CN112080194B - 一种自发光路面 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自发光路面，包括基材层、依次涂覆在其表面的底漆层、夜光面层和透明罩面层；夜光面层所用夜光涂料由蓄光型夜光粉和透明聚氨酯胶水混合而成；蓄光型夜光粉为改性蓄光型夜光粉；改性蓄光型夜光粉按照以下工艺制备：以硫酸铝为包膜剂对铝酸锶长余辉发光粉包覆得物料A；以乙烯基硅烷偶联剂为改性剂对物料A表面改性得物料B；将物料B、1‑(2‑丙‑1‑烯)‑1H‑苯并咪唑‑2‑胺、紫外线吸收剂UV‑2098和1‑苯基‑3‑丁烯基‑1‑醇加入乙酸乙酯中搅拌，升温后在氮气的保护下加入过氧化二苯甲酰，滴加苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯后反应得物料C；将物料C与正辛醇混合后搅拌，置于高压反应釜中，加入对甲苯磺酸后反应。

Description

一种自发光路面
技术领域
本发明涉及道路技术领域，尤其涉及一种自发光路面。
背景技术
路面是指用筑路材料铺在路基顶面，供车辆直接在其表面行驶的一层或多层的道路结构层，而自发光路面是一种新型的功能路面，一般通过在路面面层撒布或喷涂夜光涂料，或者制作图案达到夜光效果，此种路面在白天吸收太阳光，晚上能够自主发光，可取代路灯解决路面照明问题，对提高夜间景观效果、节能环保性能有着特殊意义。尽管关于自发光路面材料的研究和成果比较多，现有的自发光路面有多种，但是由于所用路面材料的限制，现有的自发光路面存在自发光功能欠佳的缺陷，无法满足环境光线条件差、夜间时间跨度长的区域的使用要求，同时耐候性能也不理想，限制了其应用。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种自发光路面，其自发光时间长，耐候耐热性好，耐水性能优异，能满足夜间时间跨度长的区域的使用要求。
本发明提出的一种自发光路面，包括基材层以及依次涂覆在基材层表面的底漆层、夜光面层和透明罩面层；
其中，所述夜光面层所用夜光涂料由蓄光型夜光粉和透明聚氨酯胶水混合而成；
所述蓄光型夜光粉为改性蓄光型夜光粉；所述改性蓄光型夜光粉按照以下工艺进行制备：
S1、以硫酸铝为包膜剂对铝酸锶长余辉发光粉进行包覆得到物料A；
S2、以乙烯基硅烷偶联剂为改性剂对物料A进行表面改性得到物料B；
S3、将物料B、1-(2-丙-1-烯)-1H-苯并咪唑-2-胺、紫外线吸收剂UV-2098和1-苯基-3-丁烯基-1-醇加入乙酸乙酯中搅拌，升温至75-85℃，在氮气的保护下加入过氧化二苯甲酰，滴加苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯，在75-85℃下反应8-12h，反应结束后经过滤、乙酸乙酯洗涤、干燥得到物料C；
S4、将物料C与正辛醇混合后搅拌，置于高压反应釜中，加入对甲苯磺酸，在170-185℃下反应4-6h，离心、洗涤、干燥得到所述改性蓄光型夜光粉。
优选地，所述基材层为沥青基材层或者水泥基材层；所述底漆层为聚氨酯底漆层；所述透明罩面层为透明聚氨酯罩面层。
优选地，所述夜光涂料中，蓄光型夜光粉、透明聚氨酯胶水的重量比为1：2。
优选地，所述底漆层包括第一底漆层和第二底漆层，在制备过程中，第一底漆层和第二底漆层的底漆用量均为0.3-0.7kg/m2；所述夜光面层包括第一夜光面层和第二夜光面层，在制备过程中，第一夜光面层和第二夜光面层夜光涂料的用量均为0.5-1kg/m2；所述透明罩面层中透明聚氨酯的用量为0.6kg/m2。
优选地，在S1中，硫酸铝、铝酸锶长余辉发光粉的重量比为2-5.5：28-42。
优选地，在S2中，乙烯基硅烷偶联剂、物料A的重量比为0.2-0.5：2-3。
优选地，在S2中，所述乙烯基硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
优选地，在S3中，按重量份将2-4份物料B、0.01-0.05份1-(2-丙-1-烯)-1H-苯并咪唑-2-胺、0.01-0.1份紫外线吸收剂UV-2098和0.02-0.08份1-苯基-3-丁烯基-1-醇加入30-60份乙酸乙酯中搅拌，升温至75-85℃，在氮气的保护下加入0.1-0.15份过氧化二苯甲酰，滴加0.1-0.2份苯乙烯和0.1-0.2份甲基丙烯酸甲酯，在75-85℃下反应8-12h，反应结束后经过滤、乙酸乙酯洗涤、干燥得到物料C。
