具有降低污染活性的铺路材料及用于制备该材料的光催化混合物.pdf

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1、10申请公布号CN102015572A43申请公布日20110413CN102015572ACN102015572A21申请号200980115268722申请日20090428MI2008A00078720080429ITC04B28/02200601E01C1/00200601E01C11/2220060171申请人伊泰赛蒙地共同股份公司地址意大利贝加莫72发明人吉安卢卡古尔里尼让皮埃尔格勒洛74专利代理机构北京金之桥知识产权代理有限公司11137代理人耿慕白54发明名称具有降低污染活性的铺路材料及用于制备该材料的光催化混合物57摘要一种新光催化组合物被公开，其用于渗透道路表面。所述组合物。

2、不含有骨料但由水泥、光催化剂、超稀释剂、粘度调节剂和消泡剂以适宜比例组成。所述组合物用于多孔开级配沥青，渗透到深度达3050MM处的空隙中。所被处理的沥青具有强烈且持久的光催化活性，即使在重机械负载和不利天气条件下，用于市区内外经受繁忙交通的道路表面。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2010102986PCT申请的申请数据PCT/EP2009/0551122009042887PCT申请的公布数据WO2009/133094EN2009110551INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书6页附图1页CN102015582A1/2页21一种铺路材料，其。

3、表面由多孔、开级配沥青构成，所述多孔开级配沥青的孔隙被水泥和光催化剂构成的灰浆渗透。2如权利要求1所述的铺路材料，其中所述多孔开级配沥青内孔隙被渗透到的平均深度为3050MM。3如权利要求12所述的铺路材料，其中所述多孔开级配沥青的孔隙率为2040V/V。4如权利要求13所述的铺路材料，其中所述灰浆进一步包括超稀释剂、粘度调节剂和消泡剂。5如权利要求4所述的铺路材料，其中以相对于所述水泥的重量百分比计，所述灰浆包括0018的光催化剂；00055的超稀释剂；0000501的粘度调节剂；以及000101的消泡剂。6如权利要求5所述的铺路材料，其中所述灰浆包括26的光催化剂；00105的超稀释剂；0。

4、001005的粘度调节剂；以及0005005的消泡剂。7如权利要求6所述的铺路材料，其中所述灰浆包括35的光催化剂；029的超稀释剂；0005的粘度调节剂以及001的消泡剂。8如权利要求17所述的铺路材料，其中水泥和光催化剂以光催化水泥形式作为单一组分存在于所述灰浆中。9如权利要求18所述的铺路材料，其中所述光催化剂由一种二氧化钛或具有不同比表面积的多种二氧化钛组成。10如权利要求49所述的铺路材料，其中所述超稀释剂选自三聚氰胺磺酸盐、萘磺酸盐和聚羧酸盐，所述粘度调节剂选自羟烃基纤维素、羟烃基瓜尔胶、淀粉或其他多糖、琥珀酰聚糖、聚氧乙烯或聚亚安酯，所述消泡剂是亲水亲油值小于6的表面活性剂。11。

5、一种光催化灰浆，包括水、水泥和光催化剂，其用于渗透多孔开级配沥青表面到达平均深度30MM50MM处。12如权利要求11所述的光催化灰浆，其还包括超稀释剂、粘度调节剂和消泡剂。13如权利要求12所述的灰浆，以相对于所述水泥的重量百分比计包括0018的光催化剂；00055的超稀释剂；0000501的粘度调节剂；以及000101的消泡剂。14如权利要求13所述的灰浆，包括26的光催化剂；00105的超稀释剂；0001005的粘度调节剂；以及0005005的消泡剂。15如权利要求14所述的灰浆，包括35的光催化剂；029的超稀释剂；0005的粘度调节剂以及001的消泡剂。16如权利要求1115所述的灰。

6、浆其中水泥与光催化剂以光催化水泥形式作为单一组分存在。17如权利要求1116所述的灰浆，其中所述光催化剂由一种或多种具有不同比表面积的二氧化钛组成。18如权利要求1217所述的灰浆，其中所述超稀释剂选自三聚氰胺磺酸盐，萘磺酸权利要求书CN102015572ACN102015582A2/2页3盐和聚羧酸盐，所述粘度调节剂选自羟烃基纤维素、羟烃基瓜尔胶、淀粉或其他多糖、琥珀酰聚糖、聚氧乙烯或聚亚安酯，所述消泡剂是亲水亲油平衡值小于6的表面活性剂。19一种预混干制品，其具有如权利要求1118所述灰浆中除水以外的组分。20一种增加铺路材料耐性的方法，所述铺路材料的表面由多孔开级配沥青组成，并用于减轻与。

