一种吸附尾气的道路涂层及其制备方法和应用

一种吸附尾气的道路涂层及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及道路材料技术领域，具体是一种吸附尾气的道路涂层及其制备方法和 应用。

背景技术

随着汽车数量的激增，汽车尾气造成的环境污染日益严重，道路周围环境不断恶 化。汽车尾气的有害成分主要有NO_X、HC化合物、CO、颗粒物等。空气污染物中40％以上的NO_X、 80％以上的CO、70％以上的HC化合物都是汽车尾气造成的，因此，治理汽车尾气造成的环境 污染对提高道路使用品质和保护环境具有重大意义。针对汽车尾气净化处理，在道路领域， 目前以在沥青混凝土路表面涂布一层净化空气材料的技术为主，该涂料主要是在载体上添 加以TiO₂为主的尾气分解催化剂，虽能收获一定功效，但也存在许多问题：催化剂本身量子 产率较低等原因，光催化降解的速率较慢，而且会产生许多有害的中间产物，净化效果不明 显；使用耐久性差，影响沥青路面使用性能，减缓沥青路面使用寿命；影响路面路用性能，易 对路面抗滑性、水稳定性等性能造成破坏；增大施工成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吸附尾气的道路涂层及其制备方法和应用，以解决上 述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种吸附尾气的道路涂层，由以下按照重量份的原料组成：海藻泥42-50份、蛭石 17-25份、椰油酰胺丙基甜菜碱5-13份、三乙醇胺11-19份、柠檬酸3-7份。

作为本发明进一步的方案：所述吸附尾气的道路涂层，由以下按照重量份的原料 组成：海藻泥44-48份、蛭石19-23份、椰油酰胺丙基甜菜碱7-11份、三乙醇胺13-17份、柠檬 酸4-6份。

作为本发明进一步的方案：所述吸附尾气的道路涂层，由以下按照重量份的原料 组成：海藻泥46份、蛭石21份、椰油酰胺丙基甜菜碱9份、三乙醇胺15份、柠檬酸5份。

本发明另一目的是提供一种吸附尾气的道路涂层的制备方法，由以下步骤组成：

1)将三乙醇胺与其质量5.5倍的去离子水混合，制得三乙醇胺溶液；将椰油酰胺丙 基甜菜碱与其质量3.2倍的去离子水混合，制得椰油酰胺丙基甜菜碱溶液；

2)将海藻泥与柠檬酸混合研磨、过150目筛，与三乙醇胺溶液混合，置入聚四氟乙 烯反应釜中并在126℃的温度下密封加热搅拌82-85min，然后降至75℃制得混合物A；

3)将蛭石粉碎、过150目筛，然后与椰油酰胺丙基甜菜碱溶液混合，在92℃的温度 下搅拌处理52min，制得混合物B；

4)将混合物A与混合物B混合，在75℃的温度下搅拌处理45min，再微波处理20min， 微波功率为800W，降至室温即得道路涂层材料。

本发明另一目的是提供所述道路涂层材料在尾气处理中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的道路涂层材料，以海藻泥、蛭石为主要原料，分别通过其它物质处理后， 合理利用了各原料的优良特性，可有效净化空气中的NO_X、HC化合物、CO等有害气体，同时对 吸收温室气体CO₂也有一定效果，显著改善道路环境。本发明不仅无污染，具有较高的机械 化学稳定性，可持续使用，耐久性强；我国海藻泥、蛭石矿产资源量十分丰富，采购方便，利 用潜力非常大。本发明施工简单、方便，路用性能优良、施工工艺简单、原料无毒无害，对提 高路面使用品质和保护环境具有重大社会效益。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述， 显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的 实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都 属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明实施例中，一种吸附尾气的道路涂层，由以下按照重量份的原料组成：海藻 泥42份、蛭石17份、椰油酰胺丙基甜菜碱5份、三乙醇胺11份、柠檬酸3份。

将三乙醇胺与其质量5.5倍的去离子水混合，制得三乙醇胺溶液；将椰油酰胺丙基 甜菜碱与其质量3.2倍的去离子水混合，制得椰油酰胺丙基甜菜碱溶液。将海藻泥与柠檬酸 混合研磨、过150目筛，与三乙醇胺溶液混合，置入聚四氟乙烯反应釜中并在126℃的温度下 密封加热搅拌82min，然后降至75℃制得混合物A。将蛭石粉碎、过150目筛，然后与椰油酰胺 丙基甜菜碱溶液混合，在92℃的温度下搅拌处理52min，制得混合物B。将混合物A与混合物B 混合，在75℃的温度下搅拌处理45min，再微波处理20min，微波功率为800W，降至室温即得 道路涂层材料。

实施例2

本发明实施例中，一种吸附尾气的道路涂层，由以下按照重量份的原料组成：海藻 泥50份、蛭石25份、椰油酰胺丙基甜菜碱13份、三乙醇胺19份、柠檬酸7份。

将三乙醇胺与其质量5.5倍的去离子水混合，制得三乙醇胺溶液；将椰油酰胺丙基 甜菜碱与其质量3.2倍的去离子水混合，制得椰油酰胺丙基甜菜碱溶液。将海藻泥与柠檬酸 混合研磨、过150目筛，与三乙醇胺溶液混合，置入聚四氟乙烯反应釜中并在126℃的温度下 密封加热搅拌85min，然后降至75℃制得混合物A。将蛭石粉碎、过150目筛，然后与椰油酰胺 丙基甜菜碱溶液混合，在92℃的温度下搅拌处理52min，制得混合物B。将混合物A与混合物B 混合，在75℃的温度下搅拌处理45min，再微波处理20min，微波功率为800W，降至室温即得 道路涂层材料。

