CN112961513A - 一种自发光路面标线涂料及其制备方法、施工方法 - Google Patents

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CN112961513A CN202110160488.4A CN202110160488A CN112961513A CN 112961513 A CN112961513 A CN 112961513A CN 202110160488 A CN202110160488 A CN 202110160488A CN 112961513 A CN112961513 A CN 112961513A
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Abstract

本发明公开了一种自发光路面标线涂料及其制备方法、施工方法，所述自发光路面标线涂料其按照重量份计包括以下组分：偏高岭土20～30份、生石灰20～30份、发光粉20～30份、玻璃微珠30～40份、减水剂0.2～0.5份、减缩剂0.3～0.5份、促凝剂0.3～0.5份、水30～40份。本发明的路面标线涂料以无机材料为主，耐紫外线，不易老化，具有良好的粘接性和耐磨性能，且具有自行发光的特性。

Description

一种自发光路面标线涂料及其制备方法、施工方法
技术领域
本发明涉及路面标线技术领域，尤其涉及一种自发光路面标线涂料及其制备方法、施工方法。
背景技术
现有的路面标线涂料主要由丙烯酸或树脂等有机物制成，长期在汽车碾压和紫外线作用下易老化，耐磨性、耐久性差，一般0.5～2年左右就需要维修或者重新划线。此外，现有的地面标线在晚上需要外界光源照射才可以通过反射光线达到提示行人或车辆的作用，在没有路灯的黑暗环境(人行道)下，无法起到警示或提示的作用，存在技术上的不足。其次，现有的路面标线涂料采用热熔或冷喷方式施工，施工方法复杂，工时长。
中国专利CN109251614A公开的一种水性马路划线漆，按重量百分比计，包括以下组分：聚酯复合丙烯酸乳液15-20％，玻璃珠25-28％，钛白粉15-20％，滑石粉12-15％，防沉剂1-2％，防冻剂0.5-1％，分散剂0.5-0.8％，润湿剂0.1-0.2％，消泡剂0.3-0.5％，pH调节剂0.2-0.3％，防腐剂0.2-0.6％，增稠剂0.2-0.5％，水20-25％。该专利选用的聚酯复合丙烯酸乳液，聚酯为壳，丙烯酸为核，其主要原料为有机物，其到粘粘、固定和抗磨损的作用，但该有机物长期在汽车碾压和紫外线作用下易老化，耐磨性、耐久性差；此外，其选用的玻璃珠为半面镀铝反光玻璃微珠，晚上需要外界光源照射才可以通过反射光线达到提示行人或车辆的作用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种自发光路面标线涂料，以无机材料为主，耐紫外线，不易老化，具有良好的粘接性和耐磨性能。
本发明还要解决的技术问题在于，提供一种自发光路面标线涂料的制备方法，方法简单，成本低。
本发明还要解决的技术问题在于，提供一种自发光路面标线的施工方法，方法简单，划线过程中无需热熔，标线硬化快、施工时间短。
为了解决上述技术问题，本发明提供了1、一种自发光路面标线涂料，其按照重量份计包括以下组分：偏高岭土20～30份、生石灰20～30份、发光粉20～30份、玻璃微珠30～40份、减水剂0.2～0.5份、减缩剂0.3～0.5份、促凝剂0.3～0.5份、水30～40份。
作为上述方案的改进，所述偏高岭土的制备方法为：采用高岭土为原料，在700～850℃下煅烧1.5～4小时。
作为上述方案的改进，所述生石灰的用量：所述偏高岭土的用量＝(1.0～1.2):1。
