道路標線用反光珠的製作方法
2023-08-06 13:58:01 2
道路標線用反光珠的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種道路標線用反光珠，包括二氧化鈦、氧化鈣、氧化鋯、氧化硼、三氧化二鋁以及無機鹽添加劑，道路標線用反光珠的製備工藝包括以下步驟：步驟一、將二氧化鈦、氧化鈣、氧化鋯、氧化硼、三氧化二鋁以及無機鹽添加劑經納米砂磨機研磨和高速分散後得到無機漿液；步驟二、無機漿液通過噴霧乾燥造粒；步驟三、乾燥後的粒子在高溫富氧環境下燒結成微粒；步驟四、微粒經冷卻、收集、篩分後獲得道路標線用反光珠。通過對產品組分進行改進，微晶陶珠的折射率可達到2.2以上，改善了產品的耐候、耐磨、耐水、耐鹼功能和與塗料的附著力，使產品具有高硬度和高耐磨性，在確保產品達到全天候反光效果的同時，保證了陶珠與標線使用壽命的一致性。
【專利說明】道路標線用反光珠
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種路面標線反光塗料，具體涉及一種道路標線用反光珠。
【背景技術】
[0002]據有關統計資料表明，道路交通事故在各類傷亡事故中佔據61%的比例，而夜間交通事故又佔到全部交通事故的73%，其中雨夜行車發生事故的比例最大。導致雨夜交通事故多發的主要原因，是由於雨夜天氣道路標線失去反光性能，標線不清晰而失去引導作用，致使司機極易偏離方向或併線行駛。同時，由於對導向箭頭看不清楚，也極易誤導方向感。再加上司機視線模糊及犯困、容易疲勞駕駛等等。為此，作為交通安保工程主要材料的路面標線塗料，如何增強在雨夜時段的反光性能，是國內外交通領域許多專家長期以來研究的重要課題，也取得了一定的成效。標線反光經過了由螢光粉反光到玻璃珠反光的發展過程。目前傳統的反光標線就是通過在標線塗料中撒播適量玻璃珠而起到反光作用。但玻璃珠的反光折射率始終徘徊在1.5級以下，在更高的折射率上無法突破，即使在晴天的夜間，視認性距離也相當短，同時，玻璃珠遇到潮溼就會失去反光效果，因此，在雨夜時段，該類標線的反光效果大大降低，給雨夜行車帶來安全隱患。
[0003]近年來，在歐洲的德、法、英等國及美國、日本等許多發達國家都將高折射率反光材料的研究列為高科技新型材料的研究課題。該類技術首先要研究解決所用的材料及其製備方法。日本三德金屬工業株式會社曾經於1996年10月在中國公開申請了一種關於「具有氧吸收和解吸能力的複合氧化物及其製備方法」的專利技術；英國赤土技術有限公司1997年3月公開了一種娃酸鹽物料,含有鹼金屬氧化物和二氧化娃的無定形粘合基質；但上述這些研究成果均未涉及反光陶珠材料及其在路面標線中的應用。
[0004]我國於2000年由中科院感光所作為「863」計劃項目承擔研究，開發出「高折射率透明陶瓷玻璃微珠的製備新技術」，成功製備出ND值達1.8的高折射率玻璃微珠，比傳統的1.5級玻璃珠效果更好，為反光微珠的國產化奠定了基礎，並在交通領域中得到普及應用。但折射率在1.8級的反光玻璃微珠，用於道路標線時，遇到大雨瓢潑的天氣，標線就會被雨水淹沒，夜間還是沒有反光效果。而目前國內外所開發的玻璃微珠折射率一直徘徊在
1.9-2.2之間，始終未能突破2.2級以上。
[0005]道路標線反光現象通常有兩種，一種是回歸反射，是指光線從車燈處照射到道路標線的玻璃珠上，並返回到司機的視線中來。另一種是光線在標線塗膜上形成的鏡面反射，即光線從車燈處照射到道路標線面上並在標線面上發生鏡面反射，光線遠離光源，不能回到司機的視線中。強度為1的光線來到空氣一反光原件界面處，在位置「A」處首先發生折射，僅有一部分光線能進入到反光原件中，這部分的光線強度為1'，此時的折射率為R1 =1' /1;強度為1'光線在反光原件的內表面「B」處，即反光原件一塗料的界面處，發生鏡面反射，僅有一部分光線能回到反光原件中，這部分光線強度為Ir'，此時的反射率為R2= Ir' /1';當強度為Ir'的光線再次來到反光原件與空氣的界面「C」處，再次發生折射，折射率R3 = Ir/Ir'，見圖1所示。