一种彩色的抗凝冰涂层

技术领域

本发明涉及新材料技术领域，具体涉及一种彩色的抗凝冰涂层。

背景技术

冬季路面结冰一直是困扰交通安全的问题，这一点在北方城市由于突出，目前路面除冰的方式一般是通过机械法剥除或者化学法降低冰点延缓其结冰，但是常规的机械法除冰不仅需要专用设备，并且对路面具有较大的损伤，同时对路面要求也较高，在一些有起伏、拐弯处使用效果较差；

而化学法目前通常都是实用抗凝冰剂对冰点进行降低，但其也存在着用量大、对路面具有腐蚀性等问题。

单纯依靠化学制剂将整体降价冰点，显然会显著提高抗凝冰剂的用量，如果增加路面表面的憎水功能，当与道路表面接触的冰层受抗凝冰剂的作用融化时，则可较轻易的连同其上的冰层进行剥离；另外为了提高抗凝冰剂的使用寿命，从而使道路的抗凝冰效果具有长期性。本申请提出一种彩色的抗凝冰涂层。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种彩色的抗凝冰涂层，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明提出一种彩色的抗凝冰涂层，包括冰点降低组分、憎水组分、胶黏组分以及颜料组分；

其中，

所述冰点降低组分包括

复合盐；

所述憎水组分包括

有机硅橡胶乳液、

补强剂，补强剂用以提高橡胶制品强度的填料、

填料、

成膜助剂、

催化剂、

增塑剂、

流平剂混合液、

消泡剂；

所述胶黏组分包括

乳化沥青、

橡胶粉、

环氧树脂、

硅橡胶类交联剂、

硅烷偶联剂，

所述憎水组分通过以下工艺进行制备：

a1，取补强剂、填料、成膜助剂加入到稀释剂水中，搅拌分散；

a2，加入有机硅橡胶乳液、催化剂、增塑剂、流平剂混合液、消泡剂；

a3，持续搅拌，得到产物憎水组分。

优选的，所述颜料组分为过300目筛的颜料颗粒，所述缓所述复合盐为氯化钠与氯化钙或氯化镁中的一种或两种。

优选的，所述补强剂为沉淀碳酸钙、白炭黑、碳酸镁中的一种或几种；

所述填料为钛白粉、氧化锌粉末、硫酸钡中的一种或几种；

成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯、纤维素和乙二醇中的一种或几种；

催化剂为二月桂酸二丁基锡；

增塑剂为DOP，在涂料中减缓凝固速度，防止开裂；

流平剂混合液为流平剂TH-720、乙二醇或丙三醇、水的混合液；

消泡剂为甲基硅油。

优选的，所述硅橡胶类交联剂为甲基三丁酮肟基硅烷，所述硅烷偶联剂为KH-550，所述有机硅橡胶乳液的固含量为25％～30％；

优选的，所述冰点降低组分还包括缓释壳，所述缓释壳为带有缝隙的空心镍钛记忆合金球。

优选的，所述复合盐位于空心镍钛记忆合金球内部，所述缓释壳通过铺料件和压料件配合进行形变处理，并通过储料件进行复合盐的填装，同时利用称量机构来检验，复合盐位于空心镍钛记忆合金球内部的填装程度，