优选地，在S4中，按重量份将5-10份物料C与100-200份正辛醇混合后搅拌20-35min，置于高压反应釜中，加入0.1-0.5份对甲苯磺酸，在170-185℃下反应4-6h，离心、洗涤、干燥得到所述改性蓄光型夜光粉。
优选地，所述铝酸锶长余辉发光粉的目数为145-500目。
优选地，在S1中，按重量份将2.8-4.2份铝酸锶长余辉发光粉加入15-20份乙二醇中超声分散15-25min，在搅拌状态下滴加含有0.2-0.55份硫酸铝的硫酸铝溶液，用氨或者氢氧化钠溶液调节pH值为5-6，加热至65-75℃搅拌2.5-3.5h，冷却、抽滤、水洗后乙醇洗涤，在35-55℃下干燥得到物料A。
优选地，在S2中，按重量份将2-3份物料A加入20-30份无水乙醇中，超声分散30-50min，加入0.2-0.5份乙烯基硅烷偶联剂搅拌均匀，用稀硫酸调节pH值为2-4，在65-70℃下搅拌反应4-5h，反应结束后抽滤、干燥得到物料B。
优选地，在S3中，所述1-苯基-3-丁烯基-1-醇可以通过苯甲醛的烯丙基化反应得到，具体的可以以苯甲醛和烯丙基溴为原料，在锌粉和饱和氯化铵溶液的存在下进行水相Barbier-Grignard反应得到。
本发明所述自发光路面的夜光面层所用夜光涂料由特殊改性蓄光型夜光粉和透明聚氨酯胶水混合而成，所述改性蓄光型夜光粉的制备过程中，首先以硫酸铝为包膜剂对铝酸锶长余辉发光粉进行包覆，在铝酸锶长余辉发光粉的表面形成了致密完整的氧化铝层，之后以乙烯基硅烷偶联剂为改性剂进行表面改性，使硅烷偶联剂与氧化铝包覆层的羟基进一步进行了作用，在发光粉的表面引入了活性双键，得到了物料B，之后将物料B、1-(2-丙-1-烯)-1H-苯并咪唑-2-胺、紫外线吸收剂UV-2098、1-苯基-3-丁烯基-1-醇、苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯在过氧化二苯甲酰的作用下进行了聚合反应，将1-(2-丙-1-烯)-1H-苯并咪唑-2-胺、紫外线吸收剂UV-2098、1-苯基-3-丁烯基-1-醇、苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯聚合物引入到了发光粉的表面，得到了物料C，与正辛醇混合后在高压反应釜中进行反应，得到了所述改性蓄光型夜光粉，对其表面进行了修饰改性，使亲水疏油表面变成了亲油疏水的表面，达到良好的耐水性能，同时其表面引入了刚性的苯基、咪唑基以及紫外线吸收基团，耐热耐紫外线性能优异，耐候性好，且在聚氨酯胶水中分散均匀，使所得夜光涂料的贮存稳定性好，放置7天后开始分层，一个月后无结块，耐水性无异常，用其制成的发光路面防水、耐热、耐紫外线，耐候性好，发光时间长，其中，耐水时间达到6000h以上，在户外照射150天后亮度保持率达到99.6％以上，在白天经阳光照射六十分钟后，即可在夜间持续发光达13h以上。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种自发光路面，包括基材层以及依次涂覆在基材层表面的底漆层、夜光面层和透明罩面层；
其中，所述夜光面层所用夜光涂料由蓄光型夜光粉和透明聚氨酯胶水混合而成；
所述蓄光型夜光粉为改性蓄光型夜光粉；所述改性蓄光型夜光粉按照以下工艺进行制备：
S1、以硫酸铝为包膜剂对铝酸锶长余辉发光粉进行包覆得到物料A；
S2、以乙烯基硅烷偶联剂为改性剂对物料A进行表面改性得到物料B；
S3、将物料B、1-(2-丙-1-烯)-1H-苯并咪唑-2-胺、紫外线吸收剂UV-2098和1-苯基-3-丁烯基-1-醇加入乙酸乙酯中搅拌，升温至83℃，在氮气的保护下加入过氧化二苯甲酰，滴加苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯，在83℃下反应8h，反应结束后经过滤、乙酸乙酯洗涤、干燥得到物料C；
S4、将物料C与正辛醇混合后搅拌，置于高压反应釜中，加入对甲苯磺酸，在170℃下反应6h，离心、洗涤、干燥得到所述改性蓄光型夜光粉。
实施例2
一种自发光路面，包括基材层以及依次涂覆在基材层表面的底漆层、夜光面层和透明罩面层；
其中，所述基材层为水泥基材层；所述底漆层为聚氨酯底漆层；所述透明罩面层为透明聚氨酯罩面层；所述夜光面层所用夜光涂料由蓄光型夜光粉和透明聚氨酯胶水混合而成，蓄光型夜光粉、透明聚氨酯胶水的重量比为1：2；