整個過程中的折射率R = R1.R2.R3 = Ir/1 ;其中Rp R3數值的大小與反光原件本身特性，即與反光原件的表面處理情況、折射率等有關；R2的數值特性與反光原件一塗料的界面特性有關，由於在該界面上是發生的鏡面反射，因此可以認為R2的值由塗料的本身特性來決定，通常受塗料的亮度因素、緻密性等的影響。施工時，採用同一種反光原件時，而選用不同的塗料，白度越高的產品，其回歸反射值越高，標線夜間的亮度也越高，反之亦然同一種道路標線塗料在選用不同的玻璃珠時，夜間的回歸反射值也可能不同。這就是說，要使標線獲得良好的夜間反光效果，可以通過對反光原件、道路標線塗料的合理選擇來達到較好的夜間反光效果。一般說，反光原件的折射率越高，標線的夜間反光效果越好。
[0006]反光原件的成圓率是指反光原件與理想球體接近程度的度量，這是一個統計概念。成圓率直接影響標線的回歸反射能力，反光原件的成圓率越高，則相同數量的反光原件在相同的施工環境下，標線獲得的反光亮度越強。或者說一粒單一的反光原件越圓，越接近理想球體，則回歸反射強度也就越高。
[0007]圖2所示為成圓狀況差的反光原件在標線中對光線的反射現象，由圖2可見，成圓狀況差的反光原件對光線的回歸反射效果較差，有很大一部分光線因為種種原因不能回到司機的視線中去，而是遠離司機方向逃逸損耗掉了。
[0008]綜上所述，如何將傳統材料的反光性能加以提高，確保微晶陶珠的折射率(ND值)> 2.2，是本發明的技術關鍵之一。在達到高折射率的同時，如何使產品增強高硬度和高耐磨性，這就要解決產品的耐候、耐磨、耐水、耐鹼功能和與塗料的附著力，在確保產品達到全天候反光效果的同時，陶珠與標線使用壽命的一致性，這是本發明的技術關鍵之二。
【發明內容】
[0009]本發明所要解決的技術問題在於提供一種道路標線用反光珠，通過對產品組分進行改進，微晶陶珠的折射率(ND值)可達到2.2以上，在達到高折射率的同時，改善了產品的耐候、耐磨、耐水、耐鹼功能和與塗料的附著力，使產品具有高硬度和高耐磨性，在確保產品達到全天候反光效果的同時，保證了陶珠與標線使用壽命的一致性。
[0010]為解決上述現有的技術問題，本發明採用如下方案:道路標線用反光珠，製備原料包括以下組分:二氧化鈦、氧化鈣、氧化鋯、氧化硼、三氧化二鋁以及無機鹽添加劑，所述道路標線用反光珠的製備工藝包括以下步驟:步驟一、將二氧化鈦、氧化鈣、氧化鋯、氧化硼、三氧化二鋁以及無機鹽添加劑混合，經納米砂磨機研磨和高速分散後得到無機漿液；步驟二、無機漿液通過噴霧乾燥造粒，乾燥後的粒子的粒徑達到200~250目；步驟三、乾燥後的粒子在高溫富氧環境下燒結成微粒；步驟四、微粒經冷卻、收集、篩分後獲得道路標線用反光珠。
[0011]作為優選，按質量百分比計，二氧化鈦含量為60 % -85 %、氧化鈣含量為
1.5% -15 %、氧化鋯含量為5% -10 %、氧化硼含量為2% -15 %、三氧化二鋁含量為1% -10%。
[0012]作為優選，按質量百分比計，二氧化鈦含量為55%~80%、氧化鈣含量為2%~10%、氧化鋯含量為6%~12%、氧化硼含量為5%~16%、三氧化二鋁含量為2%~12%。
[0013]有益效果:
[0014] 本發明採用上述技術方案提供的道路標線用反光珠，經檢測，反光折射率達到了^ 2.43級，而且在水下5cm能照常反光，是目前替代玻璃珠的一種最先進、科技含量最高的反光材料，通過降低產品的溼透率、提高產品的折射率及提高產品逆反射係數等，使產品實現水下回歸反光作用，產品用於路面標線，起到全天候反光作用，為駕駛員行車指示方向、指示車道起到積極作用，特別是為雨夜行車增強視認性，以降低道路交通事故的發生率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為道路標線的回歸反射示意圖；
[0016]圖2為成圓狀況差的反光原件在標線中對光線的反射現象；
