一種彩色路面材料及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種彩色路面材料及其制備方法。該路面材料包括膠結料、彩色腔隙陶瓷顆粒和相變材料制成，所述彩色腔隙陶瓷顆粒的制備方法包括如下：（1）將陶瓷粉、碳酸鈣粉、染料加入水打漿，制得第一漿料；（2）在所述第一漿料中加入海藻酸鈉溶液，混合均勻，得到固相含量為2wt%～30wt%的第二漿料；（3）在所述第二漿料中加入葡萄糖酸內酯粉，攪拌均勻，靜置，生成第一凝膠；（4）所述第一凝膠在酸性環境下進行脫水，得到第二凝膠；（5）所述第二凝膠進行溶劑置換，得到第三凝膠；（6）對所述第三凝膠進行干燥、切割、燒結和粉碎，得到彩色腔隙陶瓷顆粒。本發明專利技術有效降低了彩色路面材料的溫度敏感性，提高了路面材料的抗車轍能力。

Color pavement material and preparation method thereof

The invention discloses a color pavement material and a preparation method thereof. The pavement materials including cement, color space ceramic particles and phase change material, preparation method of the color space of ceramic particles are as follows: (1) ceramic powder, calcium carbonate powder, adding water dye beating, prepared the first slurry; (2) adding sodium alginate solution in the first slurry mixing get uniform, solid content was 2wt% ~ 30wt% second slurry; (3) in the second slurry adding glucolactone powder, stirring, standing, generating a first gel; (4) the first gel was dried in acidic conditions, second gel; (5) the second gel solvent replacement, third gel; (6) of the third gel drying, cutting, sintering and grinding, obtains the color lacuna of ceramic particles. The invention effectively reduces the temperature sensitivity of the color pavement material, and improves the rutting resistance of the pavement material.

【技術實現步驟摘要】
一種彩色路面材料及其制備方法
本專利技術涉及一種路面材料及其制備方法，特別是一種彩色路面材料及其制備方法。
技術介紹
彩色路面具有美化環境和警示交通的功能。彩色路面在歐洲被廣泛用來提示道路使用者在哪一時段可以使用哪一部分道路。在歐洲彩色路面廣泛應用于提供一個單獨的車道給特別的道路使用者，例如專用于公共交通的公交車道，自行車道，小型機動車道，專用于緊急服務和貴賓證持有者的電子收費站車道。彩色路面在一些減速帶進行色彩的區分。這樣進行區分是十分實用的。可以有效減少交通違規，增加交通行駛安全。另外，彩色路面的普及可以很大程度上改觀城市的形象，體現城市的特色。不但體現在城市外觀上的改變，還體現在城市居住環境的改變。可以使城市噪音污染減小，這是因為彩色瀝青路面有較好的吸音效果，有效改善公路上汽車噪音的現象。關于彩色路面材料國內外已有很多研究，主要成果是：1）把普通黑瀝青脫色再加所需要顏色的顏料制成彩鋪膠結料，再用天然石料做骨料混合制備彩色路面材料；2）用石油樹脂+聚合物+芳香油+顏料等制成彩鋪膠結料，再用天然石料做骨料混合制成彩色路面材料；3）用樹脂+固化劑+稀釋增韌劑制成反應固化型彩鋪膠結料，再與彩色集料混合制成彩色路面材料。第一種和第二種彩鋪膠結料的特點是：都需要在高溫條件下生產，工藝復雜、成本高、生產過程污染環境且彩鋪料色彩不鮮艷、不持久。