CN110272225A - 一种碳玻纤维复合自发光公路标线卷材 - Google Patents

一种碳玻纤维复合自发光公路标线卷材 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种碳玻纤维复合自发光公路标线卷材，标线卷材包括：骨架层、填充料、保护层；所述骨架层包括：碳玻纤维网格布；所述填充料包括：28‑32重量份聚氨基甲酸酯、8‑12重量份陶瓷粉末、10‑14重量份金属细粉末、13‑17重量份1200目石英粉；本发明还公开了一种一种碳玻纤维复合自发光公路标线卷材的制备方法。本发明通过设置骨架层、填充料、保护层实现了标线卷材自发光、耐磨、防滑、耐候性好的效果。

Description

一种碳玻纤维复合自发光公路标线卷材
技术领域
本发明涉及机构组合，特别是指一种碳玻纤维复合自发光公路标线卷材及其制备方法。
背景技术
中国经济的飞速发展，汽车保有量越来越大，公路建设越来越块，但是公路的标线却是停滞不前，公路的标线、文字、图案没有与公路的高速发展与时俱进，大大落后于时代的发展。同时整个公路标线、文字、图案的设计工作也滞后不配套，究其原因还是标线的材料问题，只有解决了标线、文字、图案的制作材料，才能从根本上解决高等级公路配高质量的标线。
现有技术中的标线是把热熔涂料加温到180℃-200℃现场浇铺或撒反光玻璃珠增强发光效果，无法自发光，而且使用寿命只有2至3年。德国60年代研制的双组份冷塑性无溶剂环保型涂料也只有4年的使用寿命。并且标线的铺设只能是半机械化，工人在有毒环境下工作。
基于以上情况，亟需一种碳玻纤维复合自发光公路标线卷材及其制备方法，以解决以上标线使用寿命短，无法自发光，工人施工环境恶劣的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种碳玻纤维复合自发光公路标线卷材，包括：
骨架层、填充料、保护层；所述骨架层包括：碳玻纤维网格布；所述填充料包括：28-32重量份聚氨基甲酸酯、8-12重量份陶瓷粉末、10-14重量份金属细粉末、13-17重量份1200目石英粉、5-9重量份矿物颜料、8-12重量份稀土发光粉、6-10重量份乌金碳、6-10重量份固化剂；所述保护层包括：油胶、蜡纸、超疏水自清洁材料。
优选地，所述玻璃纤维网格布的格距为6-5mm，纤维直径为15-25丝。
优选地，所述陶瓷粉末包含氧化锆、氧化硅、氧化铝、氧化镁、滑石、云母、碳化硅、氮化硅中的一种或多种。
优选地，所述金属细粉末和稀土发光粉分别是由金属材料和发光稀土材料的工业生产废料以及残次品粉碎制得。
优选地，所述固化剂为脂肪族多胺、脂环族多胺、低分子聚酰胺及改性芳胺中的一至两种。
优选地，所述陶瓷粉末、金属粉末的粒度为800目-1200目。
本发明还公开了一种碳玻纤维复合自发光公路标线卷材的制备方法：
其特征在于，包括以下步骤：
步骤1.将碳玻纤维网格布放入桐油中浸泡10-20分钟，取出沥油、干燥备用；
步骤2.将28-32重量份聚氨基甲酸酯、8-12重量份陶瓷粉末、10-14重量份金属细粉末、13-17重量份1200目石英粉、5-9重量份矿物颜料、8-12重量份稀土发光粉、6-10重量份乌金碳倒入不锈钢罐中混合搅拌，加温至50-80℃混合均匀，得混合半液态料；
步骤3.在步骤2所得半液态混合料中加入6-10重量份固化剂，再搅拌均匀后倒入已铺好浸泡过桐油的碳玻纤维网格布的模具内挤压找平，冷却成型，得固化卷材；
步骤4.将固化卷材送入烘房，先低温固化5-8小时，再逐步升温至80-120℃中高温进一步固化，增加固化物的力学性能耐水性、耐热性、耐腐蚀性，再恒温逐步增压至3-6Mpa，最后恒温恒压5-8小时，降温降压至室温得成品卷材；