[0017]圖3為煅燒噴槍的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]實施例一:
[0019]道路標線用反光珠，包括以下組分:二氧化鈦、氧化鈣、氧化鋯、氧化硼、三氧化二鋁以及無機鹽添加劑；所述道路標線用反光珠的製備工藝包括以下步驟:步驟一、將二氧化鈦、氧化鈣、氧化鋯、氧化硼、三氧化二鋁以及無機鹽添加劑混合，經納米砂磨機研磨和高速分散後得到無機漿液；步驟二、無機漿液通過噴霧乾燥造粒，乾燥後的粒子的粒徑達到200~250目；步驟三、乾燥後的粒子在高溫富氧環境下燒結成微粒；步驟四、微粒經冷卻、收集、篩分後獲得道路標線用反光珠。按質量百分比計，二氧化鈦含量為60% -85%、氧化鈣含量為1.5% -15%、氧化鋯含量為5% -10%、氧化硼含量為2% -15%、三氧化二鋁含量為 1% -10%。
[0020]實施例二:
[0021]與實施例一的不同之處在於:按質量百分比計，二氧化鈦含量為55%~80%、氧化鈣含量為2%~10%、氧化鋯含量為6%~12%、氧化硼含量為5%~16%、三氧化二鋁含量為2%~12%。
[0022]實施例三:
[0023]全天候高折射反光微晶陶珠，包括內核和道路標線用反光珠，所述道路標線用反光珠採用如實施例一或實施例二所述的道路標線用反光珠；所述全天候高折射反光微晶陶珠的製備工藝包括以下步驟:將內核在粘結劑漿料中浸泡後撈取放入過量道路標線用反光珠的容器中，攪拌後裝箱進入燒結爐，內核和道路標線用反光珠在燒結爐在800°C ±20°C下燒結成成品。
[0024]所述內核為玻璃球。玻璃球可以為現有市售的道路標線反光玻璃珠；也可為如申請號為201010213905.9、名稱為一種用於道路標線的礦石玻璃珠中所述的礦石玻璃珠等坐寸ο
[0025]折射率在2.0左右的市售玻璃微珠的組成有多種，對於PbO-Na2O-S12系統的玻璃，這種系統也是製造高折射率的塊狀光學玻璃經常選用的系統，雖然容易得到高折射率的玻璃微珠，但如含PbO較多時，不但會使玻璃微珠著色，而且製造時有毒，因此對於環境保護和人體健康不利，此系統的使用就受到了限制。對於T12-Bi2O3系統，其折射率可高達
2.7以上，但此系統析晶傾向很大，生產過程中工藝特別不易控制；對於T12-BaO-B2O3系統的玻璃，該系統在折射率達1.9以上時就會容易產生失透，致使部分或全部的玻璃微珠不透明，使其光學性能大為降低。表1為研磨介質用玻璃微珠的化學組成及折射率數據。
[0026]表1研磨介質用玻璃微珠的配方組成(wt% )及折射率
【權利要求】
1.道路標線用反光珠，其特徵在於:包括以下組分:二氧化鈦、氧化鈣、氧化鋯、氧化硼、三氧化二鋁以及無機鹽添加劑，所述道路標線用反光珠的製備工藝包括以下步驟:步驟一、將二氧化鈦、氧化鈣、氧化鋯、氧化硼、三氧化二鋁以及無機鹽添加劑混合，經納米砂磨機研磨和高速分散後得到無機漿液；步驟二、無機漿液通過噴霧乾燥造粒，乾燥後的粒子的粒徑達到200~250目；步驟三、乾燥後的粒子在高溫富氧環境下燒結成微粒；步驟四、微粒經冷卻、收集、篩分後獲得道路標線用反光珠。
2.根據權利要求1所述的道路標線用反光珠，其特徵在於:按質量百分比計，二氧化鈦含量為60% -85%、氧化鈣含量為1.5% -15%、氧化鋯含量為5% _10%、氧化硼含量為2% -15%、三氧化二鋁含量為1% -10%。
3.根據權利要求1所述的道路標線用反光珠，其特徵在於:按質量百分比計，二氧化鈦含量為55%~80%、氧化鈣含量為2%~10%、氧化鋯含量為6%~12%、氧化硼含量為5%~16%、三氧化二鋁 含量為2%~12%。
【文檔編號】C09D5/33GK104046116SQ201410191855
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月6日 優先權日:2014年5月6日
【發明者】應華強 申請人:湖州遠光路標塗料有限公司