路面抗凝冰涂料的制备与性能研究
本文关键词:路面抗凝冰涂料的制备与性能研究
【摘要】:本文通过在路面涂料(聚氨酯)中添加不同的抗凝冰材料混合成抗凝冰涂料,该涂料具有良好的抗结冰性、耐久性以及能够在新、旧路面上迅速铺设,而且能够不破坏沥青路面整体结构。本文主要研究复合抗凝冰涂料的抗凝冰性能、耐久性以及路面使用性,研究内容和结果如下:(1)为了探究聚氨酯与抗凝冰剂混合后是否有抗结冰性能,本文首次引用商用抗凝冰材料(Ice Bane),通过能谱分析抗凝冰涂料成分,主要含有CaCl2、NaCl、MgCl2等盐类。经过实验得出随着Ice Bane含量的增加,涂料的抗结冰效果也随之增加,当IceBane的质量分数为30%时,抗结冰性能达到最好,表面水滴结冰时的温度为-5.4℃。并对30%的样品做耐久性实验,结果表明在重复10次抗结冰实验后涂料失去抗结冰效果。(2)为克服Ice Bane抗凝冰涂料耐久性不足的缺陷,本文通过实验合成一种具有疏水性的NaCl-硅藻土抗凝冰材料。该抗凝冰剂是通过甲基三乙氧基硅烷对硅藻土进行改性,使之具有疏水效果。改性后的抗凝冰涂料在重复20次实验后仍有抗结冰效果,优于商用抗凝冰剂。抗结冰性能与加入Ice Bane的涂料大致相同,抗结冰性能最好的仍是加入质量分数为30%的抗凝冰涂料,但质量分数为30%的硅藻土抗凝冰涂料表面的水滴的结冰温度为-6.3℃。(3)由于氯盐类抗凝冰材料在使用过程中对环境造成较大的损害,故改用甲酸钾环保型材料来代替氯盐型抗凝冰材料。通过实验表明甲酸钾有氯盐类相同抗结冰效果,并在添加量为30%时涂料表面水滴的结冰温度为-6.2℃。在耐久性能上使用改性硅藻土与甲酸钾混合,混合料具有疏水性能。重复实验表明改性后的复合涂料在重复实验20次后仍具有抗结冰效果,而未改性的甲酸钾涂料经过12次抗凝冰实验后失去抗结冰性。(4)为了研究复合抗凝冰涂料在路面的实用性能,通过测量涂料表面的摩擦系数、除冰性能以及室外抗凝冰效果。测试结果表明抗凝冰涂料表面的摩擦系数能够满足路面使用要求;在除冰性能方面与未添加抗凝冰涂料相比,抗凝冰涂料能够更加容易的去除已经结冰的表面;抗凝冰涂料在室外能够在实验测得的温度内防止涂料表面结冰。
【关键词】:抗凝冰 涂料 路面 疏水
【学位授予单位】:南昌航空大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U414
【目录】:
- 摘要3-4
- Abstract4-7
- 第一章 绪论7-16
- 1.1 引言7-8
- 1.2 路面除冰雪技术8-13
- 1.2.1 被动除冰雪技术8-10
- 1.2.2 主动除冰雪技术10-13
- 1.3 融冰原理13-14
- 1.4 聚氨酯涂料14-15
- 1.5 路面融冰雪涂料研究内容及意义15-16
- 1.5.1 研究内容15
- 1.5.2 研究意义15-16
- 第二章 IceBane混合路面涂料抗凝冰研究16-25
- 2.1 引言16-17
- 2.2 实验内容17-20
- 2.2.1 材料及实验仪器17
- 2.2.2 实验过程17-19
- 2.2.3 实验装置19-20
- 2.2.4 样品的表征20
- 2.3 结果与讨论20-24
- 2.3.1 抗凝冰剂表面形貌与能谱(EDS)定量分析20-21
- 2.3.2 涂料抗结冰实验测试21-22
- 2.3.3 抗凝冰涂料表面形貌分析22-23
- 2.3.4 涂料耐久性能分析23-24
- 2.4 本章小结24-25
- 第三章 硅藻土-氯化钠复合抗凝冰路面涂料的研究25-36
- 3.1 引言25-26
- 3.2 实验内容26-29
- 3.2.1 材料及实验仪器26-27
- 3.2.2 实验过程27-29
- 3.2.3 样品的表征29
- 3.3 结果与讨论29-34
- 3.3.1 超疏水简介29-30
- 3.3.2 抗凝冰材料性能分析30-31
- 3.3.3 红外分析31-32
- 3.3.4 抗结冰实验研究与抗凝冰涂料表面分析32-34
- 3.3.5 抗凝冰涂料耐久性能分析34
- 3.4 本章小结34-36
- 第四章 甲酸钾-硅藻土复合材料抗结冰研究36-49
- 4.1 引言36-37
- 4.2 实验内容37-40
- 4.2.1 材料及实验仪器37-38
- 4.2.2 实验过程38-39
- 4.2.3 样品的表征39-40
- 4.3 结果与讨论40-47
- 4.3.1 抗结冰实验研究与抗凝冰涂料表面分析40-42
- 4.3.3 抗凝冰涂料耐久性能分析42-43
- 4.3.4 除冰性能研究43-44
- 4.3.5 室外抗结冰实验44-45
- 4.3.6 摩擦系数检测45-47
- 4.4 本章小结47-49
- 第五章 结论与展望49-51
- 5.1 结论49-50
- 5.2 展望50-51
- 参考文献51-55
- 发表论文和参加科研情况说明55-56
- 致谢56-57
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