7、之接触的环境污染物，其特征在于所述表面渗透有如权利要求1118所述的灰浆。21如权利要求20所述的方法，其中所述多孔沥青被渗透的平均深度为3050MM。22如权利要求2021所述的方法，其中所述多孔沥青的孔隙率为2040V/V。23如权利要求2022所述的方法，其中所述被处理的铺路材料不含有多孔沥青时，所述铺路材料在被所述灰浆渗透之前先覆盖一层多孔沥青。24制备如权利要求110所述铺路材料的方法，包括由权利要求1118所述灰浆渗透多孔沥青表面。权利要求书CN102015572ACN102015582A1/6页4具有降低污染活性的铺路材料及用于制备该材料的光催化混合物技术领域0001本发明涉及用。

8、于城市内外区域的降低污染光催化表面材料。背景技术0002车辆交通特别是重型车辆的持续增长，为城市中心及其道路带来多种问题，包括污染物排放的增加。0003为克服这一问题，一些含有光催化剂的水泥制品被使用，所述光催化剂可以氧化和降低环境污染物，特别是车辆产生的氮氧化物NOX、硫氧化物SOX以及未燃烧碳氢化物；这些水泥制品可以不同形式应用，例如作为建筑临近污染排放处的外墙涂层，作为隧道顶壁涂层，或者制成道路表面。用水泥铺路材料完全替代沥青不是一个很好的方案，因为水泥铺路材料在很多道路应用中缺乏所需的弹性，并需要进行收缩补偿等。0004专利申请EP1752429提供制备一种已存在的沥青道路表面，其具有。

9、适宜的多孔性以吸附足量光催化水泥制品。该申请公开用于部分浸渍沥青表面的光催化灰泥。这些产品的典型特点是其在沥青表面的渗透多孔的能力，而非深层渗透。所述产品使得沥青具有良好光催化特性即吸收和分解污染物的能力，但是非常有限的物理机械特性。事实上，尽管必须添加硅灰、纤维和骨料以增强机械抗性，所述灰泥具有有限的粘结性，特别是在大雨环境下，很容易被冲刷离开道路表面，也就失去了光催化效果，使得道路表面退化。其同样不能确保在重承载下灰泥沥青整体系统的性能。0005已知多种沥青水泥混合物例如DENSIPHALT品牌没有任何光催化活性，它们被用于楼面它们是液体沥青水泥混合物，通常被施用到已存在的道路上没用于增加。

10、表面机械抗性。更多的无光催化活性水泥制品灰浆被用于建筑、地形等加固。基于此目的，在安装时，水泥制品被注入基质的孔穴内EP434112，EP967187，或者装配式构件的杆端或者后张力线缆鞘内。0006截止目前，没有光催化产品可以用于道路表面并确保表面高耐磨性以及强效持久光催化活性。因此需要新的道路表面，其具有强烈且持久的降低污染活性，即使在重型交通工具及恶劣天气条件下。附图说明0007图1是测试基于本发明的铺路材料降低污染活性的装置示意图。发明内容0008出乎意料地发现一种用于道路表面的水泥基制品，其具有良好光催化性和强抗磨损性。其通过特定组合物或光催化灰浆渗透入多孔开级配沥青内部，所述组合物。

11、由下述组分组成水泥、光催化剂，优选还具有超稀释剂、粘度调节剂和消泡剂；这些说明书CN102015572ACN102015582A2/6页5优选添加剂的量只需可以制成品就足够，与水适当混合后，渗透到沥青内部深处。这样处理的沥青成为半柔性双组分铺路材料体系，在市区内外重交通道路表面使用情况下，其具有高效持久光催化活性，即使在重机械负载和恶劣天气条件下。具体实施方式0009所谓“双组分半柔性铺路材料”是指一种铺路材料，其为多孔开级配沥青构成的沥青块，在其孔隙中渗透有基于本发明的水泥灰浆。这种铺路材料构成的表面和结构可以承受交通工具的压载。其没有任何结构连接，与传统混凝土路面不同。0010所谓灰浆或水。

12、泥浆法文为COULIS是指水性水泥组合物，其不含有骨料骨料的定义参见标准UNIEN126202003。0011所谓“可渗透到深处”是指灰浆可以完全填满多孔开级配沥青层的平均深度在30MM50MM处的孔隙。0012多孔开级配沥青是已知的，并用于道路表面。其为开孔材料，通常有一部分或多部分粗骨料基本没有细骨料和任意填料组成，与沥青基质或含沥青粘结剂成一体。这样的沥青具有高孔隙率，通常为2040V/V，优选为2535。含沥青粘结剂或基于UNIEN12591标准的沥青含量通常为最终产物沥青，骨料和填料的47W/W。用于传统沥青铺路材料现场铺设机器，所述沥青被铺设在任何已经存在或特制道路表面层例如铺设在。

