沥青路面热反射涂层的降温性能研究综述

传统的沥青路面吸热、储热能力强,容易造成沥青路面车辙问题和加剧城市热岛效应的发展.沥青热反射涂层的使用,可以保护沥青路面稳定性和作为缓解城市热岛效应的措施.分析沥青热反射涂层工作机理和研究方法,结合热反射涂层内外因素对其降温性能的影响进行了研究.最后,分析了沥青热反射涂层对热环境的影响.结果表明,填料折光系数越大,涂层对光的反射能力越强;填料的粒径、体积浓度和涂层的厚度均存在一定最佳范围,在该范围内它们越大涂层降温性能越好;涂层结构的改变可以充分发挥填料的作用,使其降温性能得到提高;着色填料对太阳辐射吸收程度不同,因此不同颜色涂层的降温性能不同;涂层运用在不同类型的路面上,降温效果也不同;在环境因素影响方面,热反射涂层在长期使用中会出现老化、磨损等问题,降温性能也随之降低.各种因素对涂层降温性能影响不同.     

基于多孔属性的环保型路用涂层性能

为降低路面温度、缓解沥青路面车辙病害的同时兼具净化汽车尾气功效以改善道路使用环境,优选多孔属性材料为功能材料,制备了具有降温和净化空气功效的WEPC(环保型多孔涂层)路用涂层,分析功能材料掺量对涂层基本性能的影响规律,借助室内外测温试验全面评价了不同涂刷量下WEPC涂层的降温效果。借助空气净化性能试验箱对WEPC路用涂层试件在升降温过程中的汽车尾气成分及含量进行了测试,全面评价不同温度下WEPC涂层的净化空气效果。通过表面构造深度和抗滑摆值试验、磨耗试验、车辙试验及耐久性试验等确定了WEPC涂层的路用性能,采用扫描电镜和红外光谱分析手段研究多孔属性的环保型路用涂层材料的微观结构。结果表明:功能材料掺量(质量分数,下同)为20%时WEPC涂层具有良好的基本性能;WEPC涂层具有良好的降低路面温度功效,涂刷量越大降温效果越显著,降温幅度最高可达10℃,综合WEPC涂层基本性能和降温效果,推荐最佳涂刷量为0.8kg/m~2;WEPC涂层在不同温度下均具有一定的净化空气功效,升温区间下的净化效果较好,其对PM2.5和PM10的净化率可达40%以上,CO_x、NO_x及SO_2的净化率在25%左右;WEPC涂层的抗滑、耐磨耗、高温稳定及耐久性等各项路用性能良好,且均满足相关规范要求;功能型材料能够稳定均匀地分散于涂层材料中,并使涂层材料中出现了一些新的官能团。     

外墙反射隔热涂料的研制

介绍了反射型外墙保温隔热涂料的发展现状及其保温隔热机理,并研究了涂料中各种成分的选择原则。通过自制的反射隔热模拟箱,对涂料配方中的基料、颜料、功能性填料和无机填料进行筛选,研制出反射隔热涂料。考察了成膜基料、功能性颜料和填料的种类、含量对涂层隔热性能的影响。并筛选了合适的助剂。研究发现,当玻璃微珠的含量为13％时,隔热效果最佳。此外,当玻璃微珠与其他填料配合使用,能够有效地提高涂膜的反射隔热效果。     

水性太阳热反射隔热涂料的研究

研制了一种太阳热反射型隔热涂料,考察了成膜基料、隔热颜料和填料的种类、颜基比及涂抹厚度对涂层隔热性能的影响。采用太阳热反射率和红外光反射率表征了涂料的隔热性能。结果表明,以水性丙烯酸树脂为成膜基料,以金红石型钛白粉、硫酸钡、空心陶瓷微珠为隔热功能颜填料,再加上云母、水及助剂等,制备出的反射型隔热涂料的热反射率达92%,对红外线的反射率约为95%。     

