本發(fā)明涉及環(huán)保材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體是一種凈化空氣的道路涂層材料及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：空氣污染，又稱為大氣污染，按照國際標準化組織(ISO)的定義，空氣污染通常是指:由于人類活動或自然過程引起某些物質(zhì)進入大氣中，呈現(xiàn)出足夠的濃度，達到足夠的時間，并因此危害了人類的舒適、健康和福利或環(huán)境的現(xiàn)象。大氣污染物對人體的危害是多方面的，主要表現(xiàn)是呼吸道疾病與生理機能障礙，以及眼鼻等粘膜組織受到刺激而患病。大氣中污染物的濃度很高時，會造成急性污染中毒，或使病狀惡化，甚至在幾天內(nèi)奪去幾千人的生命。其實，即使大氣中污染物濃度不高，但人體成年累月呼吸這種污染了的空氣，也會引起慢性支氣管炎、支氣管哮喘、肺氣腫及肺癌等疾病。細顆粒物指環(huán)境空氣中空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑小于等于2.5微米的顆粒物。它能較長時間懸浮于空氣中，其在空氣中含量濃度越高，就代表空氣污染越嚴重。雖然PM2.5只是地球大氣成分中含量很少的組分，但它對空氣質(zhì)量和能見度等有重要的影響。與較粗的大氣顆粒物相比，PM2.5粒徑小，面積大，活性強，易附帶有毒、有害物質(zhì)(例如，重金屬、微生物等)，且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠，因而對人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大。汽車工業(yè)的飛速發(fā)展和能源消耗及環(huán)境危害之間的矛盾在全國各大城市日益凸顯，在機動車保有量大、使用頻率高的城市和城市群，機動車尾氣排放對PM2.5濃度上升影響很大。如果能有效利用公路空間，制備一種可吸附空氣中細顆粒物的道路涂層材料，可有效降低公路周圍由于汽車尾氣等所產(chǎn)生的PM2.5，從而可有效緩解PM2.5所帶來的各種不利影響。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種具有良好的抗滑性能、抗車轍能力和高溫穩(wěn)定性能同時能夠有效吸附空氣中的PM2.5、CO2的凈化空氣的道路涂層材料及其制備方法和應(yīng)用，以解決上述
背景技術(shù)：
中提出的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種凈化空氣的道路涂層材料，由以下按照重量份的原料組成：高嶺石35-45份、碳酸鋯銨3-7份、納米氧化鎂15-23份、四氫糠醇11-19份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺5-12份、環(huán)烷酸鋅1-3份。作為本發(fā)明進一步的方案：所述凈化空氣的道路涂層材料，由以下按照重量份的原料組成：高嶺石38-42份、碳酸鋯銨4-6份、納米氧化鎂17-21份、四氫糠醇13-17份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺7-10份、環(huán)烷酸鋅1.5-2.5份。作為本發(fā)明進一步的方案：所述凈化空氣的道路涂層材料，由以下按照重量份的原料組成：高嶺石40份、碳酸鋯銨5份、納米氧化鎂19份、四氫糠醇15份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺8份、環(huán)烷酸鋅2份。本發(fā)明另一目的是提供一種凈化空氣的道路涂層材料的制備方法，由以下步驟組成：1)將四氫糠醇與其質(zhì)量4.1倍的去離子水混合，制得四氫糠醇溶液；將椰子油脂肪酸二乙醇酰胺與其質(zhì)量1.2倍的去離子水混合，制得椰子油脂肪酸二乙醇酰胺溶液；2)將高嶺石粉碎、過150目篩，與四氫糠醇溶液混合，置入聚四氟乙烯反應(yīng)釜中并在108℃的溫度下密封加熱攪拌68-70min，然后降至58℃制得混合物A；3)將納米氧化鎂與椰子油脂肪酸二乙醇酰胺溶液混合，在88℃的溫度下攪拌處理40min，制得混合物B；4)將混合物A與混合物B混合，在58℃的溫度下邊攪拌邊滴加環(huán)烷酸鋅，然后升溫至65℃邊攪拌邊滴加碳酸鋯銨，再微波處理25min，微波功率為600W，降至室溫即得道路涂層材料。本發(fā)明另一目的是提供所述道路涂層材料在空氣凈化處理中的應(yīng)用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明以高嶺石為主要原料，利用四氫糠醇處理后再與經(jīng)椰子油脂肪酸二乙醇酰胺處理的納米氧化鎂混合，再經(jīng)環(huán)烷酸鋅、碳酸鋯銨相互作用后制得的道路涂層材料具有良好的抗滑性能、抗車轍能力和高溫穩(wěn)定性能，同時能夠有效吸附空氣中的PM2.5，可顯著降低公路周圍由于汽車尾氣等所產(chǎn)生的PM2.5，從而有效緩解PM2.5所帶來的各種不利影響，對吸收溫室氣體CO2也有一定效果，顯著改善道路環(huán)境。