13、水泥基颗粒材料或传统压缩沥青层上。所谓用于测量本发明产品渗透深度的参照沥青称为“0/14”，其组分见表2。所谓参照是简单且非限制性的示例，因为所述灰浆是可以用于任何类型的多孔开级配沥青。0013所述灰浆中所含水泥优选为1型水泥，由UNIEN1971标准所限定，例如灰或白波特兰水泥。也可以是水泥混合物，例如波特兰水泥和快凝水泥例如硫酸铝型混合物，以减少硬化和熟化时间。0014所述光催化剂由一种或多种可以在环境光照、空气和湿度条件下氧化一种或多种环境污染物的化合物组成。所述环境污染物中值得提及的是NOX、SOX和未燃碳氢化物。优选的光催化剂是二氧化钛TIO2，至少部分晶型为锐钛矿型，或其前体之一。。

14、TIO2中锐钛矿型的比例优选为至少20、至少50、至少75或100W/W。各种类型的锐钛矿型二氧化钛都可用于本发明；例如MILLENNIUMCHEMICALS公司生产的AT1、PC50、PC105，它们具有不同的比表面积值。两种或多种二氧化钛的混合物是优选的，以便得到不同的比表面积。二氧化钛的前体中，值得提到的是所谓的钛糊，这是二氧化钛生产循环中的中间产物。0015除了前述水泥与光催化剂是分开的，也可以使用预混有光催化剂或光催化水泥的水泥例如使用TXARIA水泥申请人公司产品。0016所述超稀释剂可以选自常用产品，例如三聚氰胺磺酸盐、萘磺酸盐、聚羧酸盐等，或其混合物。聚羧酸盐是优选的，例如CI。

15、MFLUIDADAGIOP3AXIM，FRANCE公司产品。0017所述粘度调节剂可选自常用产品，例如羟烃基纤维素、羟烃基瓜尔胶、淀粉及其衍生物、其他多糖、琥珀酰聚糖、聚氧乙烯、聚亚安酯等，及其混合物。羟烃基瓜尔胶是优选的，例如取代度为23的COLLAXIMP6AXIM，FRANCE公司产品。说明书CN102015572ACN102015582A3/6页60018所述消泡剂选自常用产品，通常为一个或多个HLB亲水亲油平衡值，即亲水性、亲脂极性和无极性比例为6的表面活性剂。优选消泡剂为DSAEROCIMP1。0019硅粉，例如硅灰、火山灰或其它反应添加剂优选不包括在本发明的灰浆中。所谓“优选不包。

16、括”是指虽然这些材料可以被使用，但他们不属于制备本发明产品并达到其技术效果的必须品，实施例部分有示范。0020本发明的灰浆是通过混合物前述组分而得，所述组分以相对于水泥量计具有如下重量百分比光催化剂0018，优选26，例如35；超稀释剂00055，优选00105，例如029；粘度调节剂0000501，优选0001005，例如0005；消泡剂000101，优选0005005，例如001。0021其他可选添加剂包括，例如非穷举CRVI缩减剂例如REDUCEMP以及扩展剂。0022上述组分优选为干粉形式，以得到本发明的预混干粉产品。这些产品与适量水混合成灰浆。灰浆中水/水泥比优选065033，更优选。

17、为05504，例如048。0023基于本发明制备的双组分半柔性铺路材料可以是任何形式的表面，特别是市区内外道路或广场，机场跑道或停机坪，工业路面或其它承受机械压力的表面。上述均为非限制性示例，仅为本发明的一部分。其上表面由多孔开级配沥青组成，其表面和空隙分别由前述灰浆涂覆和渗透。所述灰浆通过沥青的孔进入其内部的平均深度达到3050MM。产品施用整合后，水被蒸发而灰浆原位留下成干燥状态；所得铺路材料成为本发明的一部分。0024本发明所述铺路材料包括仅由所述灰浆渗透的多孔沥青，或还包括下层结构，例如普通沥青、水泥基颗粒材料或土。0025渗透到实现是通过在适宜的混合器中例如鼓式水泥搅拌器用适量水混合。

