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原文传递路用水性环氧树脂基热反射涂料的研发

论文题名：	路用水性环氧树脂基热反射涂料的研发
关键词：	沥青路面;水性环氧乳液;热反射涂料;降温效果;路用性能;耐老化性能
摘要：	路用热反射涂料能有效缓解夏季高温引发的路面热稳性病害及“城市热岛效应”。但当前的热反射涂料主要使用溶剂型树脂基料，在制备和施工过程中存在环境污染等问题。为了解决上述问题，本文拟研制出一种反射率高、路用性能良好、绿色环保的水性环氧热反射涂料，将这种材料涂布于沥青路面表层可在夏季高温季节有效降低路表温度，从而减少路面热稳性病害，并缓解“城市热岛效应”。　　采用相反转法以环氧树脂E51，OP-10/SDS复配型乳化剂、Span-80/SDS复配型乳化剂及自制二元多嵌段高分子乳化剂为原料，制备非离子型水性环氧乳液。通过单因素试验对环氧树脂乳化工艺中的影响因素进行了研究。试验结果表明，乳化剂种类、乳化剂用量、乳化温度、剪切速度及滴水速度对相反转点和水性环氧乳液性能的影响非常显著。综合考虑乳液性能和制备工艺，选择自制乳化剂，当乳化剂用量23％，乳化温度60℃，剪切速度3500n/min，滴水速度2mL/min，乳化时间30min时，所得乳液粒径较小且稳定性较优。选择固化时间、固化温度满足施工要求的水性环氧固化剂BH-560，当用量为45％时，成膜物的性能良好，其附着力和硬度分别达到1级和5H，且吸水率较小、热稳定性良好。　　以水性环氧乳液为热反射涂料的基料树脂，金红石型TiO2、沉淀相SiO2和中空微珠为主要功能性填料制备性能优良的路用热反射涂料。通过正交试验优选出涂料配方:100份固含量40％的水性环氧乳液，7份TiO2，2.5份SiO2和2份中空微珠。加入彩色颜料可配制出多种色系的热反射涂料，其掺量为2％适宜，浅色系热反射涂料的降温效果较深色系热反射涂料好。测试热反射涂料的其他性能，发现涂料具有较好的耐水及耐溶剂性等。　　采用自制的室内模拟太阳辐射装置测试不同用量及不同温度的水性环氧热反射涂层在沥青混合料试件中应用时的降温效果。研究表明涂层在AC沥青混合料试件应用时的最佳用量为0.9kg/m2～1.0kg/m2，且试件温度越高，涂层的降温效果越明显，最大降温值可达10.5℃。对比太阳辐射下普通沥青混合料试件和热反射涂层试件的温度可知，涂层可降低试件7.6℃。对实际涂层路面的降温效果进行测试，其最大降温值可达8.4℃，进一步证明水性环氧热反射涂层有较好的降温效果。　　采用摆式摩擦仪评价水性环氧热反射涂层的抗滑性能，结果表明涂层降低了路面的抗滑性能。采用分层铺装的方式添加0.8kg/m2的石英砂，能显著提高涂层路面的抗滑性能，且对降温效果影响较小，满足行车安全的要求。测试水性环氧热反射涂层的其他路用性能，结果表明涂层具有良好的粘附性能、耐磨性能和耐温变性能，能有效应用到沥青路面。在AC路面中使用涂层时，可以起到封水作用，从而有效减少路面水损害。水性环氧热反射涂层具有较好的耐沾污性能，沾污试验后，涂料的降温值下降了0.7℃。　　分别采用室内模拟加速老化和室外自然老化评价水性环氧热反射涂层的耐老化性能。随着模拟加速老化时间的延长，热反射涂层降温值随之减小。室外自然老化6个月后，涂层降温效果与抗滑性能均下降。实际涂层路面经过6个月的运营后，仍能保持较好的状态，但降温效果和使用性能有所下降。通过掺加光稳定剂的方式改善其耐老化性能，试验结果表明，掺加1％紫外线吸收剂UV-531与受阻胺光稳定剂GW-480的复合稳定剂能有效改善水性环氧热反射涂层的耐老化性能。通过室内和室外降温试验发现，掺加复合光稳定剂后涂层试件能保持良好的降温效果。
作者：	刘攀
专业：	材料科学与工程；材料学
导师：	曹雪娟;唐伯明
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文