作为上述方案的改进，所述生石灰的用量：所述水的用量＝1：(1:2～1.7)。
作为上述方案的改进，所述生石灰为石生粉，粒径为100～300目。
作为上述方案的改进，所述玻璃微珠的粒径为20～50目。
作为上述方案的改进，20～30目的玻璃微珠体积比占20％～40％，30～40目的玻璃微珠体积比占20％～50％，40～50目的玻璃微珠体积比占10％～15％。
相应地，本发明还提供了一种自发光路面标线涂料的制备方法，包括：
S11、将生石灰20～30份和水30～40份混合均匀，形成Ca(OH)2悬浊液；
S12、将偏高岭土20～30份加入到已散热的Ca(OH)2悬浊液中，然后依次进行低速搅拌和高速搅拌，得到混合液；
S13、将发光粉20～30份、玻璃微珠30～40份、减水剂0.2～0.5份、减缩剂0.3～0.5份、促凝剂0.3～0.5份加入到混合液中，混合均匀即得到自发光路面标线涂料。
作为上述方案的改进，步骤S12中，低速搅拌的速度为50～80转/min，搅拌时间为2～5min；高速搅拌的速度为300～500转/min，搅拌时间为1.5～3min。
相应地，本发明还提供了一种自发光路面标线的施工方法，包括：
S21、对路面基底进行预处理；
S22、制备如权利要求1～7任一项所述的自发光路面标线涂料；
S23、采用划线设备将自发光路面标线涂料喷涂于预处理的路面基底上，形成厚度为3.5～5mm的自发光路面标线；
S24、在自发光路面标线涂料初凝后进行覆膜养护，每个4～6小时喷洒水依次，养护24小时以上；
S25、完成养护后，采用50～80目的打磨设备打磨自发光路面标线，以使自发光路面标线平整、光滑。
实施本发明，具有如下有益效果：
本发明的自发光路面标线涂料与混凝土、沥青地面具有良好的粘结性(高于一般胶水)，同时其本身耐磨性和硬度与混凝土材料接近，高于有机物的面标线涂料。此外，本发明自发光路面标线涂料呈白色半透明，可根据需要添加辅助颜料，既不会影响其本身发光效果，又可以制成不同颜色的标线。
本发明自发光路面标线涂料的主要原料为无机材料，耐紫外线，不易老化；此外，本发明自发光路面标线涂料中的偏高岭土被Ca(OH)2激发，硬化后形成高强、内部结构致密的地聚物，可以与路面基底形成良好的粘接效果，并具有良好的耐磨性能；进一步地，本发明将一定粒径的玻璃微珠加入到地聚物中，以满足自发光路面标线涂料中骨料的级配要求，进一步提高自发光路面标线涂料的耐磨性能和强度性能，以便于自发光路面标线涂料划线施工；更进一步地，本发明的自发光路面标线涂料在白天吸收太阳能并储存能力，夜间将太阳能以可见光的形式释放出来，达到提示行人和车辆的目的。
本发明的自发光路面标线涂料的制备方法简单，制备成本低。
本发明的施工方法简单，划线过程中无需热熔，标线硬化快、施工时间段。
附图说明
图1是本发明自发光路面标线涂料的制备方法流程图；
图2是本发明自发光路面标线的施工方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
本发明提供的一种自发光路面标线涂料，其按照重量份计包括以下组分：偏高岭土20～30份、生石灰20～30份、发光粉20～30份、玻璃微珠30～40份、减水剂0.2～0.5份、减缩剂0.3～0.5份、促凝剂0.3～0.5份、水30～40份。
现有的路面标线涂料主要由丙烯酸或树脂等有机物制成，长期在汽车碾压和紫外线作用下易老化，耐磨性、耐久性差，一般0.5～2年左右就需要维修或者重新划线。此外，现有的地面标线在晚上需要外界光源照射才可以通过反射光线达到提示行人或车辆的作用，在没有路灯的黑暗环境(人行道)下，无法起到警示或提示的作用，存在技术上的不足。
本发明提供的路面标线涂料是一种无机材料，具有较高的耐磨性和耐侯性，同时具有夜间自发光的性能，既可有效克服现有地面标线材料的耐久性不足的缺点，又可以在无外界光源照明的黑暗环境下发挥标识警示的作用。
