沥青路面不饱和聚酯降温涂料的研发

论文摘要

我国城市道路铺装以沥青路面为主,在太阳持续热辐射作用下,特别是夏季,沥青路面会吸收大量的热量并在路面蓄积,这一特性加剧了“城市热岛效应”。因此,本论文提出了通过在沥青表面涂布热反射涂料以降低路面表面温度,从而“主动”缓解“城市热岛效应”的新思路。本文依托国家自然基金项目《缓解热岛效应的沥青路面太阳热反射涂层的机理分析及材料开发》,从沥青路面太阳热反射涂层降温原理入手,通过大量试验对涂料进行配方设计及优化,结合微观分析方法对涂料的各组分进行表征,并对该涂料在沥青路面的使用进行降温效果评价。本文首先对沥青路面太阳热反射涂层降温机理与组成材料进行分析,确定了不饱和聚酯为主要的成膜物质,采用丙烯酸类单体对不饱和聚酯进行改性,使不饱和聚酯粘度降低,柔韧性改善；并对比不饱和聚酯三种常温固化体系凝胶时间,确定了过氧化甲乙酮／环烷酸钴作为涂料固化体系。其次,以TiO2、SiO2和中空微珠为填料,进一步以粘度、降温值为考察指标,通过正交试验研究了填料对涂料性能的影响,最终获得了填料最佳配比；研究了在涂料中添加不同彩色颜料及不同用量绿色颜料对涂料降温性能的影响。再次,对研发的不饱和聚酯降温涂料进行物理力学性能评价,确定研发的不饱和聚酯降温涂料可用于沥青路面；通过对涂料微观性能表征,得出涂料降温是由于涂料有较高的反射能力。最后,采用碘钨灯光源模拟太阳光进行室内试验,研究了涂布不饱和聚酯降温涂料在沥青玛蹄脂碎石试件结构中的最佳涂布用量、不同测试深度和不同温度下的降温值；通过研究得出涂布涂料后的沥青试件耐磨性好,同时,在涂层上撒布防滑粒料能够明显提高路面抗滑性,且防滑粒料对降温效果影响极小。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 公路发展概况
• 1.1.2 城市热岛效应
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 太阳热反射涂料研究现状
• 1.2.2 太阳热反射涂料在路面中的研究现状
• 1.3 研究的目的和意义
• 1.4 本课题的课题来源、研究内容和技术路线
• 1.4.1 课题来源
• 1.4.2 本课题的研究内容
• 1.4.3 本课题的技术路线
• 第二章 太阳热反射涂料降温原理分析
• 2.1 太阳热反射涂层工作原理分析
• 2.1.1 太阳热反射特性
• 2.1.2 太阳热反射涂层工作原理分析
• 2.2 太阳热反射涂料的组成
• 第三章 实验试剂、设备和测试方法
• 3.1 试验原料与试剂
• 3.2 实验设备
• 3.2.1 温度测试箱
• 3.2.2 凝胶时间测试
• 3.2.3 断裂伸长率测试
• 3.2.4 粘度测试
• 3.2.5 紫外—可见—红外分光光度计
• 3.2.6 光泽度测试
• 3.2.7 扫描电镜
• 3.2.8 傅里叶红外光谱分析
• 3.2.9 差示扫描量热分析仪
• 第四章 不饱和聚酯降温涂料的研发
• 4.1 热反射不饱和聚酯降温涂料配方设计及技术路线
• 4.1.1 选择基料种类并确定其用量
• 4.1.2 确定颜填料种类及用量
• 4.1.3 确定助剂的种类和用量
• 4.1.4 试样合成及检验
• 4.1.5 配方调整
• 4.1.6 进行综合性能检测
• 4.2 主要成膜物质
• 4.2.1 树脂的选择
• 4.2.2 不饱和聚酯的改性
• 4.2.3 树脂改性正交设计方法
• 4.2.4 正交设计在不饱和聚酯改性中的应用
• 4.2.5 改性不饱和聚酯的固化
• 4.2.6 不饱和聚酯的红外光谱分析
• 4.2.7 不饱和聚酯扫描电镜（SEM）
• 4.2.8 差示扫描量热仪分析（DSC）
• 4.3 次要成膜物质
• 4.3.1 颜填料
• 4.3.2 颜料对不饱和聚酯降温涂料降温性能的影响
• 4.4 辅助成膜物质
• 4.4.1 助剂
• 4.4.2 助剂的应用
• 4.5 不饱和聚酯降温涂料制备工艺
• 4.6 本章小结
• 第五章 不饱和聚酯降温涂料性能评价
• 5.1 不饱和聚酯降温涂料物性评价
• 5.1.1 涂料性能
• 5.1.2 反射比测试
• 5.1.3 耐水性测试
• 5.1.4 耐汽油性测试
• 5.1.5 耐盐水性测试
• 5.1.6 耐磨性测试
• 5.1.7 耐候性测试
• 5.1.8 涂料性能参数指标
• 5.2 不饱和聚酯降温涂料的结构表征及性能测试
• 5.2.1 UPRC的红外吸收光谱分析
• 5.2.2 UPRC扫描电镜图
• 5.3 本章小结
• 第六章 不饱和聚酯降温涂料路用性能评价
• 6.1 原材料
• 6.1.1 原材料
• 6.1.2 温度测试方法
• 6.2 沥青路面不饱和聚酯降温涂料路用降温效果评价
• 6.2.1 不同涂料用量SMA降温效果评价
• 6.2.2 不同条件温度SMA降温效果评价
• 6.3 沥青路面不饱和聚酯降温涂料耐磨性评价
• 6.4 沥青路面不饱和聚酯降温涂料抗滑性评价
• 6.5 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论文专著及取得的科研成果