含氟乳液的制备及其热反射涂料的性能评价

合成一种含氟丙烯酸酯乳液,首先采用常规乳液聚合法考察了乳液合成工艺对乳液性能的影响,然后采用种子乳液聚合法研究了核壳层质量比对乳液和成膜物性能的影响。采用扫描电镜(SEM)、降温值及耐沾污等级和反射率降低率分别表征涂层形貌、降温效果及耐沾污性能。结果表明,当预乳化转速300 r/min,聚合反应转速200 r/min,反应温度85℃时所得乳液性能较优。核壳层质量比为7∶1时,乳液稳定性好且成膜物疏水性和耐水性较好。以该乳液为成膜基料制备的热反射涂料,平整性较好,TiO_2、SiO_2粒子分散均匀,具有良好的降温效果、耐水性和耐沾污性能。     

沥青路面色差修补材料配合比及路用性能

为研究沥青路面坑槽修复前后存在的颜色差异问题,选用丙烯酸改性环氧树脂为基液,添加炭黑、钛白粉和金刚砂作为颜填料,制备一种使沥青路面色差统一的多色阶美化涂层材料。利用正交试验分析各因素水平对环氧树脂基体粘度、拉伸强度和断裂伸长率的影响。结果表明：涂层中环氧树脂基体的最佳质量配比为,增韧剂含量为15%,稀释剂含量为30%,固化剂含量为60%,促进剂含量为6%;依据路面颜色将路面灰阶等级划分为三阶,确定了多色阶美化涂层中炭黑与钛白粉的比例掺量;依据试件的拉伸强度和断裂伸长率确定了功能填料金刚砂与环氧树脂基体的最佳质量比为30%;涂料制备完成后,对其耐磨、抗滑以及抗紫外老化性能进行检测,检测结果均满足规范要求。涂层材料能够明显降低修补后沥青路面与原路面的色差,不同配比的混合料适用于不同色阶等级的沥青路面。     

钛酸铁钠晶须增强FEVE防腐耐磨复合涂层的制备与性能

以三氟氯乙烯/四氟乙烯-烷基乙烯基醚/酯(FEVE)为基料,钛酸铁钠(NaFeTiO_4)晶须为主要减摩耐磨填料,通过液相共混法制备兼具减摩耐磨防腐的无机-有机氟碳复合涂层材料,研究填料在树脂基体中的分散性及填料对涂层减摩耐磨性、防腐蚀性的影响。通过X线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对钛酸铁钠晶须晶型、形貌及晶须在复合涂层中的分散性能进行表征。采用摩擦磨损试验机对涂层摩擦磨损性能进行评价,通过电化学交流阻抗对涂层防腐蚀性能进行评价。结果表明:钛酸铁钠晶须能够均匀稳定地分散在涂层基体中,当钛酸铁钠晶须的添加量为FEVE树脂质量的5%时,涂层的摩擦因数由0.854降低至0.709,体积磨损量由0.17 mm3降低至0.017 mm~3,耐磨性能提升近10倍,同时复合涂层具有优异的防腐蚀性能。     

基于不同工况路用降温涂层的耐久性能

为确定不同工况条件下路用降温涂层的耐久性能,制备了两种路用降温涂层,全面评价了路用降温涂层的降温性能,借助耐水性、耐温变、耐化学腐蚀及耐磨耗等性能试验,研究了单一工况下路用降温涂层的耐久性能.在此基础上,模拟道路使用环境和行车荷载,研究了复合工况下路用降温涂层的耐压、耐轮碾及耐磨耗等性能.结果表明:路用降温涂层降温效果最高可达9℃以上;单一工况条件下,路用降温涂层耐水性能、耐温变性能、耐化学腐蚀性能及耐磨耗性能均能满足规范要求;复合工况条件下,路用降温涂层的耐压及耐轮碾系数均在90%以上,磨耗损失量小于0. 2 g,具有良好的复合耐久性能,能够满足道路应用需要.     

高反射率涂层在空调建筑中的应用

将高反射涂层与常用的3种墙体材料组合成15种建筑墙体模型,采用能耗模拟软件DOE-2对该涂层的使用效果进行了分析.结果显示:高反射涂层对夏季非空调建筑的降温效果非常明显,而且热容量越大的建筑,降温效果越明显;在室内温度高于26℃条件下,涂层对通过墙体热流量的降低量非常显著;虽然冬季应用高反射涂层不利于建筑对太阳辐射热量的吸收,但是在计算条件下,这种影响相对较小.     

