CN106893433B - 隧道自发光标线及涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隧道自发光涂料，按重量份数计，由以下组份组成：树脂乳液10‑20份，玻璃珠15‑30份，水泥20‑30份，纳米级稀土发光材料3‑8份，石墨烯和膨胀石墨的混合物1‑3份，K树脂0.5‑2份，聚乙烯树脂0.1‑1份，其中纳米级稀土发光材料为纳米片、纳米线或纳米棒。本发明的自发光涂料余辉亮度高，在黑暗中持续时间长，衰减较慢，由其制作的标线诱导性强。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光涂料，具体涉及一种隧道自发光标线及涂料。
背景技术
自发光材料也称超长余辉蓄能型发光材料，它能够在接受光的照射后把不可见光波激发为肉眼可见光波，并将多余的光能储存起来，停止光照后再将储存的光能以荧光的形式缓慢释放出来，这种材料对逃生救援有很好的诱导作用，故被广泛应用于公路隧道、地下交通工程中。
但在实际应用中，由于隧道的特殊性环境：半封闭性和潮湿，涂料受环境影响较大，从而导致涂料使用性能的下降，涂有发光涂料的标记线及标记图案余辉亮度衰减快，使用寿命短。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种隧道自发光标线及涂料，该涂料及由该涂料标记的标记线经激发后在黑暗中持续发光时间超过14h，且衰减较慢，使用寿命有所延长。
为解决上述技术问题本发明采用的技术方案是：
一种隧道自发光涂料，按重量份数计，由以下组份组成：树脂乳液10-20份，玻璃珠15-30份，水泥20-30份，纳米级稀土发光材料3-8份，石墨烯和膨胀石墨的混合物1-3份，K树脂0.5-2份，聚乙烯树脂0.1-1份，其中纳米级稀土发光材料为纳米片、纳米线或纳米棒。
优选的，所述纳米级稀土发光材料选自LaF3 :Eu 纳米片或CePO4 :Tb 纳米棒。
优选的，所述树脂乳液为聚丙烯酸乳液或苯丙乳液或聚醋酸乙烯酯乳液。
优选的，所述水泥为碱矿渣水泥。
优选的，所述树脂乳液的固含量不超过40%。
优选的，所述玻璃珠的直径0.2-0.5mm，其中椭圆形玻璃珠所占重量百分比为5-10%。玻璃珠选用价格低廉的普通硅酸盐玻璃珠即可。
优选的，所述石墨烯和膨胀石墨的重量比为0.1-0.5：1。
更优选的，所述石墨烯和膨胀石墨的混合物由以下方法制备：
（1）将膨胀石墨加入含有表面活性剂和碱的溶剂中，搅拌均匀；（2），将步骤（1）得到的混合液放入反应釜中，在200-250℃，2-5atm下反应30-50min，然后洗涤，调节PH至6-7，过滤干燥得改性膨胀石墨；（3）向改性膨胀石墨A中加入氨基硅烷中，60-100℃搅拌均匀，离心分离得石墨烯和膨胀石墨的混合物。
经步骤（1）和步骤（2）得到的改性膨胀石墨中已含有部分石墨烯。
本发明还提供由上述涂料所制备的发光标线，所述标线包括直线、曲线、带有直线或曲线的图案。
该涂料的优选制备方法包括步骤：先将约1/2的玻璃珠、水泥及石墨烯和膨胀石墨的混合物加入混合釜中，然后依次加入树脂乳液、K树脂和聚乙烯树脂，搅拌均匀，最后边搅拌边将剩余组分全部加入反应釜中搅拌均匀后即可。
本发明中K树脂指丁苯透明抗冲树脂（K-Resin）。本发明所用水泥、K树脂的颗粒直径最大不超过1.0mm。
本发明所达到的有益效果：
本发明的自发光涂料余辉亮度高，在黑暗中持续时间长，衰减较慢，由其制作的标线诱导性强。纳米级发光材料的发光性能与其形貌有关，本发明中使用的纳米片、、纳米线或纳米棒形式的发光材料在本配方中能获得更好的效果。起始余辉亮度大于3000mcd/m2，10min后余辉亮度大于800 mcd/m2，60min后大于200 mcd/m2，120min后大于90 mcd/m2，余辉时间大于14h（余辉亮度不低于0.86 mcd/m2），在黑暗中诱导效果好。