且缓释壳负载复合盐的加工工艺包括以下步骤：

B1，将缓释壳置于料仓中；

B2，料仓中底部的第二电机开启，将料仓中的缓释壳定量的转移到铺料盘上；

B3，启动第二电机将缓释壳转移到铺料盘上，并通过铺料臂将缓释壳进行抚平；

B4，通过驱动压板的下移对缓释壳进行挤压，从而让其变形；

B5，第三电机启动，带动铺料臂转动，让缓释壳从铺料盘上转移至盛放桶中；

B6，盛放桶浸入包含复合盐的浸泡桶中；

B7，第五电机启动带动搅拌桨进行搅动；

B8，盛放桶从浸泡桶中移出，并通过抽气泵降低所在区域的气压，将分散液全部蒸发；

B9，对盛放桶内的缓释壳进行称重，如未达标则重复B6-B8，如达标转移至中转桶中。

优选的，所述缓释壳负载复合盐的加工工艺整体在框架上进行，并通过移动件进行转移。

本发明的有益效果是：本申请的涂层中具有抑制凝冰效果冰点降低组分，涂层在毛细作用及车辆碾压作用下，内部的盐分逐渐析出，从而降低道路表面水的冰点，延迟道路表面积雪结冰。同时复合盐类物质可使冰在较低的温度下融化以便于清除，当除冰盐与冰形成的溶液冰点低于气温时，冰水即可流走，路面残余液体也不会结冰；同时本申请涂层中还含有有机硅橡胶乳液的憎水组分，其中有机硅橡胶乳液具有透气封水性和自清洁性能，可自动清除表面覆盖的灰尘，恢复自融冰改性剂对冰点的抑制作用，主动维持除冰功能，在涂层中加入机硅橡胶乳液能够有效增加CA角度，获得憎水效果，从而使冰层更加容易剥离，此外金属材质的缓释壳加入可在一定程度上提高耐磨性；另外本申请还包含了缓释壳的加工方法，能够为复合盐提供缓释的外壳结构，从而具有长期的抗凝冰效果。

附图说明

图1为本发明的涂层的静态接触角对比图；

图2为本发明的涂层的浸润性试验对比图；

图3为本发明的涂层的剪切前后的冰层对比图；

图4为本发明的复合盐填装加工工艺的设备结构图；

图5为本发明的图4的主视透视图；

图6为本发明的冰点降低组分称重的状态示意图；

图7为本发明的冰点降低组分转移的状态示意图；

图8为本发明的移动件的爆炸图；

图9为本发明的滑动板处的剖视图；

图10为本发明的电子秤称重状态时的剖视图；

图11为本发明的封闭桶、盛放桶、电子秤与封闭板处的剖视图；

图12为本发明的盛放桶内部结构示意图；

图13为本发明的电子秤部分的爆炸图；

图14为本发明的储料件部分的剖面结构示意图；

图15为本发明的铺料件和压料件部分结构示意图；

图16为本发明的铺料臂的剖面图；

图17为本发明的铺料件的结构示意图；

图18为本发明的铲料板处的剖视图；

图19为本发明的放料斗处的剖面示意图。

图中：1、中转桶，2、框架，3、浸泡桶，4、移动件，401、滑动板，402、螺杆，403、第一电机，404、封闭桶，5、铺料件，501、铺料盘，502、支架，503、料仓，504、第二电机，505、第一蜗杆，506、第三电机，507、铺料臂，508、排料槽，509、出料管，5010、铲料板，5011、刮平板，6、压料件，601、压板，602、导向杆，603、齿板，604、第四电机，7、储料件，701、盛放桶，702、第一电动推杆，703、密封面，704、出料口，705、壳体，706、弹簧，707、滑杆，708、搅拌桨，709、第五电机，8、检验机构，801、电子秤，802、封闭板，803、套筒，804、第二电动推杆，805、抽气泵，9、放料斗，901、进料口，902、放料杆，10、中转桶。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，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。

一种彩色的抗凝冰涂层的制备过程如下，各组分的配料比例为重量份数比。

一)憎水组分的制备

第一步，取4份补强剂(炭黑)，3份填料(钛白粉、氧化锌粉末、硫酸钡为1:1:1)，4份成膜助剂2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯加入到180份的稀释剂水中，以300rpm的转速搅拌20min；

第二步，向混合液中加入100份有机硅橡胶乳液，1.7份催化剂二月桂酸二丁基锡，4.2份DOP，3份流平剂混合液，03份的消泡剂甲基硅油以300rpm的转速搅拌20min，制备得到憎水组分；