本发明的自发光路面标线涂料与混凝土、沥青地面具有良好的粘结性(高于一般胶水)，同时其本身耐磨性和硬度与混凝土材料接近，高于有机物的面标线涂料。此外，本发明自发光路面标线涂料呈白色半透明，可根据需要添加辅助颜料，既不会影响其本身发光效果，又可以制成不同颜色的标线。
具体的，本发明路面标线涂料中的生石灰与水反应生成强碱性的Ca(OH)2，偏高岭土被Ca(OH)2激发，硬化后形成高强、内部结构致密的地聚物。本发明形成的地聚物呈白色，并具有半透光性，加入适量的发光粉后便可形成自发光的路面标线涂料。其中，本发明通过添加玻璃微珠来抵抗地聚物的体积收缩，减小路面标线涂料开裂，起骨架作用。
需要说明的是，生石灰与水的质量比在一定的比例范围内，可以获得浓度适宜的Ca(OH)2溶液，这样可以更好地激发偏高岭土，形成强度更好、内部结构更致密的低聚物。优选的，所述生石灰的用量：所述水的用量＝1：(1:2～1.7)，更优的，所述生石灰的用量：所述水的用量＝1：(1:4～1.5)。
优选的，本发明选用粒径为100～300目的生石灰粉作为原料，若生石灰粉的粒径小于100目，则生石灰粉与水反应生成Ca(OH)2的量过少、生成速率过低，从而影响碱激发反应速率，同时也会降低地聚物强度；若生石灰粉的粒径大于300目，则生石灰粉与水的反应速率急剧加快，短时间内大量生成的Ca(OH)2固体，导致材料整体失去流动性，也无法有效激发偏高岭土，进而无法形成碱激发地聚物材料，同时还增加成本。具体的，本发明选用粒径为100目、120目、150目、180目、200目、120目、250目、280目或300目的生石灰粉作为原料。更优的，本发明选用粒径为150～250目的生石灰粉作为原料。
其中，所述偏高岭土的制备方法为：采用高岭土为原料，在700～850℃下煅烧1.5～4小时。其中，偏高岭土的煅烧温度和煅烧时间对地聚物性能有直接影响，在600℃以下或者900℃以上温度煅烧制成的偏高岭土均不具备火山灰活性，在碱激发剂(Ca(OH)2)的作用下不能凝结硬化，不能形成强度和耐久性可靠的材料。同样的，煅烧时间低于1.5小时或高于5小时制成的偏高岭土均不具备火山灰活性，在碱激发剂(Ca(OH)2)的作用下不能凝结硬化，不能形成强度和耐久性可靠的材料。具体的，本发明的偏高岭土以高岭土为原料，在600℃、650℃、700℃、750℃、800℃、850℃或900℃下煅烧1.5小时、2小时、2.5小时、3小时、3.5小时或4小时。更优的，本发明的偏高岭土以高岭土为原料，在700～850℃下煅烧2～3小时，这样缩小偏高岭土的煅烧温度和煅烧时间，可以获得容易被Ca(OH)2激发的偏高岭土。优选的，偏高岭土的加入重量份为22～28份，进一步优选为24～27份。
优选的，所述生石灰的用量：所述偏高岭土的用量＝(1.0～1.2):1，更优的，所述生石灰的用量：所述偏高岭土的用量＝(1.05～1.15)：1，最优的，所述生石灰的用量：所述偏高岭土的用量＝(1.05～1.1)：1；此重量比例的生石灰与偏高岭土，可以获得与混凝度地面更好粘接性的地聚物。
需要说明的是，若璃微珠粒的粒径过大，则骨料容易外露，路面标线表面效果欠佳，同时涂抹施工困难；其中，50目以上的超细颗粒在砂浆中无法起到骨料作用，对路面标线性能提升没有直接效果，但会导致成本上升。
优选的，所述玻璃微珠的粒径为20～50目。更优的，20～30目的玻璃微珠体积比占20％～40％，30～40目的玻璃微珠体积比占20％～50％，40～50目的玻璃微珠体积比占10％～15％。本发明将不同粒径的玻璃微珠搭配使用，满足标线材料中骨料的级配要求，可以获得更耐磨的路面标线涂料，且保证流动性(施工性能)，便于划线施工。玻璃微珠总的加入重量份为32～38份，优选为34～37份。
