一种宽相变温区的路面材料及其制备方法 |
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| 申请号 | CN201710868065.1 | 申请日 | 2017-09-22 | 公开(公告)号 | CN107473623A | 公开(公告)日 | 2017-12-15 |
| 申请人 | 浙江海洋大学; | 发明人 | 高军凯; 陈妍; 施骞; 吕梦娇; | ||||
| 摘要 | 一种宽 相变 温区的路面材料及其制备方法。该路面材料包括定形 相变材料 和 沥青 ，所述定形相变材料与沥青的 质量 比为1：5-20，所述定形相变材料由十四烷/载体、十五烷/载体、十六烷/载体、十七烷/载体、十八烷/载体、十九烷/载体、二十烷/载体和聚乙二醇/载体混合而成，且质量比为1:1:1-3:1-3:1-3:1-3:1:1。本 发明 通过将不同相变 温度 的定形相变材料掺入沥青中，调节沥青 混凝土 路面温度，增强其对外界温度变化的适应性，有效降低大体积 沥青混凝土 内部温升速率，延缓峰值出现时间，减小冷冻-融化循环以及温度过高或过低对混凝土路面性能的影响，防止或 预防 沥青混凝土出现热裂缝，改善材料的耐久性，延长其寿命。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种宽相变温区的路面材料，其特征在于，包括定形相变材料和沥青，所述定形相变材料与沥青的质量比为1：5-20，所述定形相变材料由十四烷/载体、十五烷/载体、十六烷/载体、十七烷/载体、十八烷/载体、十九烷/载体、二十烷/载体和聚乙二醇/载体混合而成，且质量比为1:1:1-3:1-3:1-3:1-3:1:1。 |
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| 说明书全文 | 一种宽相变温区的路面材料及其制备方法技术领域背景技术[0002] 相变储热路面材料可以在环境温度急剧变化时，通过其相变过程储存或者释放热能，使路面可以保持较长时间的合理温度，从而实现低温减轻路面冷凝，高温减少热稳定病害，主动改善温度导致的路面病害。将相变材料掺入沥青中可制备出具有自调温效果的相变储热沥青路面材料，在夏季能有效降低沥青路面的温度，并降低其升温速率，缩短路面高温作业时间，有利于缓解城市热岛效应。但是，当前相变储热路面仍存在对温度改变适应性差、受季节和天气变化影响大、耐久性差、易开裂、寿命短等问题。 发明内容[0003] 针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种宽相变温区的路面材料及其制备方法，增强路面材料对外界温度变化的适应性，有效降低大体积沥青混凝土内部温升速率，延缓峰值出现时间，减少该路面材料冷冻-融化循环次数，以及温度过高或过低对沥青混凝土路面性能的影响，延长了沥青混凝土路面的寿命。 [0004] 为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为： [0005] 一种宽相变温区的路面材料，包括定形相变材料和沥青，所述定形相变材料与沥青的质量比为1：5-20，所述定形相变材料由十四烷/载体、十五烷/载体、十六烷/载体、十七烷/载体、十八烷/载体、十九烷/载体、二十烷/载体和聚乙二醇/载体混合而成，且质量比为1:1:1-3:1-3:1-3:1-3:1:1。 [0007] 作为改进的是，所述聚乙二醇的分子量为2000。 [0008] 上述宽相变温区的路面材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1，称取十四烷、十五烷、十六烷、十七烷、十八烷、十九烷、二十烷、聚乙二醇、载体、沥青；步骤2，将十四烷、十五烷、十六烷、十七烷、十八烷、十九烷、二十烷、聚乙二醇分别加入无水乙醇中加热搅拌均匀后，再加入载体，于65℃下搅拌4h，再在80℃下干燥24h，得到十四烷/载体、十五烷/载体、十六烷/载体、十七烷/载体、十八烷/载体、十九烷/载体、二十烷/载体、聚乙二醇/载体；步骤3，将十四烷/载体、十五烷/载体、十六烷/载体、十七烷/载体、十八烷/载体、十九烷/载体、二十烷/载体、聚乙二醇/载体充分混合制备相变温区为5-50℃的宽相变温区复合定形相变材料；步骤4，将沥青加热至流动状态，边搅拌边加入宽相变温区复合定形相变材料，搅拌 2h,冷却后得宽相变温区的路面材料。 [0009] 作为改进的是，步骤2中搅拌的速度为200-600rpm，所述十四烷、十五烷、十六烷、十七烷、十八烷、十九烷、二十烷、聚乙二醇与无水乙醇、载体的质量比均为(1-2.5):2000。 [0010] 有益效果： [0011] 与现有技术相比，本发明利用十四烷、十五烷、十六烷、十七烷、十八烷、十九烷、二十烷、聚乙二醇(分子量2000)等为芯材，介孔氧化硅SBA-15为载体，制备出不同相变温度的定形相变材料，然后按一定比例混合得到宽相变温区复合定形相变材料，并将其掺入沥青中，用于调节沥青混凝土路面温度，增强其对外界温度变化的适应性，有效降低大体积沥青混凝土内部温升速率，延缓峰值出现时间，减小冷冻-融化循环以及温度过高或过低对沥青混凝土路面性能的影响，防止或预防沥青混凝土出现热裂缝，改善材料的耐久性，延长其寿命。 