二)胶黏组分的制备

取硅橡胶类交联剂1份、硅烷偶联剂1.5份、乳化沥青20份、橡胶粉、40份、环氧树脂40份，混合搅拌均匀获得胶黏组分。

三)冰点降低组分的制备

取3份氯化钠和6份氯化钙进行混合，得到冰点降低组分。

四)涂层的制备

取15份胶黏组分、8份憎水组分、2份冰点降低组分并与3份颜料组分在常温下混合搅拌至得到均匀的彩色的抗凝冰涂层。

可利用相关的喷涂设备或者采用人工的方式将本申请的土层以0.4～0.6kg/m

为了验证效果，按照将抗凝冰涂层按0.3kg/m2均匀涂布在载玻片上，用清水将其表面冲洗干净，待晾干后，用接触角检测仪测量其接触角。

按照液滴图像分析法试验步骤将水滴在未涂布有机憎水型涂层的玻璃载玻片和涂布有机憎水型涂层的玻璃载玻片表面，拍摄照片对比静态接触角的情况，如图1所示，左侧为普通玻璃载玻片上的液滴(对照组)，右侧为表面涂有本申请涂层的载玻片上的液滴(涂布组)

通过图片数据并通过接触角检测仪器测量可知，涂有涂层的载玻片上液滴的接触角为95°，而在洁净载玻片上液滴的接触角为32°。由数据对比可以得出，有本申请的涂层具有良好的憎水性能，能够显著降低冰层与路面之间的粘结力。

并且还进行了浸润性试验，其效果如图2所示，其中左侧的为普通路面，右侧的是喷涂有涂层的路面，通过拍摄的图片可知，当水滴滴到喷涂有本申请的涂层试件上时，水滴会有明显的收缩聚拢现象，而在未喷涂涂层的试件上，水滴无明显的收缩聚拢现象，且不断扩散。普通沥青路面结冰前，冰水已经渗透入沥青路内部，在沥青路面构造的孔隙内形成“冰须”，紧紧“钉住”路面，冰层覆盖呈均匀连续状且覆盖整个路面；而喷涂有本申请的涂层的憎水路面由于水滴会有明显的收缩聚拢现象，形成的冰层呈间断不连续状态且分布于局部区域。

冰层与抗凝冰涂层路面间粘附力试验

粘附力主要是指路面板表面结冰以后，冰层与路面间的粘结力的大小。采用剪切试验表征冰层与本申请涂层沥青混合料试件之间的粘附能力的大小。显然较低的剪切力表明冰层与路面板间粘附力低，低粘附力有利于轮胎碾碎冰层，使得冰层更易清除。

将制备得到的抗凝冰涂层，料按0.3kg/m2均匀洒布在提前准备好的试件上，待其干燥固化后，在-15℃冰冻情况结冰，进行剪切试验，剪切前后的冰层情况如图3所示，另外测量的冰层与路面之间的粘结力，结果如表1所示。

表1涂层对冰层与路面之间粘结力的影响结果

由上述试验结果可知，涂布与未涂布涂层，粘附力减小31.45％。涂层明显减小了冰层与沥青路面的粘附力，低粘附力有利于轮胎碾碎冰层，使得冰层更易剥离、清除。

进一步的，为了提高冰点降低组分的使用寿命，延长期限，所述冰点降低组分还包括缓释壳，缓释壳为带有缝隙的空心镍钛记忆合金球，合盐位于空心镍钛记忆合金球内部，其中缓释壳采购于上海某鑫有色金属生产企业，型号为TiNi－03的4mm带闭合口的空心球，且其相变温度小于5℃，在春夏秋季中，环境温度使其保持记忆形状，其内部的抗凝盐等物料不易从渗出，从而延长了使用周期，并且金属材料的加入还能够增加涂层的耐磨性；

而在低温环境中，缓释壳受道路上车辆行驶不断挤压，从而形成形变并保持一段时间，则内部的复合盐容易渗出，上升至道路表面，进而降低冰点起到融冰化雪的作用。

将复合盐负载到缓释壳的加工过程是在框架2上进行的，并且为了形成较好的复合盐负载效果，防止加工中缓释壳恢复形变，整个框架2可以是处于位于一个密闭的低温空间(类似于冷库，图上未示出)中运行。