本发明的发光粉选自长余辉发光材料，优选的，本发明的发光粉选自长铝酸锶系列长余辉发光材料。在现有不同发光材料当中，铝酸锶系列发光材料的亮度高、余辉时间最佳。为了保证最好的发光效果以及产品经济性更为合理，本发明发光粉的粒径为100～250目。若发光粉的粒径小于100目，则发光粉粒径过大，在地聚物内混合不均匀，从而导致本发明的路面标线涂料发光不均匀；若发光粉的粒径大于250目，则发光粉的粒径过小，成本会增加。发光粉的加入重量份为22～28份，优选为25～27份。
本发明的减水剂用于调节路面标线涂料的流动性，使得本发明的路面标线涂料易于划线施工。优选的，所述减水剂为聚羧酸系高性能减水剂。其中，若减水剂的用量过少，则会增加路面标线涂料粘稠度，无法施工划线；若减水剂的用量过多，则路面标线涂料的硬化速率变慢，影响施工工期。减水剂的加入重量份为0.2～0.4份，优选为0.3～0.4份。
本发明的减缩剂为辅助材料，用于减小地聚物的体积收缩，防止路面标线开裂。其中，若减缩剂的用量过少，则路面标线材料抗裂效果不明显。减缩剂的加入重量份为0.3～0.4份。
本发明的促凝剂用于调节路面标线材料的凝结硬化时间，若促凝剂的用量过少，则路面标线涂料的硬化时间过长，耽误工期；若促凝剂的用量过多，则路面标线涂料的硬化时间过短，还没施工划线就已经硬化。优选的，所述促凝剂为铝酸盐促凝剂或硅酸盐促凝剂，上述促凝剂可与其他组成材料相容，且不对其他组分产生负面影响。促凝剂的加入重量份为0.3～0.4份。
本发明自发光路面标线涂料的主要原料为无机材料，耐紫外线，不易老化；此外，本发明自发光路面标线涂料中的偏高岭土被Ca(OH)2激发，硬化后形成高强、内部结构致密的地聚物，可以与路面基底形成良好的粘接效果，并具有良好的耐磨性能；进一步地，本发明将一定粒径的玻璃微珠加入到地聚物中，以满足自发光路面标线涂料中骨料的级配要求，进一步提高自发光路面标线涂料的耐磨性能和强度性能，以便于自发光路面标线涂料划线施工；更进一步地，本发明的自发光路面标线涂料在白天吸收太阳能并储存能力，夜间将太阳能以可见光的形式释放出来，达到提示行人和车辆的目的。
参见图1，图1是本发明自发光路面标线涂料制备方法的流程图，本发明提供的一种自发光路面标线涂料的制备方法，包括：
S11、将生石灰20～30份和水30～40份混合均匀，形成Ca(OH)2悬浊液；
优选的，对生石灰和水进行低速搅拌，以形成均匀的Ca(OH)2悬浊液。其中，低速搅拌的速度为50～80转/min，搅拌时间为2～5min。
S12、将偏高岭土20～30份加入到已散热的Ca(OH)2悬浊液中，然后依次进行低速搅拌和高速搅拌，得到混合液；
其中，低速搅拌的速度为50～80转/min，搅拌时间为2～5min；高速搅拌的速度为300～500转/min，搅拌时间为1.5～3min。优选的，高速搅拌的速度为350～450转/min，搅拌时间为1.5～2.5min。
由于偏高岭土的分子排列是不规则的，呈现热力学介稳状态，为了保证偏高岭土可以被Ca(OH)2充分激发，本发明采用低速搅拌和高速搅拌的方法来搅拌偏高岭土和Ca(OH)2悬浊液，这样不仅可以缩短制备时间，还可以形成高强、内部结构致密的地聚物。
S13、将发光粉20～30份、玻璃微珠30～40份、减水剂0.2～0.5份、减缩剂0.3～0.5份、促凝剂0.3～0.5份加入到混合液中，混合均匀即得到自发光路面标线涂料。
本发明的自发光路面标线涂料的制备方法简单，制备成本低。
参见图2，图2是本发明自发光路面标线施工方法的流程图，本发明提供的一种自发光路面标线的施工方法，包括：
S21、对路面基底进行预处理；
具体的，去除路面基底上的杂物和灰尘，然后用15～30目的打磨设备打磨需要划线的区域，以确保划线区域平整且表面粗糙。