對于第三種彩色路面材料，CN102464863A公開了一種彩色路面膠結料及其應用，該專利中將雙酚A環氧樹脂、聚酰胺固化劑、以及聚丙二醇二縮水甘油醚或苯甲醇混合均勻，制成彩色路面膠結料。然后與彩色集料混合制成彩色路面混合料，用于鋪設彩色路面。在便于彩色路面鋪筑的同時，提高彩色路面膠結料的使用性能，延長彩色路面的使用壽命。CN103924496A公開了一種彩色陶瓷顆粒防滑路面的鋪設方法，在干燥清潔的路面上，灘涂拌制好的膠水，撒布事先燒制好的陶瓷顆粒防滑集料，撒布均勻后，利用底膠的粘附性使骨料鑲嵌緊密，再壓涂面膠，從而形成高強度的彩色陶瓷顆粒路面。彩鋪材料大多屬于面層路面材料，通常需要與基礎路面相粘結，而基礎路面材料與彩色面層材料分為不同材料，所以有因為兩種材料熱敏感性不同而產生的層間應力而造成路面破壞問題。CN102731018A公開了一種陶砂粒狀復合相變材料及其制備方法。其將相變材料與陶砂按質量3：7混合均勻，真空干燥加入礦粉，得復合材料。將復合材料浸入環氧乳液，表面撒布鐵粉。加入相變材料后，可以通過相變材料的相變過程有效減小溫度變化，進而避免彩色路面與基礎路面由于材料熱敏感度不同所帶來的層間應力問題。由于陶砂用于路面，需要使用高抗壓強度的高強陶砂。但現有的高強陶砂均不具有較高的孔隙率，致使相變材料不能被陶砂全部吸收，從而造成相變材料與膠結料發生結合，當路面受力時在每個相變點處便會發生應力集中現象，進而造成路面嚴重破壞。再者，現有方法在制備高孔隙率的陶砂時，抗壓強度會大幅度地降低，用于路面時，容易被行車輾碎。因此，如何制備出高孔隙率和高抗壓強度的陶瓷顆粒來吸收相變材料，從而避免相變材料與膠結料發生結合是亟待解決的問題。
技術實現思路
鑒于現有技術的不足，本專利技術提供了一種彩色路面材料及其制備方法。本專利技術的方法得到具有分布均勻、三維的孔道結構、良好力學性能的彩色腔隙陶瓷顆粒，從而大幅度地提高了彩色腔隙陶瓷顆粒的孔隙率和機械強度，有效降低了路面的溫度敏感性，提高了彩色路面材料的抗車轍能力。本專利技術提供了一種彩色路面材料的制備方法，該方法包括：所述集料與膠結料混合制成彩色路面材料，其中，所述集料由彩色腔隙陶瓷顆粒通過真空吸附法吸附相變材料制得，所述彩色腔隙陶瓷顆粒的制備方法包括如下步驟：（1）將陶瓷粉、碳酸鈣粉、染料加入水打漿，制得第一漿料；（2）在所述第一漿料中加入海藻酸鈉溶液，混合均勻，得到固相含量為2wt%～30wt%的第二漿料；（3）在所述第二漿料中加入葡萄糖酸內酯粉，攪拌均勻，靜置，生成第一凝膠；（4）所述第一凝膠在酸性環境下進行脫水，得到第二凝膠；（5）所述第二凝膠進行溶劑置換，得到第三凝膠；（6）對所述第三凝膠進行干燥、切割、燒結和粉碎，得到彩色腔隙陶瓷顆粒。在所述第二漿料中，所述海藻酸鈉的濃度為0.5wt%～5.0wt%，優選為1wt%～3wt%；所述海藻酸鈉、碳酸鈣粉和葡萄糖酸內酯粉的重量比例為（3～7）：1：（1.5～5.5）。所述陶瓷粉與染料的重量比例為1：（0.001～0.1）。在步驟（3）中，所述靜置的時間為1h～48h，溫度為20℃～60℃。由于漿料中的固相含量只有2wt%～30wt%，這樣制成的凝膠中的固相含量也很低，直接干燥凝膠容易造成坍塌，因此凝膠需要將機體內多余水分脫出。在步驟（4）中，所述第一凝膠在酸性環境下進行脫水的具體步驟為：將所述第一凝膠浸泡在葡萄糖酸內酯溶液中，所述浸泡的時間為6h～48h，浸泡溫度為20℃～50℃所述葡萄糖酸內酯溶液的濃度為0.5wt%～5.0wt%，優選為1wt%～4wt%。作為可變換的實施方式，所述第一凝膠在酸性環境下進行脫水的具體步驟還可以為：在步驟（4）中，所述浸泡的時間為6h～48h，浸泡溫度為20℃～50℃所述第一凝膠在酸性環境下進行脫水的具體步驟為：將所述第一凝膠浸泡無機酸溶液中，所述無機酸溶液為硝酸溶液和/或鹽酸溶液，所述無機酸溶液的濃度為0.01mol/L～0.10mol/L。為了進一步避免干燥時出現坍塌，本專利技術還需采用溶劑置換，進一步脫除水分。在步驟（5）中，所述第二凝膠進行溶劑置換的具體步驟為：將第二凝膠浸泡在叔丁醇或乙醇溶劑，浸泡時間為6h～48h，浸泡溫度為20℃～50℃。所述溶劑置換所用的溶劑為乙醇、丙酮和叔丁醇中的一種或幾種，優選為乙醇或叔丁醇。在步驟（6）中，所述干燥為冷凍干燥或室溫干燥；所述燒結的方法包括：以5℃/min～30℃/min的速率繼續升溫至250℃～500℃，維持1h～3h，然后升溫至燒結溫度，燒結溫度為1200℃～1600℃。所述彩色腔隙陶瓷顆粒的孔隙率60%～80%，抗壓強度為20MPa～80MPa。所述吸附相變材料量與所述彩色腔隙陶瓷顆粒的重量比（1～5）：10。所述膠結料與集料的重量比例為（5～20）：100。