[發明專利]一種路用全頻譜太陽光譜反射降溫涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201810803121.8
• 申請日: 2018-07-20
• 公開（公告）號: CN109207003B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 李輝;謝寧
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C09D133/04
• 分類號: C09D133/04;C09D5/33;C09D7/61
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠

本發明涉及一種路用全頻譜太陽光譜反射降溫涂料及其制備，該涂料包括以下重量份的原料：有機硅丙乳液30～60份；功能型填料20～50份；無水乙醇5～10份；添加劑1～5份；成膜助劑5～10份。制備時，先將有機硅丙乳液和二分之一的無水乙醇混合，得到成膜基料溶液，然后在成膜基料溶液中加入功能型填料，高速攪拌均勻，得到初混溶液；再依次加入剩余二分之一無水乙醇、添加劑和成膜助劑，然后高速攪拌，得到路用全頻譜太陽光譜反射降溫涂料。與現有技術相比，本發明可以從全頻譜光學角度提高涂層的太陽光譜反射率，應用于路面時，減少路面熱吸收，從而達到反射不同波段太陽光，降低路面溫度的效果。

技術領域

本發明涉及道路工程用建筑材料與技術領域，具體涉及一種路用全頻譜太陽光譜反射降溫涂層及其制備方法。

背景技術

由于具有良好的施工與維修便宜性、較好的行車舒適度和相對經濟性甚至相對美觀，黑色瀝青路面在所有路面類型中占有很大比重，包括高速公路和城市道路，國內大部分地區都超過90％的比重。黑色瀝青路面由于具有很高的太陽輻射吸收率(0.9以上，反射率0.1以下)，而產生較高的路面溫度。通過不同途徑提高路面材料的光學反射可以有效的降低路面溫度，解決路面高溫引發的上述路面損壞及相關環境問題。路面的太陽輻射總反射率每增加0.1，高溫季節路面溫度可以有效降低6℃。

目前常用的方法是提高路面材料的總反射率，并未區分紫外線、可見光和紅外線的不同影響。但過高的反射率，尤其是可見光和紫外線的反射率的過度提高，會容易引起行人和車輛駕駛人員的眩光，并增加在強光刺激下行人眼類疾病和皮膚癌的風險。因此，增強路面材料紅外線波段的反射率、而避免過度增加可見光和紫外線波段的反射率的更加科學的方式將成為必然。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種降溫效果好的路用全頻譜太陽光譜反射降溫涂層及其制備方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種路用全頻譜太陽光譜反射降溫涂料，該涂料包括以下重量份的原料：

材料對太陽光輻射的響應包括吸收、反射、透過。即吸收率、反射率、透過率之和為1，當透過率接近為0時，吸收率和反射率之和為1。要達到降溫的效果，需要盡大程度減小吸收率，提高對太陽光的反射率。按照波長，太陽光輻射可以分為三個部分：波長0.28μm-0.4μm的為紫外光，0.40μm-0.72μm的為可見光，波長0.72μm-2.50μm的為近紅外光。其中，可見光和紅外光占總太陽輻射的93％。因此，提高反射率主要是提高這兩部分的反射率。然而，應用于道路表面的反射涂層，過度提高可見光的反射率會導致眩光。因此，考慮采用非白色的近紅外光反射率較高的材料提高反射率。

涂層主要由主要成膜物質、功能型顏填料、輔助成膜物質組成。其中，主要成膜物質包括樹脂、水性乳液等。由于樹脂類涂層含有有機揮發性化合物(VOC)，會對環境和人體造成一定的損害，且樹脂類容易產生老化，因此，采用對環境污染小、施工方便、價格低廉的水性乳液。同時，采用有機硅改性，提高乳液的耐污性和耐老化性。

功能型顏填料是涂層中起反射作用最重要的一部分。填料的折射率越大，其分散度越大，反射能力越強。因此，采用折光系數2.72的二氧化鈦作為填料。同時，為得到非白色的彩色涂層，采用遮蓋率高的中鉻黃作為顏料。一方面，可以呈現彩色，另一方面，由于鉻元素的存在，可以提高近紅外光部分的反射率。

輔助類成膜物質包括一系列助劑，雖然其在涂層中占有比例較低，但可以避免涂層的缺陷。水性消泡可以滲透到表面活性物質中，降低表面張力，破壞薄層穩定，達到消泡的目的。聚羧酸鈉鹽類分散劑可以提高顏料在基料乳液中的潤濕性，使其快速、均勻、充分地分散到其中。聚氨酯類流平劑可以增加覆蓋性，保證成膜均勻。

優選的，所述的功能型填料包括粒徑為600nm～1500nm的金紅石型納米級二氧化鈦粉末以及平均粒徑為45微米的中鉻黃。