成的混合物；所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和单硬脂酸甘油酯按质量比2:I混合均匀而成的混合物。
[0069]本实施例的 制备方法为:
[0070]步骤一、将有机粘结剂和表面活性剂加入到搅拌机内搅拌均匀，得到混合物；
[0071]步骤二、将红柱石和绿泥石破碎后球磨混合均匀，然后加入步骤一中所述混合物中，开动搅拌机，先以20r/min的低速进行搅拌,然后以50r/min的高速进行搅拌,直至充分混合均匀；
[0072]步骤三、开动搅拌机，调低转速至25r/min，然后加入聚丙烯酰胺，搅拌均匀后即可得到可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料。
[0073]实施例9
[0074]本实施例可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料由以下原料制成:有机粘结剂100份，红柱石8份，绿泥石7份，聚丙烯酰胺1份，表面活性剂0.5份；所述有机粘结剂为双酚A型环氧树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂和有机硅改性丙烯酸树脂按质量比9:8:8: 10混合均匀而成的混合物；所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和单硬脂酸甘油酯按质量比3:2混合均匀而成的混合物。
[0075]本实施例的制备方法为:
[0076]步骤一、将有机粘结剂和表面活性剂加入到搅拌机内搅拌均匀，得到混合物；
[0077]步骤二、将红柱石和绿泥石破碎后球磨混合均匀，然后加入步骤一中所述混合物中，开动搅拌机，先以25r/min的低速进行搅拌,然后以40r/min的高速进行搅拌,直至充分混合均匀；
[0078]步骤三、开动搅拌机，调低转速至25r/min，然后加入聚丙烯酰胺，搅拌均匀后即可得到可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料。
[0079]对比例I
[0080]本对比例道路涂层材料与实施例1的不同之处仅在于:不含红柱石。
[0081]对比例2[0082]本对比例道路涂层材料与实施例1的不同之处仅在于:不含绿泥石。
[0083]对本发明可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料进行以下研究分析。
[0084]一、基于构造深度的路面抗滑性能研究
[0085]将本发明道路涂层材料涂刷于道路表面，然后采用铺砂法对涂刷有道路涂层材料的道路表面的构造深度进行测定，以此来确定基于构造深度的路面抗滑性能，试验结果见表1。
[0086]表1基于构造深度的路面抗滑性能测试结果
[0087]
【权利要求】
1.一种可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成:有机粘结剂100份，红柱石8~16份，绿泥石7~13份，聚丙烯酰胺I~5份,表面活性剂0.5~3份；所述有机粘结剂为双酚A型环氧树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂和有机硅改性丙烯酸树脂按质量比(4~9): (4~8): (4~8): 10混合均匀而成的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成:有机粘结剂100份,红柱石10~14份,绿泥石9~11份，聚丙烯酰胺2~4份，表面活性剂0.9~2.7份。
3.根据权利要求2所述的一种可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成:有机粘结剂100份，红柱石12份，绿泥石10份，聚丙烯酰胺3份，表面活性剂1.8份。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料，其特征在于，所述有机粘结剂为双酚A型环氧树 脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂和有机硅改性丙烯酸树脂按质量比7: 5: 5: 10混合均匀而成的混合物。
5.根据权利要求1、2或3所述的一种可吸附空气中细颗粒物的道路涂层材料，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠或/和单硬脂酸甘油酯。
【文档编号】C09D177/00GK103965727SQ201410213871
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月20日 优先权日:2014年5月20日
【发明者】王朝辉, 王玉飞, 陈渊召, 刘相儒, 刘立斌, 李德彬, 高志伟 申请人:长安大学