18、干粉产品，然后将所得灰浆灌注或喷洒到所述沥青上。0026从一个或多个传输点通过自动喷射系统或泵系统实现对大量表面的涂覆是很容易的。所述流体混合物可以通过已知的手动方式刷子或机械方式喷涂机分布到整个沥青表面。所述灰浆的组分确保可以渗透入沥青，即，无需使用机械方式例如振动、压缩等等就可以将产品渗入到所需深度这就是所述灰浆被称为自渗透的原因。0027这样处理的沥青随后进入熟化期以使得渗入到产品固化。为在受控湿度下熟化，被处理的表面上可以覆盖有塑料或非织物膜。0028对于将被处理的预存表面是非多孔沥青制成的，可依已知方法在其上施加一层适当的开级配沥青层；经过适当的固化和冷却时间通常24小时之后，就可以。

19、前述方法由本发明的灰浆进行渗透。0029如实例部分的示范，本发明的产品具有强效且持久的光催化活性。被渗透入多孔开级配沥青中的灰浆形成一个耐磨损和耐冲刷的相。即使是经受反复的侵蚀性压力，本发明的铺路材料仍显示保持强效光催化活性，好于现有产品。实现这些优秀且意想不到的结果却无需添加任何常用材料来提高其机械强度，例如硅灰、骨料或纤维。这样所得光催化铺路材料成本低且高效易于制备。说明书CN102015572ACN102015582A4/6页70030下面的例子对本发明进行非限制性示范。0031实验部分0032例1水淋滤试验0033在试验中，由相同多孔沥青称为014组成的样本分别由基于专利申请EP175。

20、2429FOTOFLUID，GLOBALENGINEERING公司产品的灰浆和基于本发明的灰浆处理，组分如表1表中英文为产品商品名。多孔沥青的组分骨料和填料粒径分布和沥青成分沥青如表2。0034表100350036表200370038由饮用水淋滤24小时以模拟道路经受大雨，参照样本被渗透部分质量损失达到1133W/W，而经由本发明产品处理的样本的质量损失低于2。0039本发明的灰浆还显示出比对照灰浆更高的耐淋性。这是非常令人惊讶的，因为本发明的组分不同于含有骨料和硅灰增强水泥的对照灰浆，没有被认为是具有高结构性能的水泥产品。0040例2表面侵蚀后光催化活性试验0041如例1所得的开级配沥青样本。

21、没有再进行淋滤试验而是进行60分钟的减少NOX能力试验。说明书CN102015572ACN102015582A5/6页80042光催化活性试验的方法在NONO2混合气体在置有样本的反应器中循环UNI标准草案，图1。0043下述设备被用于这个试验00441个容纳空气的瓶；00451个装有混合气NOX的瓶子，或者两个瓶子分别装有NO和NO2；00461个用于测量气体NOX流速的控制系统；00471个流量计；00481个混合腔；00491个反应器；00501个灯；00511个用于气体循环的泵；00521一个用于NOX对化学发光分析器；00531个抽气泵用于所述分析器；0054连接配件阀、管和T型头0。

22、0551个用于抽取气体的泵件步骤00056下述步骤用于实施该试验0057步骤0真空“清洁”系统10分钟。0058在黑暗中0059步骤1初步分析气流30分钟，直到流速稳定额定值200060步骤2在反应器中循环气流30分钟0061步骤3第一气体采样1升60秒0062步骤4循环气流30分钟0063步骤5第二气体采样1升60秒0064步骤6初步分析气流30分钟，直到流速稳定额定值20然后开灯0065在光照下0066步骤7初步分析气流30分钟，直到流速稳定额定值200067步骤8第一气体采样1升60秒0068步骤9在反应器中循环气流30分钟0069步骤10第二气体采样1升60秒0070步骤11关掉灯光和。

23、所有泵结束试验。0071在30分钟和60分钟确定降低污染活性0072NOX，30CNOX，0CNOX，30/CNOX，00073NOX，60CNOX，0CNOX，60/CNOX，00074其中0075CNOX，0初始浓度0076CNOX，3030分钟后NOX浓度0077CNOX，6060分钟后最终NOX浓度0078结果显示两个样本中60分钟后基本一样的活性参照产品为88，本发明产品为90。说明书CN102015572ACN102015582A6/6页90079所述样本然后进行模拟交通车辆引起的磨损的表面机械侵蚀。对两个样本的侵蚀方法是去除2MM表面层在这一深度覆盖沥青外部的水泥产品表面层已经被完全移除，沥青内的孔隙暴露在包含等量水泥制品的表面。0080这样处理的样本再次进行60分钟的减少NOX试验。结果显示可预测的沥青表面光催化层的减少污染物效果的降低。然而惊讶地发现基于本发明的产品还保留73的活性，高于与之对照的产品的56。0081数据显示基于本发明的灰浆具有双重优势，即使意外失去顶层涂层仍具有高耐蚀性和持久光催化活性。说明书CN102015572ACN102015582A1/1页10图1说明书附图CN102015572A。