本發(fā)明制備工藝簡單，采用原料少，原料無毒無害，且原料取材廣泛，施工工藝簡單、生產(chǎn)成本低，延長道路的使用壽命，極適于工業(yè)化生產(chǎn)，對提高路面使用品質(zhì)和保護環(huán)境具有重大社會效益。具體實施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。實施例1本發(fā)明實施例中，一種凈化空氣的道路涂層材料，由以下按照重量份的原料組成：高嶺石35份、碳酸鋯銨3份、納米氧化鎂15份、四氫糠醇11份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺5份、環(huán)烷酸鋅1份。將四氫糠醇與其質(zhì)量4.1倍的去離子水混合，制得四氫糠醇溶液；將椰子油脂肪酸二乙醇酰胺與其質(zhì)量1.2倍的去離子水混合，制得椰子油脂肪酸二乙醇酰胺溶液。將高嶺石粉碎、過150目篩，與四氫糠醇溶液混合，置入聚四氟乙烯反應(yīng)釜中并在108℃的溫度下密封加熱攪拌68min，然后降至58℃制得混合物A。將納米氧化鎂與椰子油脂肪酸二乙醇酰胺溶液混合，在88℃的溫度下攪拌處理40min，制得混合物B。將混合物A與混合物B混合，在58℃的溫度下邊攪拌邊滴加環(huán)烷酸鋅，然后升溫至65℃邊攪拌邊滴加碳酸鋯銨，再微波處理25min，微波功率為600W，降至室溫即得道路涂層材料。實施例2本發(fā)明實施例中，一種凈化空氣的道路涂層材料，由以下按照重量份的原料組成：高嶺石45份、碳酸鋯銨7份、納米氧化鎂23份、四氫糠醇19份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺12份、環(huán)烷酸鋅3份。將四氫糠醇與其質(zhì)量4.1倍的去離子水混合，制得四氫糠醇溶液；將椰子油脂肪酸二乙醇酰胺與其質(zhì)量1.2倍的去離子水混合，制得椰子油脂肪酸二乙醇酰胺溶液。將高嶺石粉碎、過150目篩，與四氫糠醇溶液混合，置入聚四氟乙烯反應(yīng)釜中并在108℃的溫度下密封加熱攪拌70min，然后降至58℃制得混合物A。將納米氧化鎂與椰子油脂肪酸二乙醇酰胺溶液混合，在88℃的溫度下攪拌處理40min，制得混合物B。將混合物A與混合物B混合，在58℃的溫度下邊攪拌邊滴加環(huán)烷酸鋅，然后升溫至65℃邊攪拌邊滴加碳酸鋯銨，再微波處理25min，微波功率為600W，降至室溫即得道路涂層材料。實施例3本發(fā)明實施例中，一種凈化空氣的道路涂層材料，由以下按照重量份的原料組成：高嶺石38份、碳酸鋯銨4份、納米氧化鎂17份、四氫糠醇13份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺7份、環(huán)烷酸鋅1.5份。將四氫糠醇與其質(zhì)量4.1倍的去離子水混合，制得四氫糠醇溶液；將椰子油脂肪酸二乙醇酰胺與其質(zhì)量1.2倍的去離子水混合，制得椰子油脂肪酸二乙醇酰胺溶液。將高嶺石粉碎、過150目篩，與四氫糠醇溶液混合，置入聚四氟乙烯反應(yīng)釜中并在108℃的溫度下密封加熱攪拌69min，然后降至58℃制得混合物A。將納米氧化鎂與椰子油脂肪酸二乙醇酰胺溶液混合，在88℃的溫度下攪拌處理40min，制得混合物B。將混合物A與混合物B混合，在58℃的溫度下邊攪拌邊滴加環(huán)烷酸鋅，然后升溫至65℃邊攪拌邊滴加碳酸鋯銨，再微波處理25min，微波功率為600W，降至室溫即得道路涂層材料。實施例4本發(fā)明實施例中，一種凈化空氣的道路涂層材料，由以下按照重量份的原料組成：高嶺石42份、碳酸鋯銨6份、納米氧化鎂21份、四氫糠醇17份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺10份、環(huán)烷酸鋅2.5份。將四氫糠醇與其質(zhì)量4.1倍的去離子水混合，制得四氫糠醇溶液；將椰子油脂肪酸二乙醇酰胺與其質(zhì)量1.2倍的去離子水混合，制得椰子油脂肪酸二乙醇酰胺溶液。將高嶺石粉碎、過150目篩，與四氫糠醇溶液混合，置入聚四氟乙烯反應(yīng)釜中并在108℃的溫度下密封加熱攪拌69min，然后降至58℃制得混合物A。將納米氧化鎂與椰子油脂肪酸二乙醇酰胺溶液混合，在88℃的溫度下攪拌處理40min，制得混合物B。將混合物A與混合物B混合，在58℃的溫度下邊攪拌邊滴加環(huán)烷酸鋅，然后升溫至65℃邊攪拌邊滴加碳酸鋯銨，再微波處理25min，微波功率為600W，降至室溫即得道路涂層材料。