[發明專利]一種復合相變儲熱瀝青路面材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201810568384.5
• 申請日: 2018-06-05
• 公開（公告）號: CN108752953A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 孫祎;張桂芳;朱華
• 申請（專利權）人: 孫祎
• 主分類號: C08L95/00
• 分類號: C08L95/00;C08L21/00;C08K9/12;C08K5/01;C09K5/06
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本發明涉及一種復合相變儲熱瀝青路面材料及其制備方法，屬于功能性路面材料技術領域。本發明通過氨水沉積出硅凝膠，并用液氮凍結，利用水相向固相轉變過程中的膨脹，促使硅凝膠孔隙擴展，再在冷凍環境下干燥，通過固相水升華進一步擴展硅凝膠，制得具有空間網狀結構的膨脹硅凝膠，再利用膨脹硅凝膠的毛細管力將十四烷作為相變儲熱材料吸附在孔隙中密實凝膠，使其達到相變溫度仍能保持穩定的形狀而不泄漏，從而獲得以十四烷為相變材料、硅凝膠為載體基質的定形效果良好的復合相變材料，增大了瀝青混合料的毛體積密度，并降低了瀝青混合料的空隙率與礦料間隙率，形成摻量可控的相變儲熱瀝青混合料，主動應對環境溫度變化，實現儲熱降溫的功效。

技術領域

本發明涉及一種復合相變儲熱瀝青路面材料及其制備方法，屬于功能性路面材料技術領域。

背景技術

瀝青是一種溫度敏感性的粘彈性材料，在路面工程廣泛應用的同時也面臨著由溫度帶來的負面影響。高溫的瀝青路面還會釋放出大量的瀝青揮發物，污染人居環境，且蓄積了大量熱量的瀝青路面不斷釋放熱量導致周圍氣溫升高，加劇了城市熱島效應。為了減輕瀝青路面與高溫相關病害的產生與發展，國內外主要是從提高瀝青結合料與混合料的溫度穩定性方面開展重點研究，提出了瀝青改性、添加纖維、優化礦料級配等技術措施，被動應對瀝青路面使用過程中面臨的環境氣溫變化，解決了一些具體工程技術問題，但瀝青路面與高溫相關的病害仍很嚴重。因此，如能采取某種措施主動應對環境氣溫變化，研發自調溫瀝青混合料，則可有效地減輕瀝青路面與高溫相關的病害。

相變儲能技術是一種能夠將能量以相變潛熱的形式高密度儲存的高新技術，可解決能量供求在時間和空間上不匹配的矛盾，在太陽能利用、電力的削峰填谷、工業廢熱和余熱的回收利用、民用電子產品以及建筑節能等領域具有良好的應用前景。實現儲能技術的核心和基礎是相變儲熱材料，簡稱相變材料，是指在一定溫度范圍內，即相變溫度范圍內改變其相態以潛熱的形式吸收、貯存或釋放大量熱量而本身溫度保持不變的材料，這類材料具有熱能儲存和溫度調節控制的特性，在許多領域具有應用價值。近年來科研工作者們利用相變材料的相變特性，將其應用于瀝青混合料中制備具有相變儲熱功能瀝青路面材料，主動調節瀝青路面溫度。在高溫季節可有效縮短路面的高溫作用時間，降低瀝青路面溫度，主動減輕路面高溫病害；延長道路使用壽命、減少道路的維修費用、提高交通安全；同時還可減少高溫路面向環境散發的有害物質和大量熱量，從而改善人居環境，緩解城市熱島效應，節約能源。

發明內容

本發明所要解決的技術問題：針對現有路面材料力學性能和高溫穩定性較差的問題，提供了一種復合相變儲熱瀝青路面材料及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種復合相變儲熱瀝青路面材料，其由下述重量份原料組成：80～100份石油瀝青，12～15份脫硫膠粉，0.2～0.3份復合相變儲熱材料。

所述復合相變儲熱材料為膨脹硅凝膠在真空泵中吸附十四烷，再用癸二酸二異辛酯-乙醇溶液封裝后烘干研磨制得。

所述物料重量份為100～200份膨脹硅凝膠，100～200份十四烷，400～800份質量分數為8.5%癸二酸二異辛酯-乙醇溶液。

所述膨脹硅凝膠為硅溶膠經氨水調節pH為5.0～5.5，靜置老化后滴入液氮中凍結并冷凍干燥，水洗醇洗后干燥制得。

所述硅溶膠SiO₂固含量為28.2～29.3%，pH為9.5～9.9。

所述冷凍干燥溫度為-50～-30℃。

所述醇洗過程為浸泡在無水乙醇中，在50～60℃恒溫水浴下浸泡3～5h。

所述干燥過程為加熱至50～60℃干燥5～6h，再加熱至80～100℃下干燥2～3h。

一種復合相變儲熱瀝青路面材料，具體步驟為：