具体而言，所述框架2的下方一端设有盛装分散液(例如可采用DMF或者THF)的浸泡桶3，所述分散液中可加入细小颗粒的复合盐(复合盐重量占比一般不超过35％)，所述缓释壳浸泡在浸泡桶3的内部，通过搅拌等分散方式促使分散液携带复合盐进入缓释壳的内部，所述框架2的中部设有用于对缓释壳低温蒸馏以及将低温蒸馏后的缓释壳进行重量测量的称量机构8，低温蒸馏后会将缓释壳内部的分散液蒸馏出，仅使复合盐滞留在缓释壳的内部。

为了能够进行复合盐的自动负载过程，需要移动件4、铺料件5、压料件6以及储料件7进行协同工作；

具体而言所述移动件4包括滑动板401，所述滑动板401滑动连接在框架2上，所述滑动板401的上侧固定安装有口部朝下的封闭桶404，所述框架2的两侧通过第一电机403对称转动连接有两个螺杆402，所述滑动板401的两侧分别啮合套接在两个螺杆402上，第一电机403固定安装在框架2的侧壁上，第一电机403的输出轴与螺杆402的端部固定连接，致使第一电机403启动时，第一电机403便会驱动螺杆402转动，且由于滑动板301的两侧分别啮合套接在两个螺杆3011上，致使螺杆3011转动后，滑动板301便会在框架2上滑动；

所述铺料件5包括铺料盘501，所述铺料盘501的侧壁上开有底壁倾斜的排料槽508以避免残留堆积，所述排料槽508的底端设有出料管509，所述铺料盘501固定安装在封闭桶404的上端，所述铺料盘501上固定连接有支架502，所述支架502上固定安装有用于盛放缓释壳的料仓503，所述料仓503下方出料口处通过第二电机504转动连接有用于将缓释壳定量排出的第一蜗杆505，第二电机504固定安装在料仓503的侧壁上，且第二电机504的输出轴与第一蜗杆505的端部固定连接，使第二电机504启动后，第二电机504的输出轴带着第一蜗杆505转动，此时第一蜗杆505便会将料仓503内部的缓释壳拨出，且通过第一蜗杆505的转动圈数限定缓释壳排放量，所述铺料盘501上通过第三电机506转动连接有铺料臂507，第三电机506固定安装在铺料臂507的侧壁上，且第三电机506的输出轴与铺料臂507的转轴通过齿轮啮合连接，致使第三电机506启动时，第三电机506的输出轴便会驱动铺料臂507进行旋转，且铺料臂507的转轴设置在铺料盘501的中心位置，当铺料臂507转动一圈时，铺料臂507的下侧扫过整个铺料盘501的上侧面，所述铺料臂507的内腔与料仓501的出料口连通，所述铺料臂507的两侧固定安装有用于将铺料盘501上的缓释壳铲除的铲料板5010以及用于将铺料臂507内部的缓释壳平铺在铺料盘501上的刮平板5011，箭头方向为铺料臂507的转动方向，铲料板5010的下侧与铺料盘501的上侧面贴合，且刮平板5011的下侧距离铺料盘501有一定的间距，该间距为大于一个缓释壳的直径而小于两个缓释壳的直径之和，这样可使缓释壳单层平铺在铺料盘501上，致使第三电机506启动驱动铺料臂507转动后，铲料板5010将铺料臂507前方的缓释壳铲走，之后铺料臂507内部的缓释壳会重新落在铺料盘501上，且通过刮平板5011将缓释壳单层平铺；

启动第二电机504，致使第二电机504驱动第一蜗杆505转动后，将料仓503内部的缓释壳排至铺料臂507的内部启动第二电机504时，铺料臂507位于排料槽508的一侧，排入至铺料臂507内腔的量可为仅能够将铺料盘501上侧面铺平的量，然后启动第三电机506致使铺料臂507转动，转动过程中，铺料臂507中部缓释壳被铺在铺料盘501的上侧面并且通过刮平板5011刮平，这样便可使缓释壳在铺料盘501上铺满；