S22、制备自发光路面标线涂料；
其中，自发光路面标线涂料在制备后30分钟内要完成划线。
S23、采用划线设备将自发光路面标线涂料喷涂于预处理的路面基底上，形成厚度为3.5～5mm的自发光路面标线；
S24、在自发光路面标线涂料初凝后进行覆膜养护，每个4～6小时喷洒水依次，养护24小时以上；
其中，本发明自发光路面标线涂料的初凝时间约为25～35分钟内。
S25、完成养护后，采用50～80目的打磨设备打磨自发光路面标线，以使自发光路面标线平整、光滑。
本发明的施工方法简单，划线过程中无需热熔，标线硬化快、施工时间短。
下面将以具体实施例来进一步产生本发明
实施例1
配方：
偏高岭土20份、生石灰20份、发光粉20份、玻璃微珠30份、减水剂0.2份、减缩剂0.3份、促凝剂0.3份、水30份；
制备方法：
将生石灰份和水混合均匀，形成Ca(OH)2悬浊液；
将偏高岭土加入到已散热的Ca(OH)2悬浊液中，以50转/min的速度搅拌5min，然后以300转/min的速度搅拌3min，得到混合物；
将发光粉、玻璃微珠、减水剂、减缩剂、促凝剂加入到混合液中，混合均匀即得到自发光路面标线涂料。
实施例2
偏高岭土24份、生石灰20份、发光粉22份、玻璃微珠32份、减水剂0.3份、减缩剂0.4份、促凝剂0.4份、水34份；
制备方法：
将生石灰份和水混合均匀，形成Ca(OH)2悬浊液；
将偏高岭土加入到已散热的Ca(OH)2悬浊液中，以60转/min的速度搅拌4min，然后以350转/min的速度搅拌2.5min，得到混合物；
将发光粉、玻璃微珠、减水剂、减缩剂、促凝剂加入到混合液中，混合均匀即得到自发光路面标线涂料。
实施例3
偏高岭土27份、生石灰23份、发光粉25份、玻璃微珠35份、减水剂0.3份、减缩剂0.4份、促凝剂0.3份、水35份；
制备方法：
将生石灰份和水混合均匀，形成Ca(OH)2悬浊液；
将偏高岭土加入到已散热的Ca(OH)2悬浊液中，以70转/min的速度搅拌3min，然后以400转/min的速度搅拌2min，得到混合物；
将发光粉、玻璃微珠、减水剂、减缩剂、促凝剂加入到混合液中，混合均匀即得到自发光路面标线涂料。
实施例4
偏高岭土26份、生石灰25份、发光粉26份、玻璃微珠36份、减水剂0.3份、减缩剂0.3份、促凝剂0.4份、水38份；
制备方法与实施例3相同。
实施例5
偏高岭土29份、生石灰27份、发光粉27份、玻璃微珠38份、减水剂0.4份、减缩剂0.4份、促凝剂0.4份、水33份；
制备方法与实施例3相同。
实施例6
偏高岭土30份、生石灰30份、发光粉30份、玻璃微珠40份、减水剂0.5份、减缩剂0.5份、促凝剂0.5份、水40份；
制备方法：
将生石灰份和水混合均匀，形成Ca(OH)2悬浊液；
将偏高岭土加入到已散热的Ca(OH)2悬浊液中，以80转/min的速度搅拌4min，然后以500转/min的速度搅拌2min，得到混合物；
将发光粉、玻璃微珠、减水剂、减缩剂、促凝剂加入到混合液中，混合均匀即得到自发光路面标线涂料。
对比例1
偏高岭土15份、生石灰20份、发光粉22份、玻璃微珠32份、减水剂0.2份、减缩剂0.3份、促凝剂0.3份、水50份；
制备方法与实施例3相同。
对比例2
偏高岭土40份、生石灰20份、发光粉20份、玻璃微珠30份、减水剂0.2份、减缩剂0.3份、促凝剂0.3份、水20份；
制备方法与实施例3相同。
对比例3
偏高岭土24份、生石灰20份、发光粉22份、玻璃微珠32份、水50份；
制备方法与实施例3相同。
对比例4
偏高岭土24份、生石灰20份、发光粉22份、玻璃微珠10份、减水剂0.2份、减缩剂0.3份、促凝剂0.3份、水34份；
制备方法与实施例3相同。
