瀝青路面減霾涂層的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種瀝青路面減霾涂層，其質量份組成為：納米二氧化鈦1份、活性氧化鋁1～5份、環氧樹脂7～8份、固化劑2～3份、助劑2～4份，所述的固化劑為改性脂肪胺類液體固化劑HTS-4512與特種復合材料環氧固化劑HTC-101的質量比為2～4:1的混合物，助劑是消泡劑與金剛砂、炭黑的質量比為1:2～4:1的混合物。本發明利用活性氧化鋁和納米二氧化鈦之間的協同作用，所得減霾涂層不但具有良好的耐水性、抗滑性與環保性，而且能夠降解汽車尾氣中導致二次顆粒物污染的有害氣體并較好的吸附汽車尾氣中的PM2.5顆粒物，達到更好的減霾效果，試驗表明該涂層對PM2.5的最佳減霾效率可達41.2μg/m3·min。
【專利說明】瀝青路面減霾涂層
【技術領域】
[0001] 本發明屬于浙青路面【技術領域】，具體涉及一種浙青路面涂層，以消減霧霾為主要 目的，應用于城市道路中，使之能在一定程度上吸附并降解汽車尾氣中的PM2. 5顆粒物，從 而消減城市霧霾。
【背景技術】
[0002] 隨著空氣質量逐漸惡化，霧霾天氣現象出現頻率越來越高，它們在人們毫無防范 的時候侵入人體呼吸道和肺葉中，從而引起呼吸系統疾病、心血管系統疾病等，長期處于這 種環境還會誘發肺癌、心肌缺血及損傷。另外，霧霾天氣還增加了行車的風險，因霧霾天氣 造成的幾十輛車輛連環追尾的事故屢見不鮮，損失慘重。因此，為了人們的身體健康以及行 車安全，減少霧霾天氣迫在眉睫。
[0003] 霧霾的源頭多種多樣，如各種機動車排放的尾氣、北方冬季燒煤供暖所產生的廢 氣、工業生產排放的廢氣、建筑工地和道路交通產生的揚塵、垃圾焚燒、火山噴發等，霧霾 天氣通常是多種污染源混合作用形成的。最新的數據顯示，北京霧霾顆粒中機動車尾氣占 22. 2%、燃煤占16. 7%、揚塵占16. 3%、工業占15. 7%，由此可見汽車尾氣對霧霾的影響占 到相當大的比例。而汽車尾氣對空氣的污染主要在于：（1)排放顆粒物：解析結果表明，排 氣管排出的顆粒物對PM10和PM2. 5的直接"貢獻"達到10%以上；（2)生成二次顆粒物：機 動車尾氣中含有大量的氮氧化物和碳氫化合物，氮氧化物能夠引發多種大氣氧化反應，增 強城市大氣的氧化性，促進多種大氣污染物的生成，包括二次有機氣溶膠、二次硫酸鹽和二 次硝酸鹽等二次顆粒物，碳氫化合物是形成二次顆粒物的重要物質，機動車上路越多，勢必 使氮氧化物、碳氫化合物這兩種污染物的排放量增大；（3)排放二氧化氮；(4)揚塵污染。
[0004] 研究表明，納米二氧化鈦作為光催化劑能降解汽車尾氣，常作為添加劑應用于浙 青及浙青混合料中，將汽車尾氣分解為相應的碳酸鹽和硝酸鹽吸附在路面空隙中，遇下雨 天即可隨雨水沖走。但二氧化鈦浙青混合料僅是路面部分起到催化作用，導致納米二氧化 鈦的浪費，且減霾效果不明顯，效率較低。另外，二氧化鈦光催化汽車尾氣主要是對尾氣成 分的改變，即降解汽車尾氣中導致二次顆粒物污染的有害氣體，但不能直接降解或吸附汽 車尾氣排放的顆粒物，而霧霾各成分中，PM2. 5對人體的危害是最大的，與較粗的大氣顆粒 物相比，PM2. 5粒徑小，富含大量的有毒、有害物質且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠， 因而對人體健康和大氣環境質量的影響更大。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術問題在于克服上述現有技術的缺陷，提供一種具有良好的 耐水性、抗滑性與環保性，且經濟高效的浙青路面減霾涂層，該涂層不但能夠降解汽車尾氣 中導致二次顆粒物污染的有害氣體，而且能夠較好的吸附汽車尾氣中的PM2. 5顆粒物，進 而達到更好的減霾效果。
[0006] 解決上述技術問題所要解決的技術問題在于該浙青路面減霾涂層由下述質量份 配比的原料制成：
[0007] 納米二氧化鈦 1份 活性氧化鋁 1?5份 環氧樹脂 7?8份 固化劑 2?3份 助劑 2?4份
[0008] 上述的固化劑為改性脂肪胺類液體固化劑HTS-4512與特種復合材料環氧固化劑 HTC-101的質量比為2?4:1的混合物，優選改性脂肪胺類液體固化劑HTS-4512與特種復 合材料環氧固化劑HTC-101的質量比為3:1的混合物；助劑是消泡劑與金剛砂、炭黑的質量 比為1:2?4:1的混合物，優選消泡劑與金剛砂、炭黑的質量比為1:3:1的混合物。
