路用热反射材料用基料树脂浅析

摘 要：本文阐述了路用热反射材料用基料树脂的选择原则，介绍了常见的路用热反射材料用基料树脂，指出了基料树脂存在的问题，并展望了其发展趋势。

关键词：路用热反射材料；基料树脂；发展方向

基料树脂在热反射涂料中起着举足轻重的作用，它将颜填料、助剂等组份粘结成整体，附着在沥青路面的表面，干燥固化形成均匀连续且坚韧的保护膜。

1 基料树脂的选择原则

路用热反射材料直接受到太阳光的暴晒，因此，不仅要求树脂具有耐紫外线破坏等性能，同时，还要求树脂透明度高，结构中尽量少含C-O-C-、O=C-、-OH等吸能基团。如丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂等不仅透明度高，且折光指数一般都在1.45～1.50之间，能够满足路用热反射材料的应用要求。

尽管基料种类对热反射涂层降温效果影响较小，却是影响涂层硬度、柔韧性、耐磨性、耐水性、耐候性及其他物理化学性能的重要因素[ 1 ]。如普通环氧树脂、芳香族聚氨酯耐候性较差，户外使用后涂层性能下降。目前，国内外应用于沥青路面热反射材料成膜基料主要有丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、有机硅树脂和硅丙乳液。

2 基料树脂的种类

1）丙烯酸树脂：丙烯酸树脂是由丙烯酸酯类和甲基丙烯酸酯类及其它烯属单体共聚而成的树脂，其结构中不含C-O-C-、O=C-、-OH等吸能基团，所以丙烯酸涂料具有优良的耐热性和耐候性等。施工时VOC排放高，会污染环境。水性丙烯酸涂料具备良好的成膜性、附着力等优点，但抗污染性、耐溶剂性等方面存在缺陷。

2）聚酯树脂：聚酯树脂是由多元醇和多元酸缩聚而制得的，分为饱和聚酯和不饱和聚酯。不饱和聚酯由于其具有较好的低温固化工艺性能，耐热性较好，电性能优良，是一类很有前途的涂料用高分子材料。但耐化学介质性和耐水性较差，采用化学改性可以赋予聚酯树脂较好的性能。

3）聚氨酯树脂：含有大量氨甲基酸酯链节的高分子化合物称为聚氨酯树脂。聚氨酯涂料具有很好的耐磨性和柔韧性、与极性基材具有优良的附着性能、耐酸碱性等。但聚氨酯涂料不能与水、酸、碱接触；多异氰酸酯组分中含有游离的异氰酸酯单体，施工时，还需加入大量的有机溶剂，这些对环境和人体健康有很大的危害。

4）有机硅树脂：有机硅树脂的主链是一条由硅原子和氧原子交替组成的稳定骨架，侧链通过硅原子与甲基等有机基团相连。主链中的硅氧烷键的键能大，具有良好的耐高温性；无双键存在，具有良好的耐候性；表面张力低，斥水性强，污染物不易附着，具有良好的耐污染性。但有机硅涂料的附着力和重涂性较差，限制了其应用范围。

5）环氧树脂：环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机化合物，可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成热塑性高聚物。环氧树脂涂料具有防腐能力强，粘结力强，硬度高，耐磨性好等优点。但由于结构中存在苯环、环氧基，在紫外线的照射下易老化，户外使用后力学性能下降较快，添加光稳定剂能在一定程度上延缓其老化。

6）有机氟树脂：有机氟树脂是指主链或侧链中的碳链含有氟原子的高分子化合物。氟聚物具有极低的分子间作用力和表面张力，同时，氟聚物在近红外和远紫外区域均有良好的透明性，使得氟聚物具备高耐候性。然而，氟聚合物单体成本较高、工艺较复杂，导致氟聚合物树脂产品较少。

日本多家企业联合开发了几种用于不同场合的路面热反射涂层铺装材料，其中丙烯酸树脂多用于行车道，聚氨酯树脂用于行车道或人行道，水性丙烯酸树脂多用于人行道。冯德成等采用硅丙乳液为成膜物质，制备沥青路面热反射材料[ 2 ]，但現有的纯丙乳液、硅丙乳液虽然在乳液材料生产领域占有重要地位，但其耐化学腐蚀、耐沾污性尚满足不了材料对耐污性的要求，且耐磨性较差，使用寿命短。曹雪娟等以不饱和聚酯为基料树脂制备热反射材料，并通过加入甲基丙酸甲酯和丙烯酸丁酯调节树脂的粘度以及柔韧性[ 3 ]，但涂层的耐磨性及耐污性并不十分理想。罗婷倚等将含氟单体引入丙烯酸酯乳液中的壳层，合成含氟乳液，制备含氟热反射涂料，该热反射涂料耐水性和耐沾污性能优良，但耐磨性差，难以运用到沥青路面[ 4 ]。邓琰荣和郑木莲等分别以环氧树脂和改性双酚A型环氧树脂为基料制备沥青路面热反射涂料[ 5 ][ 6 ]，虽然环氧树脂有很强的附着力，以其为基料树脂制备的热反射涂料耐磨性较强，但其耐候性能否经受户外环境的考验也是值得研究的问题。

3 存在的问题及发展方向

目前用于路用热反射涂料的基料树脂大部分为溶剂型，施工中有50%以上的VOC排放到大气中，造成二次污染，危害人体健康。节能高效、环境友好是当今涂料发展的趋势，现有路用热反射树脂也备受涂料市场的考验。树脂水性化是涂料发展的大势所趋，但基于水性树脂制备的热反射涂料存在粘附力、耐磨性及柔韧性较差等缺点。因此，进一步提高水性热反射涂料的性能是今后研究的一大方向。

丙烯酸树脂、不饱和聚酯树脂等用于热反射涂料时，通常耐磨性能难以达到路用标准，而环氧树脂虽然具有强的粘附力，其耐磨性优良，但易老化、且脆性较大，难以直接用于路用热反射材料。利用树脂链上活性基团与其他类型树脂中活性基团的共聚反应，将两种或两种以上树脂的优良性能结合，是制备出性能优异的热反射涂料用基料树脂的重要途径。涂层耐沾污性对涂层的热反射性能有很大影响，污染物的附着会增加涂层对太阳能的吸收，因此制备耐污性较强的基料树脂也值得深入研究。

参考文献：

[1] 殷燕子，曹阳，刘秀生等.颜填料对太阳热反射涂料性能的影响[J].电镀与涂饰，2006，25（3）：36-39.

[2] 冯德成，张鑫.热反射涂层开发及路用性能观测研究[J].公路交通科技，2010，27（10）：17-20.

[3] 曹雪娟，唐伯明等.沥青路面不饱和聚酯热反射涂料研制及性能评价[D].重庆交通大学，2010.

[4] 罗婷倚，曹雪娟，朱洪洲等.含氟丙烯酸酯热反射涂料制备与降温性能研究[J].武汉理工大学学报，2012，34（12）：41-46.

[5] 邓琰荣.沥青路面太阳热反射涂层组成设计及路用性能研究[D].西安：长安大学，2012.

[6] 郑木莲，何利涛，高璇等.基于降温功能的沥青路面热反射涂层性能分析[J].交通运输工程学报，2013，13（5）：10-16.

作者简介：

刘攀（1990-），男，汉族，四川成都人，在读硕士研究生，研究方向：材料科学。