所述膠結料可以使用常規使用的膠結料，可以包括環氧樹脂、固化劑和增韌劑，所述環氧樹脂、固化劑和增韌劑的重量比例為100：（10～50）：（10～50）。環氧樹脂可以為E-51、E-44或E-42等；固化劑可以為酚醛胺固化劑，如YH-82等，增韌劑可以為聚丙二醇二縮水甘油醚、苯甲醇等。所述彩色腔隙陶瓷顆粒采用真空吸附法吸附相變材料的具體步驟為：把腔隙陶瓷顆粒裝入密閉容器內，再對容器抽真空并保持10min～30min，使其顆粒中的腔隙全部處于真空狀態，然后向容器內加入相變材料并不斷進行攪動，使其顆粒中的所有腔隙充滿相變材料為止。在燒結后，可以根據路面使用的要求進行粉碎，所述彩色腔隙陶瓷顆粒的粒徑可以為0.5mm～5.0mm。所述陶瓷粉為常規的可以燒結成陶瓷的原料粉，可以為堇青石、粘土、滑石、鋯石、氧化鋯、尖晶石、氧化鋁、硅酸鹽、鋁酸鹽、鋁硅酸鋰、長石、二氧化鈦、碳化硅和氮化硅中的一種或幾種。所述相變材料可以常規使用的低溫相變材料，可以為石蠟類相變材料、多元醇類相本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種彩色路面材料的制備方法，其特征在于該方法包括：由集料與膠結料混合制成彩色路面材料，其中，所述集料由彩色腔隙陶瓷顆粒通過真空吸附法吸附相變材料制得，所述彩色腔隙陶瓷顆粒的制備方法包括如下步驟：（1）將陶瓷粉、碳酸鈣粉、染料加入水打漿，制得第一漿料；（2）在所述第一漿料中加入海藻酸鈉溶液，混合均勻，得到固相含量為2wt%～30wt%的第二漿料；（3）在所述第二漿料中加入葡萄糖酸內酯粉，攪拌均勻，靜置，生成第一凝膠；（4）所述第一凝膠在酸性環境下進行脫水，得到第二凝膠；（5）所述第二凝膠進行溶劑置換，得到第三凝膠；（6）對所述第三凝膠進行干燥、切割、燒結和粉碎，得到彩色腔隙陶瓷顆粒。

【技術特征摘要】
1.一種彩色路面材料的制備方法，其特征在于該方法包括：由集料與膠結料混合制成彩色路面材料，其中，所述集料由彩色腔隙陶瓷顆粒通過真空吸附法吸附相變材料制得，所述彩色腔隙陶瓷顆粒的制備方法包括如下步驟：（1）將陶瓷粉、碳酸鈣粉、染料加入水打漿，制得第一漿料；（2）在所述第一漿料中加入海藻酸鈉溶液，混合均勻，得到固相含量為2wt%～30wt%的第二漿料；（3）在所述第二漿料中加入葡萄糖酸內酯粉，攪拌均勻，靜置，生成第一凝膠；（4）所述第一凝膠在酸性環境下進行脫水，得到第二凝膠；（5）所述第二凝膠進行溶劑置換，得到第三凝膠；（6）對所述第三凝膠進行干燥、切割、燒結和粉碎，得到彩色腔隙陶瓷顆粒。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：在所述第二漿料中，所述海藻酸鈉的濃度為0.5wt%～5.0wt%，優選為1wt%～3wt%；所述海藻酸鈉、碳酸鈣粉和葡萄糖酸內酯粉的重量比例為（3～7）：1：（1.5～5.5）。3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述陶瓷粉與染料的重量比例為1：（0.001～0.1）。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：在步驟（3）中，所述靜置的時間為1h～48h，溫度為20℃～60℃。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：在步驟（4）中，所述第一凝膠在酸性環境下進行脫水的具體步驟為：將所述第一凝膠浸泡在葡萄糖酸內酯溶液中，所述浸泡的時間為6h～48h，所述葡萄糖酸內酯溶液的濃度為0.5wt%～5.0wt%，優選為1wt%～4wt%。6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：在步驟（4）中，所述第一凝膠在酸性環境下進行脫水的具體步驟為：將所述第一凝膠浸泡無機酸溶液中，所述無機酸溶液為硝酸溶液和/或鹽酸溶液，所述浸泡的時間為6h～48h，所述無機酸溶液的濃度為0.01mol/L～0.10mol/L。7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：在步驟（5）中，所述第二凝膠進行溶劑置換的具體步驟為：將第二凝膠浸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：姚漢榮，寧愛民，傅麗，郭皎河，劉樹華，張建峰，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院，
類型：發明
國別省市：北京,11