沥青路面减霾涂层的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种沥青路面减霾涂层，其质量份组成为：纳米二氧化钛1份、活性氧化铝1～5份、环氧树脂7～8份、固化剂2～3份、助剂2～4份，所述的固化剂为改性脂肪胺类液体固化剂HTS-4512与特种复合材料环氧固化剂HTC-101的质量比为2～4:1的混合物，助剂是消泡剂与金刚砂、炭黑的质量比为1:2～4:1的混合物。本发明利用活性氧化铝和纳米二氧化钛之间的协同作用，所得减霾涂层不但具有良好的耐水性、抗滑性与环保性，而且能够降解汽车尾气中导致二次颗粒物污染的有害气体并较好的吸附汽车尾气中的PM2.5颗粒物，达到更好的减霾效果，试验表明该涂层对PM2.5的最佳减霾效率可达41.2μg/m3·min。
【专利说明】沥青路面减霾涂层
【技术领域】
[0001] 本发明属于浙青路面【技术领域】，具体涉及一种浙青路面涂层，以消减雾霾为主要 目的，应用于城市道路中，使之能在一定程度上吸附并降解汽车尾气中的PM2. 5颗粒物，从 而消减城市雾霾。
【背景技术】
[0002] 随着空气质量逐渐恶化，雾霾天气现象出现频率越来越高，它们在人们毫无防范 的时候侵入人体呼吸道和肺叶中，从而引起呼吸系统疾病、心血管系统疾病等，长期处于这 种环境还会诱发肺癌、心肌缺血及损伤。另外，雾霾天气还增加了行车的风险，因雾霾天气 造成的几十辆车辆连环追尾的事故屡见不鲜，损失惨重。因此，为了人们的身体健康以及行 车安全，减少雾霾天气迫在眉睫。
[0003] 雾霾的源头多种多样，如各种机动车排放的尾气、北方冬季烧煤供暖所产生的废 气、工业生产排放的废气、建筑工地和道路交通产生的扬尘、垃圾焚烧、火山喷发等，雾霾 天气通常是多种污染源混合作用形成的。最新的数据显示，北京雾霾颗粒中机动车尾气占 22. 2%、燃煤占16. 7%、扬尘占16. 3%、工业占15. 7%，由此可见汽车尾气对雾霾的影响占 到相当大的比例。而汽车尾气对空气的污染主要在于：（1)排放颗粒物：解析结果表明，排 气管排出的颗粒物对PM10和PM2. 5的直接"贡献"达到10%以上；（2)生成二次颗粒物：机 动车尾气中含有大量的氮氧化物和碳氢化合物，氮氧化物能够引发多种大气氧化反应，增 强城市大气的氧化性，促进多种大气污染物的生成，包括二次有机气溶胶、二次硫酸盐和二 次硝酸盐等二次颗粒物，碳氢化合物是形成二次颗粒物的重要物质，机动车上路越多，势必 使氮氧化物、碳氢化合物这两种污染物的排放量增大；（3)排放二氧化氮；(4)扬尘污染。
[0004] 研究表明，纳米二氧化钛作为光催化剂能降解汽车尾气，常作为添加剂应用于浙 青及浙青混合料中，将汽车尾气分解为相应的碳酸盐和硝酸盐吸附在路面空隙中，遇下雨 天即可随雨水冲走。但二氧化钛浙青混合料仅是路面部分起到催化作用，导致纳米二氧化 钛的浪费，且减霾效果不明显，效率较低。另外，二氧化钛光催化汽车尾气主要是对尾气成 分的改变，即降解汽车尾气中导致二次颗粒物污染的有害气体，但不能直接降解或吸附汽 车尾气排放的颗粒物，而雾霾各成分中，PM2. 5对人体的危害是最大的，与较粗的大气颗粒 物相比，PM2. 5粒径小，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更大。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种具有良好的 耐水性、抗滑性与环保性，且经济高效的浙青路面减霾涂层，该涂层不但能够降解汽车尾气 中导致二次颗粒物污染的有害气体，而且能够较好的吸附汽车尾气中的PM2. 5颗粒物，进 而达到更好的减霾效果。
[0006] 解决上述技术问题所要解决的技术问题在于该浙青路面减霾涂层由下述质量份 配比的原料制成：
[0007] 纳米二氧化钛 1份 活性氧化铝 1?5份 环氧树脂 7?8份 固化剂 2?3份 助剂 2?4份
[0008] 上述的固化剂为改性脂肪胺类液体固化剂HTS-4512与特种复合材料环氧固化剂 HTC-101的质量比为2?4:1的混合物，优选改性脂肪胺类液体固化剂HTS-4512与特种复 合材料环氧固化剂HTC-101的质量比为3:1的混合物；助剂是消泡剂与金刚砂、炭黑的质量 比为1:2?4:1的混合物，优选消泡剂与金刚砂、炭黑的质量比为1:3:1的混合物。
