蓄能自发光道路标线涂料.docx

涂料技术CoatingsTechnology蓄能自发光道路标线涂料Energy Storage Self-Luminescent Road MarkingCoatings张茂丽1，史岩1，梁朝阳2，王东1(1.北京路桥瑞通养护中心，北京 101500；2.北京路政局怀柔公路分局，北京101400）摘要：简要介绍了发光材料的发光机理及种类， 叙述了蓄能自发光道路标线涂料的原材料选用、技 术性能等。试验结果表明，该涂料不但满足道路标 线涂料的各种性能要求，而且无毒、无放射性，白天吸收光能后，夜晚可持续发光12h以上，是一种高效环保型涂料。 关键词：发光材料；道路标线涂料；应用；逆反射系数0引言目前，市场中广泛使用的普通道路标线为被动反光型，其在规范驾驶、维护交通安全中发挥了非常重要的作 用。但普通道路标线在夜间无光照等可视性较弱的环境下 不能反光而失去被辨认性给交通安全带来极大危害。为了 改善普通标线可视性不足的缺点，使司机、行人在雨、雾、夜等视线辨别能力差的环境下不用灯光照射便能清晰地辨认道路标线，尤其是山区、乡镇公路夜间缺少照明设施，普通标线涂料没有灯光照射不能反光，使行人以及非机动 车使用人看不到标志标线，导致发生危险，同时也给交通 安全带来隐患，有必要开发适宜的发光涂料。蓄能自发光道路标线涂料在满足道路标线反光要求的基础上，让其增强在雨中、雨夜及黑暗环境下的可视性 且能够主动发光，具有主动可辨识性。在无光源、较黑暗 的环境下其可视性也优于普通标线，让行人和骑车人有了 参照物。1试验1.1原材料的选用1.1.1颜料及发光材料颜料应选用浅色系或与发光粉同色系，不宜采用深色系。一般选用高品质的金红石钛白粉既可以满足使用要求。早期的自发光材料，可以追溯到居里夫人发现的镭元素，这时的自发光材料可以称之为第一代自发光材料，具有一定的辐射性。第二代自发光材料——传统的硫化物荧光材料，由于其对人体具有一定的毒害性、放射性，以及发光亮度低和持续时间短等缺点，而使其应用领域受到很大的局限。第三代蓄能型自发光材料于20世纪90年代在我国问世，与前两代自发光材料相比，这种材料具有无毒、无放射性等显著优点。因此选用第三代蓄能型自发光材料，其吸收光能会发光，吸收热能、摩擦能也能够发光。1.1.2 树脂的选用树脂具有粘结性、速干性，可以将着色颜料、体质颜料、反光材料等结合在一起，与路面附着，熔融粘合，熔融时使涂料具有适宜的黏度，冷却后自干成膜。树脂要求：(1)软化点在 95~110℃之间，软化点过低， 在烧融过程中会造成部分原料沉淀，软化点过高，涂料在 施工中熔融的温度就会过高，不仅浪费能源，而且标线易 变脆剥落。(2)颜色要浅、透明度高，蓄能发光标线才会有更好的发光亮度。(3)耐热性好，热熔型标线涂料加热熔融时，如果树脂耐热性差，在加热过程中容易分解，使涂料变质。(4)耐候性好，树脂的耐候性直接决定标线的耐候性，如耐候性差标线会在短期内泛黄、产生龟裂等。(5)具耐磨性及粘结力，若耐磨性及粘结力差，会使标线与路面及玻 璃珠粘结不牢，产生标线与路面剥落，玻璃珠脱落，标线 使用寿命缩短等问题。1.1.3助剂的选用选择助剂时应考虑的性能有：与聚合物的相容性好， 增塑效率高，增塑速度快，具有耐久、耐光、耐热、耐寒、耐候等性能，无毒、无臭、无味、无色，贮存过程中不分 层、不离析、不挥发，而且加量少、价廉易得等。有时单 一增塑剂很难满足上述各种性能要求，通常是两种或两种 以上增塑剂配合使用，以获得最佳使用效果。1.2涂料配方的研究涂料配方的研究主要考虑以下几个方面：(1) 涂料的各项性能指标能够满足道路标线涂料的国12涂料技术与文摘 Coatings Technology Abstracts涂料技术CoatingsTechnology家标准要求；(2) 涂料的发光余晖时间达到12h以上，特别是18:00到0:00以前具有良好的发光效能；(3)是无毒、无味、无放射性、无污染的环保涂料；(4) 合理的价格。根据上述原则，本研究采用不同品牌、不同掺量的超长余晖发光粉进行了大量的实验。考虑到超长余晖发光粉的价格高、密度大，为使涂料具有良好的施工性能和价格优势，必须随其掺量的变化而全面调整其他原料的用量比例，通过一系列试验，最终确定比较适宜的发光粉用量和其他种类原料用量比例，如表1。表1涂料试验配方原料W/%原料W/%树脂(上海金森)15填料50~55钛白粉3.5~5玻璃珠18~20PE树脂0.8~1.2EVA0.6~1.1二辛酯0.8~1.2发光材料4~102涂料的制备涂料的制备是一个纯物理混合过程，其制备过程如下：首先将三分之一的填料倒入混合釜，而后加入树脂、 助剂，搅拌均匀后，在搅拌条件下再依次加入颜料、发光材料、玻璃微珠、填料，搅拌均匀后，出釜装袋即可。3发光原理