實施例5本發(fā)明實施例中，一種凈化空氣的道路涂層材料，由以下按照重量份的原料組成：高嶺石40份、碳酸鋯銨5份、納米氧化鎂19份、四氫糠醇15份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺8份、環(huán)烷酸鋅2份。將四氫糠醇與其質(zhì)量4.1倍的去離子水混合，制得四氫糠醇溶液；將椰子油脂肪酸二乙醇酰胺與其質(zhì)量1.2倍的去離子水混合，制得椰子油脂肪酸二乙醇酰胺溶液。將高嶺石粉碎、過150目篩，與四氫糠醇溶液混合，置入聚四氟乙烯反應(yīng)釜中并在108℃的溫度下密封加熱攪拌69min，然后降至58℃制得混合物A。將納米氧化鎂與椰子油脂肪酸二乙醇酰胺溶液混合，在88℃的溫度下攪拌處理40min，制得混合物B。將混合物A與混合物B混合，在58℃的溫度下邊攪拌邊滴加環(huán)烷酸鋅，然后升溫至65℃邊攪拌邊滴加碳酸鋯銨，再微波處理25min，微波功率為600W，降至室溫即得道路涂層材料。對比例1除不含有四氫糠醇外，其原料含量及制備過程與實施例5一致。對比例2除不含有環(huán)烷酸鋅外，其原料含量及制備過程與實施例5一致。對比例3除不含有四氫糠醇以及環(huán)烷酸鋅外，其原料含量及制備過程與實施例5一致。實施例6基于構(gòu)造深度的路面抗滑性能研究將本發(fā)明道路涂層材料涂刷于道路表面，然后采用鋪砂法對涂刷有道路涂層材料的道路表面的構(gòu)造深度進行測定，以此來確定基于構(gòu)造深度的路面抗滑性能，試驗結(jié)果見表1。表1基于構(gòu)造深度的路面抗滑性能測試結(jié)果涂刷前構(gòu)造深度(mm)涂刷后構(gòu)造深度(mm)平均降低值(mm)實施例10.810.700.11實施例20.820.710.11實施例30.790.730.06實施例40.780.730.05實施例50.790.750.04對比例10.790.300.49對比例20.810.350.46對比例30.820.300.52從表1可以看出，涂刷有本發(fā)明實施例1-5道路涂層材料的道路表面構(gòu)造深度雖然有所降低，但是降低值較小(最大為0.11mm，最小為0.05mm)，基本滿足標準《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》(JTGF801-2012)對構(gòu)造深度的要求。而涂刷有本發(fā)明對比例1-3道路涂層材料的道路表面構(gòu)造深度降低明顯(降低值0.45mm)。由此可知，在道路涂層材料中僅添加四氫糠醇或環(huán)烷酸鋅進行處理，其效果并不顯著。只有四氫糠醇以及環(huán)烷酸鋅的組合處理才可以形成良好的抗滑性能。實施例7基于抗車轍試驗的高溫穩(wěn)定性能研究采用瀝青混凝土成型車轍板，車轍板尺寸為長30cm，寬30cm，高5cm，然后將本發(fā)明道路涂層材料涂刷于車轍板表面，之后利用車轍儀對車轍板的動穩(wěn)定度進行采集，對表面狀況進行觀察，評價涂層路面抗車轍能力和高溫穩(wěn)定性能?？管囖H試驗結(jié)果如表2所示。表2基于抗車轍試驗的高溫穩(wěn)定性能測試結(jié)果從表2可以看出，本發(fā)明道路涂層材料能夠使道路路面的動穩(wěn)定度顯著提高，增強了路面的高溫穩(wěn)定性能，這主要是由于涂層材料具有一定的抗車轍性能，在輪載作用下與路面形成整體受力體系，通過自身的強度分擔(dān)了一定的車輛荷載作用，在一定程度上減少了作用在路面上的直接荷載，減小了車轍深度，從而提高了路面的動穩(wěn)定度。由對比例1-3可知，在道路涂層材料中僅添加四氫糠醇或環(huán)烷酸鋅，其效果并不顯著。只有四氫糠醇與環(huán)烷酸鋅的組合處理才可以形成良好的高溫穩(wěn)定性能。實施例8PM2.5吸附性能研究采用瀝青混凝土成型車轍板，車轍板尺寸為長30cm，寬30cm，高5cm，分別將涂刷有道路涂層材料的車轍板與未涂刷任何道路涂層材料的空白對照車轍板均放置于密閉的PM2.5分析設(shè)備中，通入PM2.5，經(jīng)過一段時間后，采用PM2.5分析儀測試設(shè)備中PM2.5濃度的變化，從而分析本發(fā)明道路涂層材料吸附PM2.5的功效，試驗結(jié)果如表3所示。表3PM2.5吸附性能測試結(jié)果從表3可以看出，未涂刷本發(fā)明道路涂層材料的車轍板基本不具有吸附PM2.5的功效，而涂刷道路涂層材料的車轍板能有效的吸附PM2.5，吸附率在74.4％～85.7％之間，表明了本發(fā)明道路涂層材料吸附空氣中PM2.5的效果顯著。由對比例1-3可知，在道路涂層材料中僅添加四氫糠醇或環(huán)烷酸鋅，其效果并不顯著。只有四氫糠醇與環(huán)烷酸鋅的組合才可以形成良好的PM2.5吸附性能。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。當(dāng)前第1頁1 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