几种隔热填料在水性涂料中的隔热性研究

为有效选择隔热填料,系统研究了常用的成膜物种类和性质,以及填料的含水量、粒径大小、涂层干燥度等对导热系数的影响。通过对制备涂料涂层导热系数的测定,发现填料的表观密度和涂层干燥度对隔热效果的影响最大。因而在提高涂层的隔热性时,必须在实干状态下,尽可能选择比热小、表观密度适中、内部结构疏松、气孔率高、粒径大的隔热填料来制备热阻隔性涂料。     

改性纳米SiO2成膜复合涂层对混凝土疏水和抗碳化性能的影响

为了研究改性纳米Si O2+有机成膜涂层对混凝土疏水和抗碳化性能的影响,配制了6种改性和未改性纳米Si O2有机成膜复合涂料,测定了涂覆复合涂料后混凝土的表面接触角,确定了涂料中纳米Si O2的最佳添加量。通过测定涂层混凝土的吸水率发现,改性和未改性纳米Si O2可以显著提高涂层混凝土的憎水性,其中改性纳米Si O2的改善幅度更大,同时混凝土的吸水率与其接触角呈一阶线性负相关的关系;通过涂层混凝土的加速碳化试验发现,改性和未改性纳米Si O2可以有效改善涂层混凝土的抗碳化性能,其中改性纳米Si O2的改善效果更好,而且还发现涂层混凝土的疏水能力和抗碳化性能之间存在正相关关系,即表面涂层疏水性能越强,混凝土抗碳化性能越好。     

重防腐耐磨陶瓷涂料的研制

重防腐耐磨陶瓷涂料,是以环氧树脂为成膜物质,陶瓷粉作为耐磨填料的可在常温固化的双组分涂料。该涂料具有高耐磨性、优异的耐蚀性、综合物理、机械性能。文中着重探讨了成膜物质和填料以及涂层的结构与性能之间的关系。     

涂层法制备超疏水表面及在油水分离中的应用

采用涂层法,以含硅聚四氟乙烯为成膜物质,以疏水纳米SiO2为填料,成功制备出含有微/纳米复合结构的超疏水表面.系统研究了疏水纳米SiO2和低表面能物质的含量与涂层表面水接触角的关系.采用接触角测量仪和扫描电子显微镜(SEM)分别对涂层的水接触角和表面形貌进行表征,根据国家标准分别对涂层厚度、硬度和结合力进行测试.在最佳制备条件下,该超疏水涂层水接触角153.5°,涂层厚度22μm,涂层硬度4H,结合力1级.该超疏水涂层具有自清洁及良好的油水分离性能.     

纳米SiO2对甲基乙烯基硅橡胶结构和性能的影响

采用沉淀法和气相法纳米SiO2补强硅橡胶,考察纳米SiO2的添加量和比表面积对结合橡胶量、橡胶吸附层厚度以及硅橡胶补强力学性能的影响.通过溶胀平衡实验计算填料补强能力参数C值,并通过扫描电镜观察填料纳米SiO2在硅橡胶中的分散状态.结果表明:填料添加量对硅橡胶力学性能的影响效果显著,当质量比为0.4时,补强橡胶具有较好的力学综合性能,结合橡胶量增大至49.24%,吸附层厚度增至6.87nm.对于气相法纳米SiO2,增大填料比表面积有利于提高结合橡胶量,改善填料的补强效果,补强硅橡胶热稳定性也相应提高,此外填料的C值也随之增大,进一步验证了填料的补强效果增强.     