本发明使用的玻璃珠折射率高，与配方中其他组分配合能获得更好的光线效果。碱矿渣水泥相较普通水泥有更好的防火性能，石墨烯与膨胀石墨混合物的添加不仅能提高涂料的阻燃性，还使涂料具有较好的自洁性能，提高其耐候性，延长涂料的使用寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种隧道自发光涂料，按重量份数计，有以下组份组成：固含量为40%的聚丙烯酸乳液10份，直径大小范围为0.2-0.5mm的玻璃珠19份，其中椭圆形玻璃珠所占重量百分比为8%。碱矿渣水泥20份，纳米片形式的稀土发光材料3份，石墨烯和膨胀石墨的混合物1份，K树脂0.5份，聚乙烯树脂0.1份，
其中，石墨烯和膨胀石墨的混合物中石墨烯和膨胀石墨的重量比为0.2：1。
先将约1/2的玻璃珠、水泥及石墨烯和膨胀石墨的混合物加入混合釜中，然后依次加入树脂乳液、K树脂和聚乙烯树脂，搅拌均匀，最后边搅拌边将剩余组分全部加入反应釜中搅拌均匀后得涂料。将以上涂料用于隧道标线的绘制。
使用效果：可见光照射10min后，起始余辉亮度3100mcd/m2，10min后余辉亮度809mcd/m2，60min后210 mcd/m2，120min后95 mcd/m2，余辉时间15h（整个黑暗中余辉亮度不低于0.86 mcd/m2），根据GB12441-2005 进行检测得出：燃烧时间大于1h，远大于技术要求的15min，擦洗8000次以上，仍能保持优良性能。
实施例2
一种隧道自发光涂料，按重量份数计，有以下组份组成：固含量为35%的聚丙烯酸乳液18份，直径大小范围为0.2-0.5mm的玻璃珠21份，其中椭圆形玻璃珠所占重量百分比为5%。碱矿渣水泥28份，LaF3 :Eu 纳米片5份，石墨烯和膨胀石墨的混合物1.8份，K树脂0.9份，聚乙烯树脂0.5份，
其中，石墨烯和膨胀石墨的混合物中石墨烯和膨胀石墨的重量比为0.4：1。
先将约1/2的玻璃珠、水泥及石墨烯和膨胀石墨的混合物加入混合釜中，然后依次加入树脂乳液、K树脂和聚乙烯树脂，搅拌均匀，最后边搅拌边将剩余组分全部加入反应釜中搅拌均匀后得涂料。将以上涂料用于隧道标线的绘制。
使用效果：可见光照射5min后，起始余辉亮度3200mcd/m2，10min后余辉亮度812mcd/m2，60min后210 mcd/m2，120min后92 mcd/m2，余辉时间15.5h（整个黑暗中余辉亮度不低于0.86 mcd/m2），根据GB12441-2005 进行检测得出：燃烧时间大于1h，远大于技术要求的15min，擦洗8000次以上，仍能保持优良性能。
实施例3
一种隧道自发光涂料，按重量份数计，有以下组份组成：固含量为40%的聚丙烯酸乳液20份，直径大小范围为0.2-0.5mm的玻璃珠23份，其中椭圆形玻璃珠所占重量百分比为8%。碱矿渣水泥25份，CePO4 :Tb 纳米棒5份，石墨烯和膨胀石墨的混合物1.2份，K树脂1.5份，聚乙烯树脂0.3份，
其中，石墨烯和膨胀石墨的混合物中石墨烯和膨胀石墨的重量比为0.2：1。
先将约1/2的玻璃珠、水泥及石墨烯和膨胀石墨的混合物加入混合釜中，然后依次加入树脂乳液、K树脂和聚乙烯树脂，搅拌均匀，最后边搅拌边将剩余组分全部加入反应釜中搅拌均匀后得涂料。将以上涂料用于隧道标线的绘制。