步骤5. 将成品卷材按规定尺寸切割后，在网格布一面涂覆厚度为1-1.5mm的油胶，然后贴蜡纸保胶，最后在网格布的另一面喷涂超疏水自清洁材料。
本发明还公布了一种超疏水自清洁材料的制备方法：
其特征在于包括以下步骤：
步骤1.将硅橡胶与硫化剂按100∶(0.5-3)的质量份比在20°C-50°C的双辊开炼机上开炼5-10分钟，制备预混胶放置备用；其中，硫化剂为2，5-二甲基-2，5-双(过氧化叔丁基)己烷；
步骤2.将石墨装入反应器中，在50°C真空干燥5-24小时，连续充氮气，抽真空，以保证反应前无氧气；配制氟气体积浓度为5-20％的氟气与氮气的混合气体；将氟气与氮气的混合气体引入到反应器中，处理时间为10分钟至48小时，氟化温度为0°C-100°C，反应完毕抽真空换氮气5-10次，取出即得氟化石墨；
步骤3.将步骤2得到的氟化石墨与预混胶、聚丙烯以及抗氧剂、硬脂酸、甘油按以下质量份比混合：聚丙烯100氟化石墨1-50预混胶1-50抗氧剂10100.5-3硬脂酸0.5-3甘油0.5-3，用双螺杆挤出机挤出，挤出温度为160-220°C、转速为20-300r/min；再用造粒机造粒，制备出共混颗粒；
步骤4.将步骤3制得的共混颗粒用平板高温压机压制成板，温度为170-220°C，压力为0-10MPa，保压时间为1-15min；并用冷压机冷压，冷压压力为0-10MPa，保压时间为1-15min
步骤5.将步骤4得到的板材用80#-600#砂纸打磨10s-10min，用鼓风机鼓风去除表面碎屑，即得到所需的超疏水自清洁材料。
最后，本发明还公开了上述一种碳玻纤维复合自发光公路标线卷材的应用：所述卷材是专门为公路标线、斑马线、文字、图案的应用而研发的。
本发明至少包括以下有益效果：
本发明的标线卷材具有很好的高温和低温的适应性，以及抗老化性能，保证低温、高温不变形、不开裂，长期碾压不龟裂、脱落。
本发明的标线卷材在工厂集中生产，在现场快速安装，大幅提高了生产效率，避免了传统热熔施工造成的环境污染和对工人的健康危害。
本发明采用的稀土发光材料在白天吸收、储存太阳能，到了夜晚稀土发光材料会自发出中低度的光，夜晚道路标线清晰可见，汽车驾驶员完全不用开远光灯，大大减少了因为远光灯造成的交通事故。
附图说明
图1是本发明实施例1-3的发光时间、防滑系数、耐磨系数的测试结果。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细说明：
实施例一：
步骤1.将碳玻纤维网格布放入桐油中浸泡10分钟，取出沥油、干燥备用；
步骤2.将28重量份聚氨基甲酸酯、8重量份陶瓷粉末、10重量份金属细粉末、13重量份1200目石英粉、5重量份矿物颜料、8重量份稀土发光粉、6重量份乌金碳倒入不锈钢罐中混合搅拌，加温至50℃混合均匀，得混合半液态料；
步骤3.在步骤2所得半液态混合料中加入6重量份固化剂，再搅拌均匀后倒入已铺好浸泡过桐油的碳玻纤维网格布的模具内挤压找平，冷却成型，得固化卷材；
步骤4.将固化卷材送入烘房，先低温固化5小时，再逐步升温至80℃中高温进一步固化，增加固化物的力学性能耐水性、耐热性、耐腐蚀性，再恒温逐步增压至3Mpa，最后恒温恒压5小时，降温降压至室温得成品卷材；
步骤5. 将成品卷材按规定尺寸切割后，在网格布一面涂覆厚度为1mm的油胶，然后贴蜡纸保胶，最后在网格布的另一面喷涂超疏水自清洁材料。
实施例二：
步骤1.将碳玻纤维网格布放入桐油中浸泡15分钟，取出沥油、干燥备用；
步骤2.将30重量份聚氨基甲酸酯、10重量份陶瓷粉末、12重量份金属细粉末、15重量份1200目石英粉、7重量份矿物颜料、10重量份稀土发光粉、8重量份乌金碳倒入不锈钢罐中混合搅拌，加温至65℃混合均匀，得混合半液态料；
步骤3.在步骤2所得半液态混合料中加入8重量份固化剂，再搅拌均匀后倒入已铺好浸泡过桐油的碳玻纤维网格布的模具内挤压找平，冷却成型，得固化卷材；
