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亚洲必赢给你讲解沥青路面热反射涂料研究现状

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亚洲必赢给你讲解沥青路面热反射涂料研究现状

发布日期:2018-05-14 编辑: 点击:

国内对沥青路面热反射材料研究很少,主要集中在高校和研究所。2006年,哈尔滨工业大学梁满杰、冯德成尝试将热反射材料应用于沥青路面中降低路面温度,根据沥青路面的热环境建立沥青路表面的热平衡方程,并对涂料的降温效果和抗滑性能进行评价。2009年,重庆交通大学唐伯明、曹雪娟等研制出沥青路面不饱和聚酯热反射材料,将这种材料涂布于沥青路面表层,通过涂料的高反射率减少路面吸取量,从而实现路面降温。以不饱和聚酯为基材树脂,加入甲基丙酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)调节树脂的粘度以及柔韧性,采用TiO2、SiO2和中空微珠为功能型填料,制备出反射率高、路用性能较好的不饱和聚酯热反射材料。并通过室外试验证明,太阳光照射下不饱和聚酯热反射涂料可降低路面温度8~9℃,但随着涂料使用寿命的严重,路面上灰尘等污染物的聚集覆盖降低涂料的降温效果。2010年,哈尔滨工业大学冯德成等采用硅丙乳液为成膜物质,添加中空微珠、二氧化钛、轻质碳酸钙、滑石粉、有机膨润土、无水乙醇、分散剂、成膜助剂和消泡剂制备沥青路面热反射材料,但现有的纯丙乳液、硅丙乳液虽然在乳液材料生产领域占有重要地位,但其耐化学腐蚀、耐沾污性尚满足不了材料对耐污性的要求。可见,沥青路面热反射材料用树脂基料的性能对其使用性能等起决定性作用。


沥青路面热反射涂料基本降温原理


太阳能量主要集中在可见光区和红外光区。室温下或温度更低的一般物体,也在不断地以红外光和波长更长的电磁波向外辐射能量。


在2.5~5μm和8~13.5μm这2个窗口,大气对其红外辐射吸取能力较弱,透过率一般在80%以上。因此,为实现物体的持续降温,可将热反射涂层涂覆在物体表面,涂层可将将吸取的能量尽可能通过这两个窗口辐射到外部空间,达到在不消耗能量的情况下抑制物体表面温度上升的目的。


传热有3种方式:辐射、对流和传导。由于涂层是不透明的,能量难以通过辐射方式向内部传递;固化后涂层内部无液体介质,涂层气泡内会残存些许气体介质,可通过调制配方,优化施工工艺等手段完全消除或达到基本无气泡,不至于形成气体对流通路,而对流传热需要液体或气体介质,故对流传热也不能发生。因此,太阳辐射在涂层中的传递主要依靠传导进行,基本上没有辐射和对流的贡献。


沥青路面热反射涂料原材料


路用热反射材料用树脂基料


热反射涂料主要包括基料和功能性填料,其中基料在其中扮演着极其重要的角色,并推动着路面热反射材料铺装技术的发展。基料的作用是将涂料中其他物质粘结成以整体,附着在被涂基层表面,干燥固化形成均匀连续而坚韧的保护膜。合成树脂是太阳热反射材料的主要成膜物质。太阳热反射涂料因直接受到太阳光的暴晒,不仅要求树脂必须具有耐紫外线破坏等性能;同时,还要求用于太阳热反射涂料的树脂对可见光和近红外光的吸取越小越好,即树脂的透明度高(透光率应在80%以上),对太阳热的吸取率低,结构中尽量少含C—O—C—、O=C—、—OH等吸能基团。如丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、含氟树脂、有机硅树脂等树脂不仅能够满足高透明度的要求,且这些树脂的折光指数范围一般都在1.45~1.50之间,能够满足热反射材料的应用要求。


尽管基料种类对热反射涂层降温效果影响较小,却是影响涂层材料硬度、柔韧性、耐磨性、耐水性、耐候性及其他物理化学性能的重要因素。如普通环氧树脂、芳香族聚氨酯因分子结构中含有苯环(光照下易黄化)耐候性较差,户外使用后涂层性能下降;涂层耐沾污性对涂层的热反射性能有很大影响,污染物的附着或渗透会增加涂层对太阳热的吸取。同时,随着节能环保型社会的到来,传统涂料特别是溶剂型涂料因施工中有50%以上的有机溶剂(VOCs)排放到大气中,造成二次污染,其VOC排放量备受关注。可见,节能高效、持久力长、环境友好是当今涂料发展的趋势,现有路用热反射树脂也备受涂料市场的考验。近年来,国内外常用丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂等树脂作为沥青路面热反射材料成膜基料。

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