[发明专利]以二维蒙脱石纳米片/硬脂酸为填料的路面降温涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了以二维蒙脱石纳米片/硬脂酸为填料的路面降温涂料及其制备方法，提供了一种简易且能大规模剥离蒙脱石的方法，利用剥离获得的二维蒙脱石纳米片表面带负电、端面带正电的特性，将硬脂酸包覆，制备高潜热的相变储能复合材料，将其应用于路面涂料方面，防止路面因高温导致的车辙、老化等现象，制备出一种路面降温涂料，为降低路面温度和减轻热岛效应提供了新的研究思路。

技术领域

本发明属于材料工程和道路工程技术领域，涉及一种路面降温涂料及其制备方法。

背景技术

沥青路面由于具有吸热和蓄热的特性，夏季日间被加热到70℃以上。高温会导致道路损坏率提高、引起城市热岛效应、改变城市环境及增加夏季制冷能耗等。降低热岛效应对沥青路面影响的有效途径包括增加道路的渗透性、添加高热容材料、添加热反射材料或使用热电技术。值得注意的是，相变储能材料因为具有良好的耐久性，储热性能，不受颜色影响能够被加入到路面体系中以冷却路面和减少热岛效应而受到研究者的青睐。

相变储能材料(PCM)在特定温度或温度范围(相变温度)内发生物质相态的变化，起到存储与释放能量的作用。但相变过程存在热导率低和泄漏等问题，限制了在路面降温涂料方面的应用。

为了解决上述问题，研究人员利用载体材料对储能分子进行包覆和封装。其中蒙脱石(Mt)具有天然的层状结构和较大的比表面积，可以抑制储能分子进入其层间域，增强载体材料与储能分子之间的作用力，使Mt成为载体材料的首选。然而，Mt不仅封装了储能分子以防止其泄漏，而且还限制了储能分子本身的性能。通过机械搅拌、超声等方法，可以剥离Mt的层状结构，形成二维蒙脱石纳米片(2DMt)。粒径减小，二维尺度变薄，这增强了Mt对储能分子的吸附，最终提高了储能分子的负载能力，这样可以提高复合材料的蓄热性能和热稳定性。虽然上述方法能提高Mt的把频率程度，破坏Mt的片层结构，但是无法获得高径厚比纳米片的制备，而且效率低，无法实现对Mt大规模有效剥离，导致储能复合材料的蓄热性能已达到瓶颈，难以提高。

此外，现在技术中制备的路面降温涂料由于在高温下承受载荷的作用，会产生变形，长时间的影响，导致路面降温涂料不能永久恢复。

由于上述原因，亟需对路面降温涂料的原料及其制备方法进一步改善，研究一种抗变形能力强、能实现路面降温涂料。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人对路面降温涂料进行了锐意研究，研究出以二维蒙脱石纳米片/硬脂酸为填料的路面降温涂料及其制备方法，采用剪切剥离、循环冷冻-解冻剥离和超声剥离相结合的方法实现了二维蒙脱石纳米片的大规模剥离，通过熔融搅拌法将硬脂酸包覆，实现了对有机相变材料超高的负载量与巨大的潜热容，进一步将其作为填料应用于路面涂料方面，防止路面因高温导致的车辙、老化等现象，制备出一种路面降温涂料，为降低路面温度和减轻热岛效应提供了新的研究思路，从而完成了本发明。

具体来说，本发明的目的在于提供以下方面：

第一方面，提供一种路面降温涂料，由包括以下重量份的原料制得：1～30份相变储能复合材料，70～95份丙烯酸树脂、1～5份润湿剂、0.5～3份分散剂、0.1～2份消泡剂和0.6～5份悬浮剂。

第二方面，提供一种路面降温涂料的制备方法，所述方法包括：

步骤1，制备相变储能复合材料；

步骤2，将相变储能复合材料与丙烯酸树脂、润湿剂、分散剂、消泡剂和悬浮剂的混合乳液混合，经搅拌制得所述路面降温涂料。

第三方面，提供一种相变储能复合材料的制备方法，所述方法包括：

步骤Ⅰ，剥离蒙脱石，获得二维蒙脱石纳米片；

步骤Ⅱ，将二维蒙脱石纳米片与有机相变材料混合，之后进行离心分离、冷冻干燥处理。

本发明所具有的有益效果包括：