[0009] 本发明的浙青路面减霾涂层优选由下述质量份配比的原料制成：
[0010] 纳米二氧化钛 1份 活性氧化铝 3份 环氧树脂 7?8份 固化剂 2?3份 助剂 2?4份。
[0011] 上述的纳米二氧化钛为金红石型纳米二氧化钛，其由上海江沪实业有限公司提 供；活性氧化铝为Y-A1 203，其孔体积为300?800mm3/g、表面积为100?300m2/g，由河南 省巩义市龙鑫净水材料提供；环氧树脂为改性液体环氧树脂HTM-5214,由苏州圣杰特种树 脂有限公司提供；改性脂肪胺类液体固化剂HTS-4512与特种复合材料环氧固化剂HTC-101 均由苏州圣杰特种树脂有限公司提供；金刚砂的粒径为80目；消泡剂为TL-X60环氧树脂 消泡剂，由北京通联恒兴科技有限公司提供。
[0012] 上述浙青路面减霾涂层的制备方法为：按照上述原料的质量份配比，将活性氧化 铝、纳米二氧化钛、消泡剂、炭黑加入到环氧树脂中，然后再加入改性脂肪胺类液体固化剂 HTS-4512与特种复合材料环氧固化剂HTC-101的混合物，搅拌，在搅拌的过程中加入金刚 砂，直至搅拌均匀，此过程不宜超过20分钟。
[0013] 本发明浙青路面减霾涂层使用时直接将其均匀的涂在浙青路面上，待其固化后即 形成减霾涂层。
[0014] 本发明的浙青路面减霾涂层是利用活性氧化铝高效的吸附作用，吸附汽车尾气 中的PM2. 5颗粒物，以及纳米二氧化钛的光催化作用，催化降解汽车尾气中导致二次颗粒 物污染的有害气体氮氧化物和碳氢化合物，且活性氧化铝与纳米二氧化钛掺拌具有相互 促进的协同作用，达到了高效的减霾效果，试验表明该涂层对PM2. 5的最佳减霾效率可达 41. 2 μ g/m3 · min〇
【具体实施方式】
[0015] 下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实 施例。
[0016] 实施例1
[0017] 以制备浙青路面减霾涂层所用纳米二氧化钛4g为例，其他原料及其质量组成如 下：
[0018] 纳米二氧化钛 4 g 活性氧化铝 4 g 环氧树脂 30 g 特种复合材料环氧固化剂HTC-101 3 g 改性脂肪胺类液体固化剂HTS-4512 9 g 炭黑 3g 金刚砂 9 g
[0019] 消泡剂 3 g
[0020] 其制备方法为：将4g活性氧化错、4g纳米二氧化钛、3g消泡剂、3g炭黑加入到30g 环氧树脂中，然后再加入9g改性脂肪胺类液体固化剂HTS-4512与3g特种复合材料环氧固 化剂HTC-101的混合物，搅拌，在搅拌的过程中加入9g金刚砂，直至搅拌均匀，得到浙青路 面减霾涂层。
[0021] 本实施例的纳米二氧化钛为金红石型纳米二氧化钛，由上海江沪实业有限公司提 供；活性氧化铝为Y-A1A，其孔体积为300?800mm 3/g、表面积为100?300m2/g，由河南 省巩义市龙鑫净水材料提供；环氧树脂为改性液体环氧树脂HTM-5214,由苏州圣杰特种树 脂有限公司提供；改性脂肪胺类液体固化剂HTS-4512与特种复合材料环氧固化剂HTC-101 均由苏州圣杰特种树脂有限公司提供；金刚砂的粒径为80目；消泡剂为TL-X60环氧树脂 消泡剂，由北京通联恒兴科技有限公司提供。
[0022] 实施例2
[0023] 以制备浙青路面减霾涂层所用纳米二氧化钛4g为例，其他原料及其质量组成如 下：
[0024] 纳米二氧化钛 4 g 活性氧化铝 8 g 环氧树脂 30 g 特种复合材料环氧固化剂HTC-101 3g 改性脂肪胺类液体固化剂HTS-4512 9 g 炭黑 3 g 金刚砂 9 g 消泡剂 3 g
[0025] 其制备方法与实施例1相同。
[0026] 实施例3
[0027] 以制备浙青路面减霾涂层所用纳米二氧化钛4g为例，其他原料及其质量组成如 下：
[0028] 纳米二氧化钛 4 g 活性氧化铝 12 g 环氧树脂 30 g
[0029] 特种复合材料环氧固化剂HTC-101 3 g 改性脂肪胺类液体固化剂HTS-4512 9 g 炭黑 3g 金刚砂 9 g 消泡剂 3g
[0030] 其制备方法与实施例1相同。
[0031] 实施例4
[0032] 以制备浙青路面减霾涂层所用纳米二氧化钛4g为例，其他原料及其质量组成如 下：
[0033] 纳米二氧化钛 4 g 活性氧化铝 16 g 环氧树脂 30 g 特种复合材料.环氧固化剂HTC-101 3 g 改性脂肪胺类液体固化剂HTS-4512 9 g 炭黑 3g 金刚砂 9 g 消泡剂 3g
