[发明专利]一种用于路面抗凝冰的超疏水涂料及其制备、施工方法

说明书

本发明涉及一种用于路面抗凝冰的超疏水涂料及其制备和施工方法。通过硬脂酸和无水乙醇对氧化锌纳米颗粒进行疏水改性，再将其与无水乙醇混合配成一定浓度的涂料，最后将其先刷涂再多次喷涂到清洁后的道路表面，从而在路面形成超疏水层，提高了路面的抗滑性能和低温下的抗凝冰能力，由此延缓了路面在寒冷天气下的结冰时间。此外，超疏水层的存在有效减少了冰与路面之间的粘结力，降低了除冰难度从而减少了除冰时间，提高了道路安全性，减少了交通事故的发生。

技术领域

本发明涉及涂料及道路工程技术领域，具体涉及一种用于道路路面抗凝冰的超疏水涂料及其制备和施工方法。

背景技术

冻雨凝冰是我国初冬或冬末春初时节常见的一种天气现象。当雨滴从空中落下来时，由于近地面的气温很低(一般低于0℃)，此时将在电线杆、树木、植被及道路表面冻结上一层晶莹透亮的薄冰，气象学上把这种天气现象称为“凝冰”。冻雨凝冰具有厚度薄、硬度高、难以铲除等特点，凝冰灾害将对道路交通及广大人民的生命和财产安全造成不同程度的影响。

目前，应用于路面积雪除冰的方式主要有人工清除法、机械清除法、撒布融雪剂、发热电缆、太阳能转化能量融冰雪等方法，这些方法对路面除积雪均有一定效果，但多数处理措施不一定适用于路面凝冰，而且这些传统方法都是被动除冰雪，没有从源头主动的去除雪融冰，表现出效率低下、污染环境、对路面保护能力差等缺点。因此，研究和开发一种环保、高效且对路面损害小的主动抗凝冰路面技术十分必要。新型超疏水材料，因其能延迟、降低甚至完全阻止雪、冰、霜在固体表面的堆积，降低冰的粘附强度，延迟冰的增长等优越性能，成为路面抗凝冰技术最有效的方法。

超疏水材料一般是指水滴与表面的静态接触角大于150°，滚动接触角小于10°，水滴在超疏水表面几乎不润湿极易滚动，在脱离物体表面的同时还能将附着在表面上的灰尘等污染物带走。超疏水表面的制备方法有两种，这两种方法均从影响材料表面润湿性方面入手，一种是在疏水材料表面构建微-纳米级粗糙结构，另外一种是用低表面物质修饰粗糙表面。目前应用较广泛的制备超疏水表面的方法包括刻蚀法、溶胶-凝胶法、气相沉积法、电化学法、模板法、交替沉积法等，利用这种先进的技术制备出的超疏水材料，已经在输电线、航空飞行器的防冰除冰中取得了一定的成果。

发明内容

本发明的目的在于提升冬季路面的抗滑性能和疏水疏冰性能，减少凝冰对交通的影响。通过在路面涂覆超疏水涂料层，将氧化锌超疏水材料引入路面，在道路表面形成一层纳米粗糙结构，延缓冰晶在基体表面的形成，达到抗结冰的目的。该方法施工简便，易除冰且能减少对路面的水损害，施工后的路面还具有良好的自清洁效果。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种用于道路抗凝冰的超疏水涂料，由经过疏水改性的氧化锌纳米颗粒分散在无水乙醇中形成，分散液中氧化锌的质量分数为1.2％-2.0％。

上述抗凝冰超疏水涂料的制备方法，包括以下步骤：(a)依次将硬脂酸和氧化锌纳米颗粒加入到无水乙醇溶液中，搅拌混合均匀后过滤、烘干、研磨，得到疏水氧化锌纳米颗粒；(b)将疏水氧化锌纳米颗粒分散在无水乙醇溶液中，得到道路用抗凝冰超疏水涂料。

进一步的，步骤(a)中硬脂酸的加入量相当于无水乙醇溶液质量的0.5％-2.0％。

进一步的，步骤(a)中氧化锌纳米颗粒的加入量相当于无水乙醇溶液质量的0.9％-1.2％。

进一步的，步骤(b)中疏水氧化锌纳米颗粒的质量分数为1.2％-2.0％。

上述抗凝冰超疏水涂料的施工方法，包括以下步骤：(1)将待施工路面清洗除尘除油后干燥；(2)将道路用抗凝冰超疏水涂料反复多次涂覆在清洁后的道路表面，干燥后即可。

进一步的，路面涂覆作业时先涂刷一次紧接着喷涂一次，自然晾干后再喷涂一次。