[發(fā)明專利]一種用于壓電自發(fā)電瀝青路面混凝土及制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810841108.1
• 申請(qǐng)日: 2018-07-27
• 公開（公告）號(hào): CN108863171A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳慶;司文彬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都新柯力化工科技有限公司
• 主分類號(hào): C04B26/26
• 分類號(hào): C04B26/26;C04B20/02;C04B14/36;C04B111/90
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本發(fā)明涉及壓電發(fā)電材料領(lǐng)域，公開了一種用于壓電自發(fā)電瀝青路面混凝土及制備方法。包括如下制備過(guò)程：（1）將壓電陶瓷粉碎過(guò)篩制成粉末；（2）將壓電陶瓷粉末先后微孔化處理和活化處理；（3）與加熱后的基礎(chǔ)瀝青混合并高速剪切，制得混合物,進(jìn)一步壓延成片,在400℃下預(yù)燒15min固化,粉碎形成碎片；（4）將集料加熱干拌，與碎片、導(dǎo)電材料、礦粉、90#重交瀝青混合，制得用于壓電自發(fā)電瀝青路面混凝土。本發(fā)明通過(guò)將壓電陶瓷粉末進(jìn)行微孔化處理，改善了壓電陶瓷粉末與瀝青相容性，進(jìn)一步通過(guò)活化處理并借助瀝青片狀化，制得的瀝青混凝土中，壓電陶瓷形變明顯。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及壓電發(fā)電材料領(lǐng)域，公開了一種用于壓電自發(fā)電瀝青路面混凝土及制備方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，我國(guó)能源消費(fèi)水平逐年增長(zhǎng)，盡管能源結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，但能耗整體水平仍然 偏高，能源結(jié)構(gòu)有待進(jìn)一步改善。與此同時(shí)，我國(guó)能源資源有限，能源對(duì)外依賴度較高，能源 瓶頸制約愈加突出。目前我國(guó)的能源主要來(lái)自于石油、煤炭等不可再生資源。當(dāng)車輛行駛經(jīng)過(guò)路面時(shí)，通過(guò)壓電陶瓷路面材料將動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)榭衫玫碾娔堋Ｆ涑嗽诠飞鲜褂茫瑯右灿糜阼F路、機(jī)場(chǎng)和車流量大的停車場(chǎng)，甚至人流量大的廣場(chǎng)上。

壓電材料摻入路面材料中，制作成壓電型路面材料，在滿足交通功能的基礎(chǔ)上進(jìn)行發(fā)電，并可以收集到可觀的電量，用于路面附屬設(shè)施用電和電車的充電。利用路面的振動(dòng)和變形可以實(shí)現(xiàn)高效、清潔能源的生產(chǎn)，還可以減小路面的振動(dòng)和變形，延長(zhǎng)路面的使用功能和壽命。此外，壓電式振動(dòng)發(fā)電是一種綠色環(huán)保技術(shù)，能夠滿足環(huán)境自適應(yīng)供電的要求，具有長(zhǎng)壽命、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景廣闊。

目前，瀝青混凝土路面以其表面平整度好、連接無(wú)接縫、形成平穩(wěn)舒適震動(dòng)影響小等有點(diǎn)，易被全世界廣泛采用。由于瀝青混凝土路面在設(shè)計(jì)試用期內(nèi)，路面要承受幾百萬(wàn)次以上的車輛軸載的反腐作用，從而產(chǎn)生形變和振動(dòng)，與此同時(shí)，路面將形成荷載所做的共轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)變能和動(dòng)能，最終轉(zhuǎn)換的熱能好散在周圍環(huán)境中，因此，將壓電材料埋入瀝青混凝土中，使之轉(zhuǎn)換為電能，成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。

中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?01310660929.2公開了一種壓電瀝青混凝土，以重量份數(shù)計(jì)，由以下原料組成：集料83~90份，礦粉4~6份，壓電材料2~4份，導(dǎo)電材料1~2份，瀝青3~5份，原料份數(shù)總和為100份；該發(fā)明還提供了兩種基于壓電瀝青混凝土的發(fā)電路面結(jié)構(gòu)，該路面結(jié)構(gòu)采用壓電瀝青混凝土與棒狀電極或者金屬網(wǎng)電極配合實(shí)現(xiàn)電能的收集。本發(fā)明的壓電瀝青混凝土層經(jīng)濟(jì)性良好，適合大規(guī)模推廣應(yīng)用。

中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?01710033479.2公開了一種可收集壓電能量的瀝青混凝土路面層，包括瀝青混凝土和設(shè)置于其內(nèi)部的多組堆疊式壓電換能器，堆疊式壓電換能器包含堆疊而成的壓電陶瓷片。其制備方法包括以下步驟：首先制備堆疊式壓電換能器；然后將加熱后的瀝青加入加熱后的集料中，均勻攪拌，再加入礦粉，均勻攪拌，碾壓成型，最后在瀝青混凝土上開鑿凹陷處，并將所述埋置堆疊式壓電換能器埋置于所述凹陷處，填料，碾壓，即得。

根據(jù)上述，現(xiàn)有方案中用于路面的壓電材料，特別是瀝青混凝土路面的壓電材料，存在壓電材料與瀝青兼容性差，易導(dǎo)致路面的開裂和損壞等問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種用于壓電自發(fā)電瀝青路面混凝土及制備方法，可有效解決上述技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

目前應(yīng)用較廣的壓電自發(fā)電的瀝青混凝土技術(shù)中，壓電材料與瀝青兼容性差，發(fā)電效果不理想，并且易導(dǎo)致路面的開裂和損壞，限制了自發(fā)電瀝青混凝土路面的發(fā)展和應(yīng)用。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種用于壓電自發(fā)電瀝青路面混凝土的制備方法，制備的具體過(guò)程為：

（1）將壓電陶瓷進(jìn)行機(jī)械粉碎，然后過(guò)100目篩，制得壓電陶瓷粉末；

（2）先將步驟（1）壓電陶瓷粉末進(jìn)行微孔化處理后均勻平鋪，然后進(jìn)行經(jīng)低溫等離子體活化處理，再用硅烷偶聯(lián)劑水溶液浸漬1~2h，烘干固化后收集，制得活化微孔壓電陶瓷粉末；