超重力旋转床转子填料形状对传质系数的影响

以水吸收空气中的丙酮为体系,不锈钢丝网为填料,实验研究了超重力旋转床转子填料形状对体积传质系数的影响。考察了转子形状在不同转速n、气量Vg、液量VL下的吸收效果。研究结果表明:在转速为630 r/min,液量为100 L/h,气量为2 m3/h时,薄转子是厚转子单位体积填料体积传质系数的2.1倍;在转速为630 r/min液量为100 L/h,气量为2.5 m3/h时,薄转子是厚转子单位体积填料体积传质系数的2.3倍;说明在填料体积相近的情况下,转子填料做成半径大、厚度小的形状,有利于传质过程。     

食用蚯蚓的养殖基料研究

在荞麦皮中按不同比例加入粉碎后的玉米芯,作为食用蚯蚓养殖基料,对比在不同配比基料中大平二号蚯蚓幼蚓的体重增加量、成蚓的产茧量和蚓茧的孵化量,筛选出较为理想的养殖基料.结果表明,加入定量玉米芯后的基料比以纯荞麦皮作为基料更适合蚯蚓的生长繁殖.此外,初步确定玉米芯体积分数为40%的基料(未灭菌)较为理想.     

分散剂改良土-膨润土竖向隔离墙材料黏度试验研究

为改善土-膨润土竖向隔离墙材料的分散性,增强隔离墙阻滞污染物能力,对添加3种不同磷酸盐分散剂的土-膨润土回填料进行了黏度试验,研究了不同分散剂掺量下回填料表观黏度的变化规律.试验结果表明:3种磷酸盐分散剂均可显著减小土-膨润土回填料表观黏度;分散剂掺量从0%增加到0.1%,回填料表观黏度急剧下降,继续增加分散剂掺量,回填料表观黏度趋于平稳或略有增长;添加磷酸盐分散剂后,增加膨润土含量对回填料分散性影响不大,可通过添加磷酸盐分散剂的方法提高回填料对膨润土的负载量;六偏磷酸钠分散效果稍优于三聚磷酸钠和焦磷酸钠.同时,建议0%,5%,10%膨润土含量回填料对应的3种分散剂最优掺量为0.05%,0.1~0.5%,0.5%.磷酸盐分散剂在改善隔离墙材料分散性、提高墙体对污染物的阻滞能力方面具有潜在的工程实用价值.     

假目标用电热涂层有效电导率模型

为了指导假目标用电热涂层的设计实验,综合考虑量子力学隧道效应以及填料粒子尺寸和形状,建立了假目标用电热涂层有效电导率模型,详细讨论了电热涂层有效电导率以及电导率渗流阈值和填料粒子形状、尺寸、填料体积分数的关系.计算结果表明:渗流阈值随填料粒子尺寸增大而增大,随粒子长短轴比增大而减小;涂层有效电导率在渗流阈值附近有明显突...     

沥青路面洒水降温影响及方案研究

针对城市热岛效应问题,路面洒水能有效且环保地降低道路温度,从而缓解城市热岛效应。为研究沥青路面洒水降温影响因素及方案,进行室内洒水试验,分析沥青路面在风速、单次洒水量等影响因素变化下的洒水降温效果。并采用Fluent有限元软件结合质交换准则建立沥青混凝土路面模型,分析辐射吸收率和空气湿度等影响因素。根据以上结果探究一天内路面不同情况的最佳洒水次数和洒水时间。结果表明:1)风速、单次洒水量和辐射吸收率均会影响路面洒水降温的幅度和持续时间;空气湿度会影响路面洒水降温的持续时间,但对降温幅度的影响甚微;2)Fluent有限元软件结合质交换准则一定程度上能模拟洒水蒸发降温的过程;3)路面在不同情况下洒水次数有所差异,多情况叠加时考虑最不利情况。     

紫外光固化无机-有机复合涂层的制备与性能研究

采用共混法制备了基于环氧丙烯酸酯(EA)的含纳米SiO2粒子的无机-有机紫外光固化复合涂层,并对其结构、热稳定性和物理性能进行了检测.结果表明,纳米SiO2粒子在涂层内部形成了含Si—O—Si的交联网络结构,这种结构有助于改善涂层的热稳定性.SiO2的质量分数为5%时,复合涂层的热稳定性最高.随着SiO2添加量的增加,复合涂层的光泽度降低.加入适量的纳米SiO2粒子可以提高涂层的硬度,当添加量为3%~5%时,复合涂层的铅笔硬度可以达到3H.