实施例3

本发明实施例中，一种吸附尾气的道路涂层，由以下按照重量份的原料组成：海藻 泥44份、蛭石19份、椰油酰胺丙基甜菜碱7份、三乙醇胺13份、柠檬酸4份。

将三乙醇胺与其质量5.5倍的去离子水混合，制得三乙醇胺溶液；将椰油酰胺丙基 甜菜碱与其质量3.2倍的去离子水混合，制得椰油酰胺丙基甜菜碱溶液。将海藻泥与柠檬酸 混合研磨、过150目筛，与三乙醇胺溶液混合，置入聚四氟乙烯反应釜中并在126℃的温度下 密封加热搅拌83min，然后降至75℃制得混合物A。将蛭石粉碎、过150目筛，然后与椰油酰胺 丙基甜菜碱溶液混合，在92℃的温度下搅拌处理52min，制得混合物B。将混合物A与混合物B 混合，在75℃的温度下搅拌处理45min，再微波处理20min，微波功率为800W，降至室温即得 道路涂层材料。

实施例4

本发明实施例中，一种吸附尾气的道路涂层，由以下按照重量份的原料组成：海藻 泥48份、蛭石23份、椰油酰胺丙基甜菜碱11份、三乙醇胺17份、柠檬酸6份。

将三乙醇胺与其质量5.5倍的去离子水混合，制得三乙醇胺溶液；将椰油酰胺丙基 甜菜碱与其质量3.2倍的去离子水混合，制得椰油酰胺丙基甜菜碱溶液。将海藻泥与柠檬酸 混合研磨、过150目筛，与三乙醇胺溶液混合，置入聚四氟乙烯反应釜中并在126℃的温度下 密封加热搅拌83min，然后降至75℃制得混合物A。将蛭石粉碎、过150目筛，然后与椰油酰胺 丙基甜菜碱溶液混合，在92℃的温度下搅拌处理52min，制得混合物B。将混合物A与混合物B 混合，在75℃的温度下搅拌处理45min，再微波处理20min，微波功率为800W，降至室温即得 道路涂层材料。

实施例5

本发明实施例中，一种吸附尾气的道路涂层，由以下按照重量份的原料组成：海藻 泥46份、蛭石21份、椰油酰胺丙基甜菜碱9份、三乙醇胺15份、柠檬酸5份。

将三乙醇胺与其质量5.5倍的去离子水混合，制得三乙醇胺溶液；将椰油酰胺丙基 甜菜碱与其质量3.2倍的去离子水混合，制得椰油酰胺丙基甜菜碱溶液。将海藻泥与柠檬酸 混合研磨、过150目筛，与三乙醇胺溶液混合，置入聚四氟乙烯反应釜中并在126℃的温度下 密封加热搅拌83min，然后降至75℃制得混合物A。将蛭石粉碎、过150目筛，然后与椰油酰胺 丙基甜菜碱溶液混合，在92℃的温度下搅拌处理52min，制得混合物B。将混合物A与混合物B 混合，在75℃的温度下搅拌处理45min，再微波处理20min，微波功率为800W，降至室温即得 道路涂层材料。

对比例1

除不含有三乙醇胺外，其原料含量及制备过程与实施例5一致。

对比例2

除不含有椰油酰胺丙基甜菜碱外，其原料含量及制备过程与实施例5一致。

对比例3

除不含有三乙醇胺以及椰油酰胺丙基甜菜碱外，其原料含量及制备过程与实施例 5一致。

实施例6

对实施例1-5与对比例1-3的材料进行车辙试验。采用沥青混凝土成型车辙板，车 辙板尺寸为长30cm，宽30cm，高5cm，然后将本发明道路涂层材料涂刷于车辙板表面，之后利 用车辙仪对车辙板的动稳定度进行采集，对表面状况进行观察，评价涂层路面抗车辙能力 和高温稳定性能。抗车辙试验结果如表1所示。

表1

涂刷前动稳定度(次/mm) 涂刷后动稳定度(次/mm) 增长幅度(％)

实施例1 3125 8620 63.7

实施例2 3148 8970 64.9

实施例3 3120 9325 68.2

实施例4 3135 9685 69.2

实施例5 3145 9875 71.1

对比例1 3210 4820 33.4

对比例2 3215 5050 36.3

对比例3 3205 4510 28.9

从表1可以看出，本发明道路涂层材料能够使道路路面的动稳定度显著提高，增强 了路面的高温稳定性能。由对比例1-3可知，在道路涂层材料中仅添加三乙醇胺或椰油酰胺 丙基甜菜碱，其效果并不显著。只有三乙醇胺以及椰油酰胺丙基甜菜碱的组合处理才可以 形成良好的高温稳定性能。

实施例7净化空气试验

采用沥青混凝土成型车辙板，车辙板尺寸为长30cm，宽30cm，高5cm，分别将实施例 1-5以及对比例1-3的道路涂层材料与未涂刷任何道路涂层材料的空白对照车辙板放置于 密闭的尾气分析设备中，通入汽车尾气，经过一段时间后，采用尾气分析仪测试设备中气体 含量的变化，试验结果如表2所示。

表2改性沥青混凝土的净化空气试验结果

从表2可以看出，空白的普通沥青混凝土不具有净化空气的效果，其试验结果可能 是由于试验误差导致。采用本发明的净化空气的道路涂层材料能有效净化汽车尾气中NO_X、 HC化合物、CO等气体，其中对NO _X的净化效率最为明显，净化比率在80％～93.3％之间，对 HC化合物的净化比率在29.3％～42.1％之间，对CO₂的净化比率在22.2％～62.5％之间，对 CO的净化比率在19.5％～27.0％之间，表明本发明的道路涂层材料净化空气效果显著。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在 不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论 从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权 利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有 变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包 含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当 将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员 可以理解的其他实施方式。