[发明专利]一种相变降温-抗凝冰材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种相变降温‑抗凝冰材料，将亲水性相变材料和降低冰点的盐与氧化物溶胶混合，利用盐中反离子促凝使溶胶在胶凝过程中同时负载相变材料和降低冰点的盐，形成兼具相变降温与缓释抗凝冰双功能材料；相变材料和盐分负载量高且具有定形相变、缓释抗凝冰性，经多次相变‑抗凝冰循环后任具有双重功能，长效性好，将其应用于路面工程中，可实现炎热季节相变降温、低温季节抗凝功双功能。该制备方法简单，一次制备兼具相变降温‑抗凝冰双功能。

技术领域

本发明涉及抗凝冰材料领域，具体涉及一种相变降温-抗凝冰材料及其制备方法。

背景技术

沥青是一种温度敏感性的粘弹性材料，在路面工程中广泛应用的同时也面临着由温度引发的路面病害，如夏季炎热地区，沥青路面在太阳光持续辐射下，吸收较多热量蓄积在沥青路面结构中，导致沥青路表温度往往超过道路石油沥青的软化点，引发热稳定性不良，产生车辙、拥包、推移等热稳性病害；而在冬季低温季节，尤其是初冬或残冬季节，气温冷暖交替，路面极易形成凝冰现象，车轮与路表附着力降低，极易引发交通事故；因此，主动应对环境温度变化的沥青路面尤为必要。

现有技术中只单一涉及相变降温或抗凝冰功能，如专利CN 103509525 B、CN103508701 B只提及相变降温功能；专利CN 101786834 B、CN 104672929 B、CN 108949109B和专利CN 108893095 B只提及抗凝冰功能。尚无通过一次制备实现相变降温和缓释抗凝冰双功能材料。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种相变降温-抗凝冰材料及其制备方法，解决现有相变降温材料、抗凝冰材料的单一功能性，一次性同时解决了相变材料的定形和缓释型抗凝冰材料负载盐量较少的问题。本发明的一种相变降温-抗凝冰材料，基于相变材料的亲水性和降低冰点盐的水溶性，将其分散于氧化物溶胶中，利用降低冰点盐中的反离子促凝使溶胶胶凝，在胶凝过程中同时负载相变材料和降低冰点的盐，经干燥研磨和表面疏水处理后，形成兼具相变降温与缓释抗凝冰双功能材料；该材料可使相变材料定形，且均匀负载盐分，相变材料与降低冰点盐负载量可控，经疏水处理后可明显降低吸温性能，提高相变降温循环稳定性和缓释抗凝冰的长效性；

进一步，所述相变降温-抗凝冰材料原料包括有机固-液相变材料、降低冰点的盐、氧化物溶胶和偶联剂；

进一步，按质量比氧化物水溶胶:有机固-液相变材料:降低冰点盐:＝100:10～150:10～70；

进一步，所述有机固-液相变材料为聚乙二醇；所述聚乙二醇分子量为1000～20000；

进一步，所述降低冰点盐为氯化钠、氯化钾、氯化镁、乙酸钠、乙酸钾、乙酸镁中的至少一种；

进一步，所述氧化物水溶胶为硅溶胶pH8～10、铝溶胶pH2～4、二氧化钛溶胶pH6～8中的一种，且质量浓度为10～50％；

进一步，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH570、KH560、KH550中的一种。

本发明还公开一种相变降温-抗凝冰材料的制备方法，包括以下步骤：

a.将有机固-液相变材料于室温～60℃加入到氧化物溶胶中分散均匀后，加入降低冰点的盐或降低冰点的盐溶液，机械搅拌使其发生胶凝化，静置陈化后形成三维网络结构复合凝胶；

b.将复合凝胶于60～90℃的烘箱中鼓风干燥12～24h，冷却至室温，研磨成粉末；

c.将偶联剂于热态下喷雾至步骤b的粉末表面使其表面疏水改性，硅烷偶联剂质量比例为抗凝冰粉末质量的1％～15％，所得表面疏水粉末于60～90℃的烘箱中鼓风干燥6～12h烘干研磨，制得相变降温-抗凝冰材料。