对比例5
偏高岭土24份、生石灰20份、发光粉22份、玻璃微珠50份、减水剂0.2份、减缩剂0.3份、促凝剂0.3份、水34份；
制备方法与实施例3相同。
对比例6
现有市售的路面标线涂料，其配方为：聚酯复合丙烯酸乳液15份、钛白粉15份、滑石粉13份、璃珠微珠26份、复合添加剂2.5份、水20份。
将实施例1～6和对比例1～6的路面标线涂料按照《GB/T 16925-1997》和《JT/T280-2004》进行测试，结果如下：进行了实验确认。实验结果表明，相同条件下，与传统地面标线材料相比，本方案所提供地面标线材料耐磨度高出约48％。
耐候性(抗紫外线)检测参照标准进行实验确认。实验结果表明，相同条件下，与传统地面标线材料相比，本方案所提供地面标线材料耐候性(抗紫外)性能指数高出约95％。
Figure BDA0002936383280000101
从上述结构可知，与现有的路面标线涂料相比，本发明的路面标线涂料的耐磨性比现有的路面标线涂料的耐磨性高于约48％，耐候性(抗紫外)性能指数高出约95％。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种自发光路面标线涂料，其特征在于，其按照重量份计包括以下组分：偏高岭土20～30份、生石灰20～30份、发光粉20～30份、玻璃微珠30～40份、减水剂0.2～0.5份、减缩剂0.3～0.5份、促凝剂0.3～0.5份、水30～40份。
2.如权利要求1所述的自发光路面标线涂料，其特征在于，所述偏高岭土的制备方法为：采用高岭土为原料，在700～850℃下煅烧1.5～4小时。
3.如权利要求1或2所述的自发光路面标线涂料，其特征在于，所述生石灰的用量：所述偏高岭土的用量＝(1.0～1.2):1。
4.如权利要求1所述的自发光路面标线涂料，其特征在于，所述生石灰的用量：所述水的用量＝1：(1:2～1.7)。
5.如权利要求1或4所述的自发光路面标线涂料，其特征在于，所述生石灰为石生粉，粒径为100～300目。
6.如权利要求1所述的自发光路面标线涂料，其特征在于，所述玻璃微珠的粒径为20～50目。
7.如权利要求6所述的自发光路面标线涂料，其特征在于，20～30目的玻璃微珠体积比占20％～40％，30～40目的玻璃微珠体积比占20％～50％，40～50目的玻璃微珠体积比占10％～15％。
8.一种自发光路面标线涂料的制备方法，其特征在于，包括：
S11、将生石灰20～30份和水30～40份混合均匀，形成Ca(OH)2悬浊液；
S12、将偏高岭土20～30份加入到已散热的Ca(OH)2悬浊液中，然后依次进行低速搅拌和高速搅拌，得到混合液；
S13、将发光粉20～30份、玻璃微珠30～40份、减水剂0.2～0.5份、减缩剂0.3～0.5份、促凝剂0.3～0.5份加入到混合液中，混合均匀即得到自发光路面标线涂料。
9.如权利要求8所述的自发光路面标线涂料的制备方法，其特征在于，步骤S12中，低速搅拌的速度为50～80转/min，搅拌时间为2～5min；高速搅拌的速度为300～500转/min，搅拌时间为1.5～3min。
10.一种自发光路面标线的施工方法，其特征在于，包括：
S21、对路面基底进行预处理；
S22、制备如权利要求1～7任一项所述的自发光路面标线涂料；
S23、采用划线设备将自发光路面标线涂料喷涂于预处理的路面基底上，形成厚度为3.5～5mm的自发光路面标线；
S24、在自发光路面标线涂料初凝后进行覆膜养护，每个4～6小时喷洒水依次，养护24小时以上；
S25、完成养护后，采用50～80目的打磨设备打磨自发光路面标线，以使自发光路面标线平整、光滑。
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