[0009] 本發明的浙青路面減霾涂層優選由下述質量份配比的原料制成：
[0010] 納米二氧化鈦 1份 活性氧化鋁 3份 環氧樹脂 7?8份 固化劑 2?3份 助劑 2?4份。
[0011] 上述的納米二氧化鈦為金紅石型納米二氧化鈦，其由上海江滬實業有限公司提 供；活性氧化鋁為Y-A1 203，其孔體積為300?800mm3/g、表面積為100?300m2/g，由河南 省鞏義市龍鑫凈水材料提供；環氧樹脂為改性液體環氧樹脂HTM-5214,由蘇州圣杰特種樹 脂有限公司提供；改性脂肪胺類液體固化劑HTS-4512與特種復合材料環氧固化劑HTC-101 均由蘇州圣杰特種樹脂有限公司提供；金剛砂的粒徑為80目；消泡劑為TL-X60環氧樹脂 消泡劑，由北京通聯恒興科技有限公司提供。
[0012] 上述浙青路面減霾涂層的制備方法為：按照上述原料的質量份配比，將活性氧化 鋁、納米二氧化鈦、消泡劑、炭黑加入到環氧樹脂中，然后再加入改性脂肪胺類液體固化劑 HTS-4512與特種復合材料環氧固化劑HTC-101的混合物，攪拌，在攪拌的過程中加入金剛 砂，直至攪拌均勻，此過程不宜超過20分鐘。
[0013] 本發明浙青路面減霾涂層使用時直接將其均勻的涂在浙青路面上，待其固化后即 形成減霾涂層。
[0014] 本發明的浙青路面減霾涂層是利用活性氧化鋁高效的吸附作用，吸附汽車尾氣 中的PM2. 5顆粒物，以及納米二氧化鈦的光催化作用，催化降解汽車尾氣中導致二次顆粒 物污染的有害氣體氮氧化物和碳氫化合物，且活性氧化鋁與納米二氧化鈦摻拌具有相互 促進的協同作用，達到了高效的減霾效果，試驗表明該涂層對PM2. 5的最佳減霾效率可達 41. 2 μ g/m3 · min〇
【具體實施方式】
[0015] 下面結合實施例對本發明進一步詳細說明，但本發明的保護范圍不僅限于這些實 施例。
[0016] 實施例1
[0017] 以制備浙青路面減霾涂層所用納米二氧化鈦4g為例，其他原料及其質量組成如 下：
[0018] 納米二氧化鈦 4 g 活性氧化鋁 4 g 環氧樹脂 30 g 特種復合材料環氧固化劑HTC-101 3 g 改性脂肪胺類液體固化劑HTS-4512 9 g 炭黑 3g 金剛砂 9 g
[0019] 消泡劑 3 g
[0020] 其制備方法為：將4g活性氧化錯、4g納米二氧化鈦、3g消泡劑、3g炭黑加入到30g 環氧樹脂中，然后再加入9g改性脂肪胺類液體固化劑HTS-4512與3g特種復合材料環氧固 化劑HTC-101的混合物，攪拌，在攪拌的過程中加入9g金剛砂，直至攪拌均勻，得到浙青路 面減霾涂層。
[0021] 本實施例的納米二氧化鈦為金紅石型納米二氧化鈦，由上海江滬實業有限公司提 供；活性氧化鋁為Y-A1A，其孔體積為300?800mm 3/g、表面積為100?300m2/g，由河南 省鞏義市龍鑫凈水材料提供；環氧樹脂為改性液體環氧樹脂HTM-5214,由蘇州圣杰特種樹 脂有限公司提供；改性脂肪胺類液體固化劑HTS-4512與特種復合材料環氧固化劑HTC-101 均由蘇州圣杰特種樹脂有限公司提供；金剛砂的粒徑為80目；消泡劑為TL-X60環氧樹脂 消泡劑，由北京通聯恒興科技有限公司提供。
[0022] 實施例2
[0023] 以制備浙青路面減霾涂層所用納米二氧化鈦4g為例，其他原料及其質量組成如 下：
[0024] 納米二氧化鈦 4 g 活性氧化鋁 8 g 環氧樹脂 30 g 特種復合材料環氧固化劑HTC-101 3g 改性脂肪胺類液體固化劑HTS-4512 9 g 炭黑 3 g 金剛砂 9 g 消泡劑 3 g
[0025] 其制備方法與實施例1相同。
[0026] 實施例3
[0027] 以制備浙青路面減霾涂層所用納米二氧化鈦4g為例，其他原料及其質量組成如 下：
[0028] 納米二氧化鈦 4 g 活性氧化鋁 12 g 環氧樹脂 30 g
[0029] 特種復合材料環氧固化劑HTC-101 3 g 改性脂肪胺類液體固化劑HTS-4512 9 g 炭黑 3g 金剛砂 9 g 消泡劑 3g
[0030] 其制備方法與實施例1相同。
[0031] 實施例4
[0032] 以制備浙青路面減霾涂層所用納米二氧化鈦4g為例，其他原料及其質量組成如 下：
[0033] 納米二氧化鈦 4 g 活性氧化鋁 16 g 環氧樹脂 30 g 特種復合材料.環氧固化劑HTC-101 3 g 改性脂肪胺類液體固化劑HTS-4512 9 g 炭黑 3g 金剛砂 9 g 消泡劑 3g