具体实施方式[0012] 下面通过具体实施例对本发明作进一步详细介绍。 [0013] 实施例1 [0014] 相变材料载体介孔氧化硅SBA-15通过市售获得。 [0015] 实施例1 [0016] 分别将0.1g十四烷、十五烷、十六烷、十七烷、十八烷、十九烷、二十烷、聚乙二醇(分子量2000)加入100ml无水乙醇中加热搅拌，制备1g/L十四烷、十五烷、十六烷、十七烷、十八烷、十九烷、二十烷、聚乙二醇(分子量2000)乙醇溶液，然后将45mg SBA-15分别加入上述相变材料芯材溶液中，将混合物在65℃下搅拌4h，之后在80℃的温度下干燥24h，得到定形相变材料十四烷/SBA-15、十五烷/SBA-15、十六烷/SBA-15、十七烷/SBA-15、十八烷/SBA-15、十九烷/SBA-15、二十烷/SBA-15、聚乙二醇/SBA-15。 [0017] 将上述不同温度的宽相变温区复合定形相变材料各取1g后充分混合制备相变温区为5～50℃的宽相变温区复合定形相变材料；同时将50g沥青加热至流动状态，在搅拌过程中加入5g上述宽相变温区复合定形相变材料，快速搅拌2h，冷却后得到相变温区为5～50℃的宽相变温区的路面材料。 [0018] 实施例2 [0019] 分别将0.08g相变材料芯材十四烷、十五烷、十六烷、十七烷、十八烷、十九烷、二十烷、聚乙二醇(分子量2000)加入100ml无水乙醇中加热搅拌，制备1g/L十四烷、十五烷、十六烷、十七烷、十八烷、十九烷、二十烷、聚乙二醇(分子量2000)乙醇溶液，然后将45mg SBA-15分别加入上述相变材料芯材溶液中，将混合物在65℃下搅拌4h，之后在80℃的温度下干燥24h，得到定形相变材料十四烷/SBA-15、十五烷/SBA-15、十六烷/SBA-15、十七烷/SBA-15、十八烷/SBA-15、十九烷/SBA-15、二十烷/SBA-15、聚乙二醇/SBA-15。 [0020] 将上述不同温度的宽相变温区复合定形相变材料十四烷/SBA-15 1g，十五烷/SBA-151g，十六烷/SBA-15 2g，十七烷/SBA-15 2g，十八烷/SBA-15 2g，十九烷/SBA-15 2g，二十烷/SBA-15 1g，聚乙二醇/SBA-15 1g充分混合制备相变温区为5～50℃的宽相变温区复合定形相变材料；同时将50g沥青加热至流动状态，在搅拌过程中加入8g上述宽相变温区复合定形相变材料，快速搅拌2h,冷却后得到相变温区为5～50℃的宽相变温区的路面材料。 [0021] 实施例3 [0022] 分别将0.06g相变材料芯材十四烷、十五烷、十六烷、十七烷、十八烷、十九烷、二十烷、聚乙二醇(分子量2000)加入100ml无水乙醇中加热搅拌，制备1g/L十四烷、十五烷、十六烷、十七烷、十八烷、十九烷、二十烷、聚乙二醇(分子量2000)乙醇溶液，然后将45mg SBA-15分别加入上述相变材料芯材溶液中，将混合物在65℃下搅拌4h，之后在80℃的温度下干燥24h，得到定形相变材料十四烷/SBA-15、十五烷/SBA-15、十六烷/SBA-15、十七烷/SBA-15、十八烷/SBA-15、十九烷/SBA-15、二十烷/SBA-15、聚乙二醇/SBA-15。 [0023] 将上述定形相变材料各取1g后充分混合制备相变温区为5～50℃的宽相变温区复合定形相变材料；同时将50g沥青加热至流动状态，在搅拌过程中加入10g上述宽相变温区复合定形相变材料，快速搅拌2h,冷却后得到相变温区为5～50℃的宽相变温区的路面材料。 [0024] 对比例 [0025] 将0.1g相变材料芯材十九烷加入100ml无水乙醇中加热搅拌，制备1g/L十九烷乙醇溶液，然后将45mg SBA-15加入上述相变材料芯材溶液中，将混合物在65℃下搅拌4h，之后在80℃的温度下干燥24h，得到定形相变材料十九烷/SBA-15。 [0026] 将50g沥青加热至流动状态，在搅拌过程中加入5g定形相变材料十九烷/SBA-15，快速搅拌2h,冷却后得到相变温为32℃的相变路面材料。 [0027] 对比例中制备的相变路面材料的相变温度为32℃，因此，在冬季外界温度较低时将无法发挥相变调温作用，而本发明实施例1制备的新型相变储热沥青路面材料相变温区为5～50℃，其相变温区广，对气候和温度变化适应性强，在不同季节和不同地域均能发挥相变调温作用，有效降低大体积沥青混凝土内部温升速率，延缓峰值出现时间，减小冷冻-融化循环以及温度过高或过低对沥青混凝土路面性能的影响，防止或预防沥青混凝土出现热裂缝，改善材料的耐久性，延长其寿命。 [0028] 另外，本发明不限于上述实施方式，只要在不超出本发明的范围内，可以采取各种方式实施本发明。 |
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