使用效果：可见光照射5min后，起始余辉亮度3240mcd/m2，10min后余辉亮度820mcd/m2，60min后208 mcd/m2，120min后90 mcd/m2，余辉时间16h（整个黑暗中余辉亮度不低于0.86 mcd/m2），根据GB12441-2005 进行检测得出：燃烧时间大于1h，远大于技术要求的15min，擦洗8000次以上，仍能保持优良性能。
实施例4
一种隧道自发光涂料，按重量份数计，有以下组份组成：固含量为40%的聚丙烯酸乳液10份，直径大小范围为0.2-0.5mm的玻璃珠19份，其中椭圆形玻璃珠所占重量百分比为8%。碱矿渣水泥20份，纳米片形式的稀土发光材料3份，石墨烯和膨胀石墨的混合物1份，K树脂0.5份，聚乙烯树脂0.1份，
其中，石墨烯和膨胀石墨的混合物由以下方法制备：
（1）将膨胀石墨加入含有表面活性剂和碱的溶剂中，搅拌均匀；（2），将步骤（1）得到的混合液放入反应釜中，在200-250℃，2-5atm下反应30-50min，然后洗涤，调节PH至6-7，过滤干燥得改性膨胀石墨；（3）向改性膨胀石墨A中加入氨基硅烷中，60-100℃搅拌均匀，离心分离得石墨烯和膨胀石墨的混合物。
先将约1/2的玻璃珠、水泥及石墨烯和膨胀石墨的混合物加入混合釜中，然后依次加入树脂乳液、K树脂和聚乙烯树脂，搅拌均匀，最后边搅拌边将剩余组分全部加入反应釜中搅拌均匀后得涂料。将以上涂料用于隧道标线的绘制。
使用效果：可见光照射10min后，起始余辉亮度3500mcd/m2，10min后余辉亮度846mcd/m2，60min后255 mcd/m2，120min后99mcd/m2，余辉时间18h（整个黑暗中余辉亮度不低于0.88 mcd/m2），根据GB12441-2005 进行检测得出：燃烧时间大于1h，远大于技术要求的15min，擦洗8000次以上，仍能保持优良性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种隧道自发光涂料，其特征在于，按重量份数计，由以下组份组成：树脂乳液10-20份，玻璃珠15-30份，水泥20-30份，纳米级稀土发光材料3-8份，石墨烯和膨胀石墨的混合物1-3份，丁苯透明抗冲树脂0.5-2份，聚乙烯树脂0.1-1份，其中纳米级稀土发光材料为纳米片、纳米线或纳米棒。
2.根据权利要求1所述的隧道自发光涂料，其特征在于，所述纳米级稀土发光材料选自LaF3 :Eu纳米片或CePO4 :Tb 纳米棒。
3.根据权利要求1或2所述的隧道自发光涂料，其特征在于，所述树脂乳液为聚丙烯酸乳液或苯丙乳液或聚醋酸乙烯酯乳液。
4.根据权利要求3所述的隧道自发光涂料，其特征在于，所述水泥为碱矿渣水泥。
5.根据权利要求1所述的隧道自发光涂料，其特征在于，所述树脂乳液的固含量不超过40%。
6.根据权利要求1所述的隧道自发光涂料，其特征在于，所述玻璃珠的直径0.2-0.5mm，其中椭圆形玻璃珠所占重量百分比为5-10%。
7.根据权利要求1所述的隧道自发光涂料，其特征在于，所述石墨烯和膨胀石墨的重量比为0.1-0.5：1。
8.根据权利要求1所述的隧道自发光涂料，其特征在于，所述石墨烯和膨胀石墨的混合物由以下方法制备：
（1）将膨胀石墨加入含有表面活性剂和碱的溶剂中，搅拌均匀；（2），将步骤（1）得到的混合液放入反应釜中，在200-250℃，2-5atm下反应30-50min，然后洗涤，调节PH至6-7，过滤干燥得改性膨胀石墨；（3）向改性膨胀石墨中加入氨基硅烷，60-100℃搅拌均匀，离心分离得石墨烯和膨胀石墨的混合物。
9.利用权利要求1所述隧道自发光涂料制作的隧道自发光标线，所述标线包含直线、曲线、带有直线或曲线的图案。
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