步骤4.将固化卷材送入烘房，先低温固化6小时，再逐步升温至100℃中高温进一步固化，增加固化物的力学性能耐水性、耐热性、耐腐蚀性，再恒温逐步增压至4Mpa，最后恒温恒压6小时，降温降压至室温得成品卷材；
步骤5. 将成品卷材按规定尺寸切割后，在网格布一面涂覆厚度为1.2mm的油胶，然后贴蜡纸保胶，最后在网格布的另一面喷涂超疏水自清洁材料。
实施例三：
步骤1.将碳玻纤维网格布放入桐油中浸泡20分钟，取出沥油、干燥备用；
步骤2.将32重量份聚氨基甲酸酯、12重量份陶瓷粉末、14重量份金属细粉末、17重量份1200目石英粉、9重量份矿物颜料、12重量份稀土发光粉、10重量份乌金碳倒入不锈钢罐中混合搅拌，加温至80℃混合均匀，得混合半液态料；
步骤3.在步骤2所得半液态混合料中加入10重量份固化剂，再搅拌均匀后倒入已铺好浸泡过桐油的碳玻纤维网格布的模具内挤压找平，冷却成型，得固化卷材；
步骤4.将固化卷材送入烘房，先低温固化8小时，再逐步升温至120℃中高温进一步固化，增加固化物的力学性能耐水性、耐热性、耐腐蚀性，再恒温逐步增压至6Mpa，最后恒温恒压8小时，降温降压至室温得成品卷材；
步骤5. 将成品卷材按规定尺寸切割后，在网格布一面涂覆厚度为1.5mm的油胶，然后贴蜡纸保胶，最后在网格布的另一面喷涂超疏水自清洁材料。
将实施例1-3得到的道路标线漆制作成样品，对其发光性能进行测试，其结果如图1所示。其中，发光时间的测试为：在100w的光照条件下连续照射10小时，然后将样品置于黑暗环境中，计算其持续发光的时间。防滑系数的测试按照COF摩擦系数的标准进行测试。耐磨系数的测试为：将道路标线漆制作成厚度为3mm的样品，然后以10cm/s的速率对样品表面进行摩擦1h，测试样品的厚度，然后计算摩擦后和摩擦前的样品厚度的比值，即为耐磨系数。
从图1中可以看出，采用本发明的碳玻纤维复合自发光公路标线卷材可以得到长时有效的发光效果，并且具备很好的防滑系数，而且耐磨系数也很高，这说明采用本发明的制备方法的标线卷材可以达到很好的自发光效果，并且大幅度提高了防滑系数和耐磨系数。
实施例四：
步骤1.将硅橡胶与硫化剂按100∶0.5的质量份比在20°C的双辊开炼机上开炼5分钟，制备预混胶放置备用；其中，硫化剂为2，5-二甲基-2，5-双(过氧化叔丁基)己烷；
步骤2.将石墨装入反应器中，在50°C真空干燥5小时，连续充氮气，抽真空，以保证反应前无氧气；配制氟气体积浓度为5％的氟气与氮气的混合气体；将氟气与氮气的混合气体引入到反应器中，处理时间为10分钟，氟化温度为0°C，反应完毕抽真空换氮气5次，取出即得氟化石墨；
步骤3.将步骤2得到的氟化石墨与预混胶、聚丙烯以及抗氧剂、硬脂酸、甘油按以下质量份比混合：
聚丙烯100
氟化石墨1
预混胶1
抗氧剂1010 0.5
硬脂酸0.5
甘油0.5，
用双螺杆挤出机挤出，挤出温度为160°C、转速为20r/min；再用造粒机造粒，制备出共混颗粒；
步骤4.将步骤3制得的共混颗粒用平板高温压机压制成板，温度为170°C，压力为1MPa，保压时间为1min；并用冷压机冷压，冷压压力为1MPa，保压时间为1min
步骤5.将步骤4得到的板材用80#-600#砂纸打磨1min，用鼓风机鼓风去除表面碎屑，即得到所需的超疏水自清洁材料。
以上所述仅为本申请的优选实施例，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种碳玻纤维复合自发光公路标线卷材，其特征在于，标线卷材包括：骨架层、填充料、保护层；所述骨架层包括：碳玻纤维网格布；所述填充料包括：28-32重量份聚氨基甲酸酯、8-12重量份陶瓷粉末、10-14重量份金属细粉末、13-17重量份1200目石英粉、5-9重量份矿物颜料、8-12重量份稀土发光粉、6-10重量份乌金碳、6-10重量份固化剂；所述保护层包括：油胶、蜡纸、超疏水自清洁材料。
