[发明专利]一种相变蓄能与温控析出复合智能型融雪剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种相变蓄能与温控析出复合智能型融雪剂，它包括载体和包覆在载体表面的高分子材料膜；其中，载体的孔道和层状结构中封装有融雪物质和相变材料。本发明还公开了该智能型融雪剂的制备方法。与现有技术相比，本发明利用复合相变材料的分阶段放热，扩大了温度调节范围，可持续为路面提供热能用于路面冰雪的融化。同时，相变材料随外部环境温度变化释放或吸收热量，影响载体材料孔洞的热胀冷缩，使包裹的融雪剂只在0℃以下时缓慢析出，增加其服役时效性。最后，本发明采用物理吸附与化学封装相结合的封装技术，解决了融雪物质易被雨水冲刷掉、不能持久释放的问题，从而减少融雪剂的使用量，降低环境污染。

技术领域

本发明属于路面材料技术领域，具体涉及一种相变蓄能与温控析出复合智能型融雪剂及其制备方法。

背景技术

路面的抗滑性能是保证车辆安全行驶的关键因素。但在冬季，路面积雪结冰现象较为常见，冰雪致使车辆轮胎的附着系数大大降低。相关资料显示：干燥沥青路面的附着系数约为0.6，而积雪路面的附着系数为0.2，结冰道路的附着系数为0.15，分别为干燥沥青路面的1/3和1/4。因此，在冰雪路面上汽车容易打滑、跑偏、制动距离显著延长，严重影响了车辆的操作稳定性和安全性，交通事故率高发。

在此背景下，国内外道路研究工作者对蓄盐类沥青混凝土路面进行了大量研究，发现目前普遍采用的蓄盐类融雪剂(如Mafilon、Verglimit)存在着融冰化雪时效性不足的致命缺陷，主要是由于传统蓄盐类融雪剂的析出机制依赖于外部压力因素，内部盐分随着行车荷载的作用会通过封装体的孔隙析出，与外部环境温度变化没有必然联系。这就使得盐化物在一年四季均有析出，造成融雪剂的大量浪费，导致了融雪剂的时效性不足。

相变材料(Phase change materials，简称PCM)，又称为潜热储能材料，具有在相变过程中将热量以潜热的形式储存于自身或释放给环境的性能，可用于热能储存或调解周围环境温度。然而相变材料的潜热储能过程仅发生在相变温度点，不能持续潜热储能，所以单一相变材料不能持续地为路面提供热能用于路面冰雪的融化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种相变蓄能与温控析出复合智能型融雪剂，以解决现有技术存在的时效性不足等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种相变蓄能与温控析出复合智能型融雪剂，所述的融雪剂包括载体和包覆在载体表面的高分子材料膜；其中，载体的孔道和层状结构中封装有融雪物质和相变材料；

其中，

载体为火成岩、粉煤灰、水滑石和硅胶中任意一种或几种的组合；优选火成岩；

高分子材料为聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯和环氧树脂中的任意一种或几种的组合；优选聚乙烯和聚氨酯的组合；进一步的，优选为聚乙烯和聚氨酯的等质量比组合。

相变材料为乙二醇、石蜡、氯化铵、新戊二醇、十二醇、三羟甲基丙烷和石墨烯中任意两种或两种以上的组合。

其中，相变材料的优选组合为：乙二醇、石蜡和氯化铵；乙二醇、石蜡和十二醇；乙二醇、新戊二醇和氯化铵；乙二醇、石蜡和石墨烯。

进一步的，相变材料的优选组合及其质量比为：乙二醇：石蜡：氯化铵＝5:3:2；乙二醇：石蜡：十二醇＝5：2：3；乙二醇：新戊二醇：氯化铵＝4：3：3；乙二醇：石蜡：石墨烯＝7：2：1。

融雪物质为NaCl、CaCl₂和MgCl₂中任意一种或几种的组合；优选组合为NaCl和CaCl2，质量比为6：4。

上述相变蓄能与温控析出复合智能型融雪剂的制备方法，它包括如下步骤：