所述压料件6包括对称设置在铺料盘501上方的两个压板601，两个压板601的下侧面的面积之和与铺料盘501的上侧面面积相等，两个压板601的上侧壁上固定连接有导向杆602，所述导向杆602滑动连接在支架502上，导向杆602对压板601起到导向的作用，通过导向杆602可使压板601竖直上下滑动，且两个压板601的上侧壁上均固定连接有齿板603，所述支架502上固定安装有第四电机604，两个齿板603分别啮合连接在第四电机604的输出轴两侧，通过第四电机604的启动，致使第四电机604的输出轴驱动一个压板601向下移动，另一个压板601向上移动，这样向下移动的压板601会对正下方的缓释壳进行按压，此时铺料盘501上的一半缓释壳被按压处理，然后驱动第四电机604的输出轴反向转动，促使另一个压板601向下移动后，完成对铺料盘501上的另一半铺设的缓释壳被按压处理；

所述储料件7包括盛放桶701，所述盛放桶701通过第一电动推杆702悬吊在封闭桶404的内部，第一电动推杆702固定安装在封闭桶404的侧壁上，且第一电动推杆702的输出轴下端连接在盛放桶701的侧壁上，当第一电动推杆702的输出轴上下滑动时，第一电动推杆702的输出轴便会驱动盛放桶701在封闭桶404的内部上下滑动，所述盛放桶701的上端口部向外扩大形成用于密封出料管509的下端的密封面703，所述盛放桶701的下端设有出料口704，所述盛放桶701内部的固定安装有壳体705，所述壳体705的内部通过弹簧706滑动连接有滑杆707，所述滑杆707的下端贯穿壳体705的侧壁并活动按压在出料口704的侧壁上，弹簧706对滑杆707具有向下的压力，通过弹簧706向下的弹力使滑杆707的下端紧紧按压在出料口704的侧壁上，从而实现将缓释壳盛放在盛放桶701的内部，向上顶压滑杆707，致使滑杆707克服弹簧706的弹力向上滑动，此时滑杆707与出料口704的侧壁脱离，使出料口704打开，此时盛放桶701内部的缓释壳会从出料口704处排出，所述盛放桶701的内部转动连接有搅拌桨708，所述搅拌桨708通过第五电机709驱动转动，第五电机709固定安装在盛放桶701的内部，且第五电机709的输出轴与搅拌桨708的上端连接，致使第五电机709启动后，第五电机709的输出轴便会驱动搅拌桨708转动，这样搅拌桨708便会对盛放桶701内部的缓释壳进行搅拌。

其加工过程为，将缓释壳颗粒倒进料仓503的内部，然后启动第二电机504，致使第二电机504驱动第一蜗杆505进行转动，致使第一蜗杆505将料仓503内部的缓释壳颗粒拨入铺料臂507的内腔，然后启动第三电机506，促使铺料臂507转动，此时铺料臂507内部的缓释壳颗粒便会铺设在铺料盘501的上侧面上，然后启动第四电机604，致使第四电机604驱动两个压板601交替按压铺料盘501上的缓释壳，此时缓释壳的口部会被压板601压开，并且铺料盘501设置在低温箱1的内部，致使缓释壳在低温状态下口部始终处于不会恢复记忆形态，当然根据实际情况每个部件均可另外设置制冷结构从而保持在低温下运行，并且随着铺料臂507的转动，被压后的缓释壳会被铲料板5010刮至排料槽508的内部，并且顺着排料槽508滚落至出料管509内，并且顺着出料管509掉落至盛放桶701的内部进行收集，致使预处理机构将缓释壳的口部打开并收集在盛放桶701的内部。

为了能够对填入缓释壳内部的复合盐的重量进行测量检验，具体而言，所述称量机构8包括固定安装在框架2上的电子秤801，所述电子秤801的四角下方且位于框架2的侧壁上固定连接有第二电动推杆804，所述电子秤801的称量板上放置有封闭板802，所述封闭板802的下侧面四角固定连接有套筒803，所述套筒803的下端贯穿电子秤801的称量板的侧壁并活动套接在第二电动推杆804的输出轴上，所述称量机构8还包括固定安装在封闭桶404侧壁上的抽气泵805，从而进行低温减压蒸馏。