[0034] 其制备方法与实施例1相同。
[0035] 实施例5
[0036] 以制备浙青路面减霾涂层所用纳米二氧化钛4g为例，其他原料及其质量组成如 下：
[0037] 纳米二氧化钛 4 g 活性氧化铝 20 g 环氧树脂 30 g 特种复合材料环氧固化剂HTC-101 3g 改性脂肪胺类液体固化剂HTS-4512 9 g 炭黑 3 g 金刚砂 9g 消泡剂 3 g
[0038] 其制备方法与实施例1相同。
[0039] 实施例6
[0040] 以制备浙青路面减霾涂层所用纳米二氧化钛4g为例，其他原料及其质量组成如 下：
[0041] 纳米二氧化钛 4 g 活性氧化铝 12 g 环氧树脂 28 g 特种复合材料环氧固化剂HTC-101 2.5 g 改性脂肪胺类液体固化剂HTS-4512 5.5 g 炭黑 2g 金刚砂 4 g 消泡剂 2g
[0042] 其制备方法与实施例1相同。
[0043] 实施例7
[0044] 以制备浙青路面减霾涂层所用纳米二氧化钛4g为例，其他原料及其质量组成如 下：
[0045] 纳米二氧化钛 4g 活性氧化铝 12 g 环氧树脂 32 g 特种复合材料环氧固化剂HTC-101 1 75 g 改性脂肪胺类液体固化剂HTS-4512 6.25 g 炭黑 2.75 g 金刚砂 10.5 g 消泡剂 2.75 g
[0046] 其制备方法与实施例1相同。
[0047] 为了证明本发明的有益效果，发明人按照实施例1中环氧树脂、固化剂、助剂的质 量组成，分别添加表1所示的不同质量的纳米二氧化钛和活性氧化铝，制备成浙青路面减 霾涂层，然后用其刷涂车辙板，按下述方法测试减霾涂层的减霾效率：
[0048] 启动发动机，运行至正常工作状态，然后将尾气通入到尺寸为 680mmX 530mmX 530mm的惰性材料反应箱内，打开风扇，待反应箱内尾气分布均匀后，将 PM2. 5检测仪放入反应箱，进入浓度实时监测状态，使检测仪数值稳定在450?500之间； 待反应箱内PM2. 5浓度趋于稳定后将制备好的车辙板放入测试设备内，盖好密封盖，保持 风扇运转，同时打开紫外灯和白炽灯，记录PM2. 5初始浓度值，其后每间隔2分钟采集一次 数据（每次读取三个值，取平均值作为最后结果，减小或消除实验误差的影响），测试时间 为60分钟，记录测试数据；测试结束后打开测试室，将反应室内的汽车尾气排净，取出测试 的实验用品，并准备下一次测试工作。按下述公式计算减霾效率：
[0049] 减霾效率=(PM2. 5初始浓度值-达到规定时间后的气体浓度值）/浓度降低所用 时间X 100%。
[0050] 测试结果见表1。
[0051] 表1不同减霾涂层的减霾效率
[0052]
【权利要求】
1. 一种浙青路面减霾涂层，其特征在于它由下述质量份配比的原料制成：
上述的固化剂为改性脂肪胺类液体固化剂HTS-4512与特种复合材料环氧固化剂 HTC-IOl的质量比为2?4:1的混合物；助剂是消泡剂与金刚砂、炭黑的质量比为1:2?4:1 的混合物。
2. 根据权利要求1所述的浙青路面减霾涂层，其特征在于它由下述质量份配比的原料 制成：
3. 根据权利要求1或2所述的浙青路面减霾涂层，其特征在于：所述的活性氧化铝为 ￥^1203，其孔体积为 300 ?8001111113/^、表面积为100?3001112/^。
4. 根据权利要求1或2所述的浙青路面减霾涂层，其特征在于：所述的环氧树脂为改 性液体环氧树脂HTM-5214。
5. 根据权利要求1或2所述的浙青路面减霾涂层，其特征在于：所述的纳米二氧化钛 为金红石型纳米二氧化钛。
6. 根据权利要求1或2所述的浙青路面减霾涂层，其特征在于：所述的固化剂是改性 脂肪胺类液体固化剂HTS-4512与特种复合材料环氧固化剂HTC-101的质量比为3:1的混 合物。
7. 根据权利要求1或2所述的浙青路面减霾涂层，其特征在于：所述的助剂是消泡剂 与金刚砂、炭黑的质量比为1:3:1的混合物。
【文档编号】C09D163/00GK104231855SQ201410456240
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月9日 优先权日:2014年9月9日
【发明者】张久鹏, 王运航, 李娜, 张天宇, 潘超, 孙如智, 安丰伟, 段智军 申请人:长安大学