随着夏季高温引起的沥青路面热稳性病害和城市热岛效应问题日益严重,具有降低沥青路面温度的热反射涂层逐渐受到人们的关注。由课题组自制不饱和聚酯热反射涂层可在夏季高温季节有效降低沥青路面温度约10℃,然而由高分子材料组成的涂层在使用中存在老化现象,从而引起涂层发黄、变脆等,导致其使用性能及降温效果。针对上述问题,本论文在分析热反射涂层老化及稳定化机理的基础上,探究了热反射涂层在自然与人工加速老化条件下的老化行为,并提出了改善热反射涂层老化性能的措施。采用自然与人工加速老化方法对沥青路面不饱和聚酯热反射涂层进行了老化试验。通过观测其表观形貌、化学结构、拉伸强度、反射率、降温效果随老化时间的变化,建立了反射率与降温效果的关系。室外老化研究发现,涂层表面在老化270d后开始出现泛白及微小开裂的现象。由于涂层中的高分子聚合物在光氧作用下,引发链式反应,生成大量羧基自由基,同时高能量的紫外光使分子键发生断裂,老化后涂层中的羰基含量增加,碳碳双键含量减少。热反射涂层的拉伸强度随老化时间下降,且下降速度随太阳辐照量的增大而加快,老化360d后,拉伸强度保持率为77%。热反射涂层的反射率及降温效果均随老化时间呈先慢后快的下降趋势,自然老化360d后,热反射涂层的反射率下降了 22.17%,降温值下降了6.2℃,且太阳辐照量是影响涂层反射率及降温效果衰减的关键因素。对二者拟合后得出:反射率每下降10%,降温值约下降2.6℃。室内老化研究发现,涂层表面的平整度随老化时间下降,表现为光泽度下降。老化28d后,失光率达到80%。老化后涂层中的羰基含量增加,碳碳双键含量减少。由于涂层存在后固化现象,在老化前期会进一步发生交联固化,因此拉伸强度升高,老化后期发生老化降解,拉伸强度降低;相比于固化完全时的最大拉伸强度,室内老化28d后,涂层的拉伸强度保持率为73.5%。涂层的降温效果及反射率随老化时间均呈先慢后快的下降趋势,人工加速老化28d后,热反射涂层的反射率下降了 26.4%,降温值下降了 5.5℃,对二者拟合后得出:反射率每下降10%,降温值约下降2.1℃。为改善热反射涂层的抗老化性能,分析研究了热反射涂层的对成膜物质不饱和聚酯树脂抗老化性能的改善措施。选择了四种常用光稳定剂UV-531、UV-327、UV-292及NanoZnO,分析了其对紫外-可见光的吸收光谱,并设计了 6组不同的掺配方案。以透光率、光泽度、耐冲击强度为指标,评价了几组方案对老化后不饱和聚酯树脂光学性能及力学性能的改善效果,最终确定了以紫外光吸收剂UV-531与受阻胺光稳定剂UV-292复合掺配方案及其7%的最佳掺量。