称量机构8检测的过程为：待盛放桶701的内部盛放一定量的缓释壳后(该重量可知，例如根据第一蜗杆505转动的总圈数获知)，然后启动第一电动推杆702，致使第一电动推杆702的输出轴将盛放桶701向下滑动，致使盛放桶701(开有细小网孔)移动至浸泡桶3的内部，此时浸泡桶3内部的分散液携带事先加入的复合盐进入缓释壳的内部，继而实现向缓释壳的内部负载复合盐，为了使流动更加顺利，可启动第五电机709，致使第五电机709驱动搅拌桨708进行转动，这样会对浸泡的缓释壳进行搅拌，继而提高复合盐进入缓释壳内的效率，同时也能使复合盐在分散液中分散均匀，浸泡一端时间后，通过第一电动推杆702将盛放桶701向上提升复位后，在通过启动第一电机403致使螺杆402进行转动，这样，滑动板401便会带着封闭桶404滑动至称量机构8处(由图4所示的状态转换至如图6所示的状态)，此时启动第二电动推杆804，致使第二电动推杆804的输出轴上端顶着套筒803向上滑动，继而通过套筒803驱动封闭板802向上滑动，致使封闭板802的上侧面抵压在滑动板401的下侧面上，实现将封闭桶404的下端封闭住，另外第一电动推杆702向上提升盛放桶701后，密封面703将出料管509的下端堵住(如图11所示)，此时封闭桶404的内部处于封闭状态，在此状态下，启动抽气泵805，致使抽气泵805不断抽取封闭桶404内部的气体，从而对盛放桶701内部的缓释壳进行低温蒸馏(避免缓释壳恢复形变)，从而将缓释壳内部的分散液蒸馏出(低温蒸馏过程中也可通过第五电机709驱动搅拌桨708转动，以提高低温蒸馏的效率)，从而使缓释壳的内部仅留有复合盐，低温蒸馏一段时间后，启动第二电动推杆804，致使第二电动推杆804的输出轴向下滑动，从而使封闭板802落在电子秤801的称量板上(此时第二电动推杆804的输出轴与套筒803无接触，致使封闭板802完全放置在电子秤801的称量板上，从而保持准确度)，然后启动第一电动推杆702，致使第一电动推杆702的输出轴驱动盛放桶701向下滑动，促使盛放桶701的下端放置在封闭板802上(第一电动推杆702的输出轴与盛放桶701是通过连接轴和腰型槽的形式连接的，连接轴固定在第一电动推杆702的输出轴上，腰型槽开设在盛放桶701的侧壁上)，致使盛放桶701放置在封闭板802上后，连接轴滑动至腰型槽的中部位置后，盛放桶701的重量完全由封闭板802进行支撑(如图10所示)，由于各部分重量已知，此时可通过电子秤801对盛放桶701内部的缓释壳的重量进行测量，然后结合原来缓释壳的重量进行对复合盐的重量的计算，若抗凝盐与抗腐蚀剂的重量不达标，通过移动件4再次驱动滑动板401移动，驱使盛放桶701移动至浸泡桶3的正上方，然后将盛放桶701再次浸泡在浸泡桶3的内部，直至填入缓释壳内的复合盐的重量达标为止。

具体而言，缓释壳内的复合盐重量合格后，通过移动件4将盛放桶701移动至中转桶10的正上方(如图7所示)，此时再通过第一电动推杆702，促使第一电动推杆702取得盛放桶701向下滑动后，出料口704与放料斗9进行接触，具体的放料斗9包括进料口901连接，放料斗9的整体呈双V型结构，在中间位置固定安装有放料杆902，放料杆902会将滑杆707向上顶起，促使出料口704与进料口901连通，这样盛放桶701内部的缓释壳会通过放料斗9流进中转桶9的内部进行收集中转，并且为了能够快速让缓释壳恢复形变，防止复合盐漏出，此时可将中转桶9置于烘箱中加热，使其恢复以及的形状，针对带有缓释壳的土层配合，在施工时优先使用人工的方式。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。