[0034] 其制備方法與實施例1相同。
[0035] 實施例5
[0036] 以制備浙青路面減霾涂層所用納米二氧化鈦4g為例，其他原料及其質量組成如 下：
[0037] 納米二氧化鈦 4 g 活性氧化鋁 20 g 環氧樹脂 30 g 特種復合材料環氧固化劑HTC-101 3g 改性脂肪胺類液體固化劑HTS-4512 9 g 炭黑 3 g 金剛砂 9g 消泡劑 3 g
[0038] 其制備方法與實施例1相同。
[0039] 實施例6
[0040] 以制備浙青路面減霾涂層所用納米二氧化鈦4g為例，其他原料及其質量組成如 下：
[0041] 納米二氧化鈦 4 g 活性氧化鋁 12 g 環氧樹脂 28 g 特種復合材料環氧固化劑HTC-101 2.5 g 改性脂肪胺類液體固化劑HTS-4512 5.5 g 炭黑 2g 金剛砂 4 g 消泡劑 2g
[0042] 其制備方法與實施例1相同。
[0043] 實施例7
[0044] 以制備浙青路面減霾涂層所用納米二氧化鈦4g為例，其他原料及其質量組成如 下：
[0045] 納米二氧化鈦 4g 活性氧化鋁 12 g 環氧樹脂 32 g 特種復合材料環氧固化劑HTC-101 1 75 g 改性脂肪胺類液體固化劑HTS-4512 6.25 g 炭黑 2.75 g 金剛砂 10.5 g 消泡劑 2.75 g
[0046] 其制備方法與實施例1相同。
[0047] 為了證明本發明的有益效果，發明人按照實施例1中環氧樹脂、固化劑、助劑的質 量組成，分別添加表1所示的不同質量的納米二氧化鈦和活性氧化鋁，制備成浙青路面減 霾涂層，然后用其刷涂車轍板，按下述方法測試減霾涂層的減霾效率：
[0048] 啟動發動機，運行至正常工作狀態，然后將尾氣通入到尺寸為 680mmX 530mmX 530mm的惰性材料反應箱內，打開風扇，待反應箱內尾氣分布均勻后，將 PM2. 5檢測儀放入反應箱，進入濃度實時監測狀態，使檢測儀數值穩定在450?500之間； 待反應箱內PM2. 5濃度趨于穩定后將制備好的車轍板放入測試設備內，蓋好密封蓋，保持 風扇運轉，同時打開紫外燈和白熾燈，記錄PM2. 5初始濃度值，其后每間隔2分鐘采集一次 數據（每次讀取三個值，取平均值作為最后結果，減小或消除實驗誤差的影響），測試時間 為60分鐘，記錄測試數據；測試結束后打開測試室，將反應室內的汽車尾氣排凈，取出測試 的實驗用品，并準備下一次測試工作。按下述公式計算減霾效率：
[0049] 減霾效率=(PM2. 5初始濃度值-達到規定時間后的氣體濃度值）/濃度降低所用 時間X 100%。
[0050] 測試結果見表1。
[0051] 表1不同減霾涂層的減霾效率
[0052]
【權利要求】
1. 一種浙青路面減霾涂層，其特征在于它由下述質量份配比的原料制成：
上述的固化劑為改性脂肪胺類液體固化劑HTS-4512與特種復合材料環氧固化劑 HTC-IOl的質量比為2?4:1的混合物；助劑是消泡劑與金剛砂、炭黑的質量比為1:2?4:1 的混合物。
2. 根據權利要求1所述的浙青路面減霾涂層，其特征在于它由下述質量份配比的原料 制成：
3. 根據權利要求1或2所述的浙青路面減霾涂層，其特征在于：所述的活性氧化鋁為 ￥^1203，其孔體積為 300 ?8001111113/^、表面積為100?3001112/^。
4. 根據權利要求1或2所述的浙青路面減霾涂層，其特征在于：所述的環氧樹脂為改 性液體環氧樹脂HTM-5214。
5. 根據權利要求1或2所述的浙青路面減霾涂層，其特征在于：所述的納米二氧化鈦 為金紅石型納米二氧化鈦。
6. 根據權利要求1或2所述的浙青路面減霾涂層，其特征在于：所述的固化劑是改性 脂肪胺類液體固化劑HTS-4512與特種復合材料環氧固化劑HTC-101的質量比為3:1的混 合物。
7. 根據權利要求1或2所述的浙青路面減霾涂層，其特征在于：所述的助劑是消泡劑 與金剛砂、炭黑的質量比為1:3:1的混合物。
【文檔編號】C09D163/00GK104231855SQ201410456240
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月9日 優先權日:2014年9月9日
【發明者】張久鵬, 王運航, 李娜, 張天宇, 潘超, 孫如智, 安豐偉, 段智軍 申請人:長安大學