成分设计和添加的特殊防护体系，使其具有优异的耐候性和抗紫外线（UV）能力。这与普通黑色沥青（主要依靠炭黑提供颜色和一定的UV防护）有本质区别。
以下是其不褪色的化学原理和耐候性机制详解：
核心基础：合成树脂基体取代石油沥青
- 普通沥青的问题： 传统黑色沥青路面使用石油沥青作为粘结剂。石油沥青本身含有大量不饱和碳链和芳香族化合物，这些成分在紫外线、氧气、热量和水分的作用下容易发生复杂的氧化、光氧化和热氧化反应（统称老化），导致沥青变脆、开裂、颜色变浅（虽然炭黑掩盖了大部分变色）。
- 彩色沥青的解决方案： 彩色沥青不使用或极少使用石油沥青作为主要粘结剂。取而代之的是合成树脂，如：
- 环氧树脂： 具有高度交联的三维网络结构，饱和键比例高，化学惰性强。
- 丙烯酸树脂/聚甲基丙烯酸甲酯： 透明度高，耐候性相对较好（尤其是经过改性的品种）。
- 聚氨酯树脂： 耐磨性、耐化学性好，耐候性可通过配方调整优化。
- 改性石油树脂： 对传统石油树脂进行化学改性（如加氢饱和），提高其稳定性。
- 优势： 这些合成树脂通常具有：
- 饱和化学结构： 分子链中不饱和键（双键、三键）少，不易被氧气和紫外线引发氧化反应。
- 高交联密度： 固化后形成紧密的网络结构，阻碍氧气、水分等小分子的渗透扩散，减缓老化进程。
- 固有的化学稳定性： 对紫外线能量的吸收率较低，或者吸收后不易引发破坏性光化学反应。
关键因素：耐候性颜料
- 普通沥青的“颜料”： 炭黑是极佳的紫外线吸收剂和稳定剂，本身极其稳定，几乎不褪色。
- 彩色沥青的颜料选择： 要实现彩色效果，必须使用彩色颜料。其选择至关重要：
- 首选：无机颜料： 这是彩色沥青的主流选择。
- 例子： 氧化铁红/黄/棕、氧化铬绿、钛白粉（二氧化钛）、群青蓝等。
- 耐候原理： 无机颜料通常是金属氧化物或复合氧化物，具有极其稳定的晶体结构和高键能。它们：
- 对紫外线的吸收率低或吸收后不会导致自身分解。
- 化学惰性高，不易与氧气、水分、酸、碱等发生反应。
- 耐热性好，不易因温度变化而变色。
- 遮盖力强，提供良好的着色力。
- 慎用/特殊处理：有机颜料： 有机颜料虽然颜色鲜艳、色谱广，但普遍耐候性、耐光性较差。在彩色沥青中：
- 通常避免使用普通有机颜料。
- 如果必须使用（如特殊鲜艳颜色），则需选择高性能有机颜料，这些颜料经过特殊化学结构设计（如引入卤素、大分子量、稠环结构）或表面处理，具有优异的耐光性和耐候性。
- 即使使用高性能有机颜料，也需与高耐候树脂和足量稳定剂配合使用。
核心防护：紫外线稳定剂体系
这是赋予彩色沥青卓越抗紫外线能力的关键“外挂”防护层。主要包括两类作用机制不同的稳定剂：
-
紫外线吸收剂：
- 作用原理： 这类化合物能强烈吸收紫外光区（特别是UV-A和UV-B，波长290-400 nm）的能量。吸收能量后，它们并不将能量用于破坏化学键，而是通过分子内能量转换（如质子转移、键旋转、振动弛豫），将有害的紫外光能量转化为无害的热能释放出去。
- 化学类型：
- 苯并三唑类： 最常用，性能均衡，吸收波长范围广（~300-400 nm），耐热性好。
- 二苯甲酮类： 历史较久，成本较低，吸收波长较长（~280-350 nm），但可能有轻微泛黄倾向。
- 三嗪类： 吸收能力强（尤其短波UV），耐热性优异，但成本较高。
- 氰基丙烯酸酯类： 吸收波长较长（~310-360 nm），常与苯并三唑类复配。
- 效果： 它们像“防晒霜”一样，在紫外线到达树脂和颜料之前将其吸收并转化掉，减少引发树脂光降解和颜料褪色的紫外光通量。
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受阻胺光稳定剂：
- 作用原理： HALS的作用机制更复杂，主要不是吸收紫外线，而是作为自由基捕获剂和过氧化物分解剂。
- 第一步： 树脂在微量紫外线作用下，仍会不可避免地产生少量自由基（如烷基自由基 R•）。
- 第二步： 这些自由基与氧气反应生成过氧自由基 ROO•，过氧自由基会攻击聚合物链生成氢过氧化物 ROOH 和新的自由基 R•，导致链式反应（自氧化）。
- 第三步： HALS中的关键活性基团（通常是哌啶衍生物上的氮氧自由基 >NO• 或其前体）能够高效捕获这些高活性的烷基自由基 R• 和过氧自由基 ROO•，将其转化为稳定的产物，中断链式反应。
- 第四步： HALS还能分解已经生成的氢过氧化物 ROOH，生成稳定的非自由基产物，防止其分解产生更多自由基。
- 特点： HALS提供的是长效保护，尤其在长期暴露中效果显著。它们本身不消耗，具有再生循环能力（氮氧自由基 >NO• 在捕获自由基后生成的羟胺 >NOH 可被过氧化物氧化回 >NO•）。HALS与UVA通常有协同效应，联合使用效果远优于单独使用。
抗氧化剂
- 作用： 虽然主要针对热氧化，但在紫外线引发的光氧化过程中也扮演重要角色。它们能捕获在光氧化初期产生的自由基（尤其是烷基自由基），或分解氢过氧化物，防止或延缓氧化链反应的进行。与HALS协同作用。
致密结构与耐候性
- 高质量的彩色沥青混合料设计（合适的级配、充分的压实）能形成致密的结构，减少孔隙率。
- 好处：
- 降低氧气和水分的渗透速率，减缓氧化和水解老化。
- 减少紫外线直接照射到内部树脂和颜料的机会（表面层承担主要防护）。
- 提高整体力学强度和耐久性。
总结：彩色沥青不褪色的化学原理
基础稳固： 使用具有
饱和结构、高交联密度、化学惰性的
合成树脂代替易老化的石油沥青作为粘结剂基体。
颜料坚固： 主要选用
晶体结构稳定、化学惰性高的
无机颜料作为着色剂，它们本身具有优异的耐光性和耐候性。
主动防御： 添加
紫外线吸收剂，将有害的紫外光能量高效转化为无害热能，
屏蔽紫外线对树脂和颜料的攻击。
被动修复： 添加
受阻胺光稳定剂，通过
捕获自由基、分解过氧化物，有效
中断紫外线引发的氧化降解链式反应，提供长效保护。
协同防护： 配合使用
抗氧化剂，共同抵抗热氧化和光氧化的协同破坏作用。
结构优化： 通过致密的混合料设计，
减少环境因子（氧气、水、紫外线）的渗透和破坏。
正是这种高性能树脂基体 + 耐候颜料 + 复合稳定剂体系（UVA + HALS + AO） + 致密结构的多重防护策略，赋予了彩色沥青卓越的耐候性和抗紫外线能力，使其颜色能够长期保持鲜艳，不易褪色。