2.根据权利要求1碳玻纤维复合自发光公路标线卷材，其特征在于，所述玻璃纤维网格布的格距为6-5mm，纤维直径为15-25丝。
3.根据权利要求1碳玻纤维复合自发光公路标线卷材，其特征在于，所述陶瓷粉末包含氧化锆、氧化硅、氧化铝、氧化镁、滑石、云母、碳化硅、氮化硅中的一种或多种。
4.根据权利要求1碳玻纤维复合自发光公路标线卷材，其特征在于，所述金属细粉末和稀土发光粉分别是由金属材料和发光稀土材料的工业生产废料以及残次品粉碎制得。
5.根据权利要求1碳玻纤维复合自发光公路标线卷材，其特征在于，所述固化剂为脂肪族多胺、脂环族多胺、低分子聚酰胺及改性芳胺中的一至两种。
6.根据权利要求1碳玻纤维复合自发光公路标线卷材，其特征在于，所述陶瓷粉末、金属粉末的粒度为800目-1200目。
7.一种碳玻纤维复合自发光公路标线卷材的制备方法：
其特征在于包括以下步骤：
步骤1.将碳玻纤维网格布放入桐油中浸泡10-20分钟，取出沥油、干燥备用；
步骤2.将28-32重量份聚氨基甲酸酯、8-12重量份陶瓷粉末、10-14重量份金属细粉末、13-17重量份1200目石英粉、5-9重量份矿物颜料、8-12重量份稀土发光粉、6-10重量份乌金碳倒入不锈钢罐中混合搅拌，加温至50-80℃混合均匀，得混合半液态料；
步骤3.在步骤2所得半液态混合料中加入6-10重量份固化剂，再搅拌均匀后倒入已铺好浸泡过桐油的碳玻纤维网格布的模具内挤压找平，冷却成型，得固化卷材；
步骤4.将固化卷材送入烘房，先低温固化5-8小时，再逐步升温至80-120℃中高温进一步固化，增加固化物的力学性能耐水性、耐热性、耐腐蚀性，再恒温逐步增压至3-6Mpa，最后恒温恒压5-8小时，降温降压至室温得成品卷材；
步骤5. 将成品卷材按规定尺寸切割后，在网格布一面涂覆厚度为1-1.5mm的油胶，然后贴蜡纸保胶，最后在网格布的另一面喷涂超疏水自清洁材料。
8.根据权利要求7所述碳玻纤维复合自发光公路标线卷材的制备方法，所述超疏水自清洁材料的制备方法：
其特征在于包括以下步骤：
步骤1.将硅橡胶与硫化剂按100∶(0.5-3)的质量份比在20°C-50°C的双辊开炼机上开炼5-10分钟，制备预混胶放置备用；其中，硫化剂为2，5-二甲基-2，5-双(过氧化叔丁基)己烷；
步骤2.将石墨装入反应器中，在50°C真空干燥5-24小时，连续充氮气，抽真空，以保证反应前无氧气；配制氟气体积浓度为5-20％的氟气与氮气的混合气体；将氟气与氮气的混合气体引入到反应器中，处理时间为10分钟至48小时，氟化温度为0°C-100°C，反应完毕抽真空换氮气5-10次，取出即得氟化石墨；
步骤3.将步骤2得到的氟化石墨与预混胶、聚丙烯以及抗氧剂、硬脂酸、甘油按以下质量份比混合：
聚丙烯100
氟化石墨1-50
预混胶1-50
抗氧剂1010 0.5-3
硬脂酸0.5-3
甘油0.5-3，
用双螺杆挤出机挤出，挤出温度为160-220°C、转速为20-300r/min；再用造粒机造粒，制备出共混颗粒；
步骤4.将步骤3制得的共混颗粒用平板高温压机压制成板，温度为170-220°C，压力为0-10MPa，保压时间为1-15min；并用冷压机冷压，冷压压力为0-10MPa，保压时间为1-15min
步骤5.将步骤4得到的板材用80#-600#砂纸打磨10s-10min，用鼓风机鼓风去除表面碎屑，即得到所需的超疏水自清洁材料。
9.根据权利要求1所述碳玻纤维复合自发光公路标线卷材的应用，其特征在于，所述卷材是专门为公路标线、斑马线、文字、图案的应用而研发的。
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