所述底漆层包括第一底漆层和第二底漆层，在底漆层的制备过程中，第一底漆层和第二底漆层的底漆用量均为0.7kg/m2；所述夜光面层包括第一夜光面层和第二夜光面层，在夜光面层的制备过程中，第一夜光面层和第二夜光面层夜光涂料的用量均为0.5kg/m2；在所述透明罩面层的制备过程中，透明聚氨酯的用量为0.6kg/m2；
所述蓄光型夜光粉为改性蓄光型夜光粉；所述改性蓄光型夜光粉按照以下工艺进行制备：
S1、以硫酸铝为包膜剂对铝酸锶长余辉发光粉进行包覆得到物料A；其中，硫酸铝、铝酸锶长余辉发光粉的重量比为5.5：28；
S2、以γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷为改性剂对物料A进行表面改性得到物料B；其中，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、物料A的重量比为0.3：2.5；
S3、按重量份将2份物料B、0.05份1-(2-丙-1-烯)-1H-苯并咪唑-2-胺、0.01份紫外线吸收剂UV-2098和0.08份1-苯基-3-丁烯基-1-醇加入50份乙酸乙酯中搅拌，升温至79℃，在氮气的保护下加入0.1份过氧化二苯甲酰，滴加0.2份苯乙烯和0.12份甲基丙烯酸甲酯，在79℃下反应11h，反应结束后经过滤、乙酸乙酯洗涤、干燥得到物料C；
S4、按重量份将5份物料C与200份正辛醇混合后搅拌20min，置于高压反应釜中，加入0.5份对甲苯磺酸，在170℃下反应4h，离心、洗涤、干燥得到所述改性蓄光型夜光粉。
实施例3
一种自发光路面，包括基材层以及依次涂覆在基材层表面的底漆层、夜光面层和透明罩面层；
其中，所述基材层为沥青基材层；所述底漆层为聚氨酯底漆层；所述透明罩面层为透明聚氨酯罩面层；所述夜光面层所用夜光涂料由蓄光型夜光粉和透明聚氨酯胶水混合而成，且蓄光型夜光粉、透明聚氨酯胶水的重量比为1：2；
所述底漆层包括第一底漆层和第二底漆层，在底漆层的制备过程中，第一底漆层和第二底漆层的底漆用量均为0.3kg/m2；所述夜光面层包括第一夜光面层和第二夜光面层，在夜光面层的制备过程中，第一夜光面层和第二夜光面层夜光涂料的用量均为1kg/m2；在所述透明罩面层的制备过程中，透明聚氨酯的用量为0.6kg/m2；
所述蓄光型夜光粉为改性蓄光型夜光粉；所述改性蓄光型夜光粉按照以下工艺进行制备：
S1、以硫酸铝为包膜剂对铝酸锶长余辉发光粉进行包覆得到物料A；其中，硫酸铝、铝酸锶长余辉发光粉的重量比为3：42；
S2、以γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷为改性剂对物料A进行表面改性得到物料B；其中，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、物料A的重量比为0.5：3；
S3、按重量份将4份物料B、0.01份1-(2-丙-1-烯)-1H-苯并咪唑-2-胺、0.1份紫外线吸收剂UV-2098和0.02份1-苯基-3-丁烯基-1-醇加入30份乙酸乙酯中搅拌，升温至83℃，在氮气的保护下加入0.15份过氧化二苯甲酰，滴加0.1份苯乙烯和0.1份甲基丙烯酸甲酯，在83℃下反应9.5h，反应结束后经过滤、乙酸乙酯洗涤、干燥得到物料C；
S4、按重量份将10份物料C与100份正辛醇混合后搅拌35min，置于高压反应釜中，加入0.1份对甲苯磺酸，在185℃下反应6h，离心、洗涤、干燥得到所述改性蓄光型夜光粉。
实施例4
一种自发光路面，包括基材层以及依次涂覆在基材层表面的底漆层、夜光面层和透明罩面层；
其中，所述基材层为沥青基材层；所述底漆层为聚氨酯底漆层；所述透明罩面层为透明聚氨酯罩面层；所述夜光面层所用夜光涂料由蓄光型夜光粉和透明聚氨酯胶水混合而成，且蓄光型夜光粉、透明聚氨酯胶水的重量比为1：2；
所述蓄光型夜光粉为改性蓄光型夜光粉；所述改性蓄光型夜光粉按照以下工艺进行制备：
S1、以硫酸铝为包膜剂对铝酸锶长余辉发光粉进行包覆得到物料A；其中，硫酸铝、铝酸锶长余辉发光粉的重量比为2：31；
S2、以γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷为改性剂对物料A进行表面改性得到物料B；其中，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、物料A的重量比为0.2：2；
S3、按重量份将2.6份物料B、0.04份1-(2-丙-1-烯)-1H-苯并咪唑-2-胺、0.03份紫外线吸收剂UV-2098和0.08份1-苯基-3-丁烯基-1-醇加入60份乙酸乙酯中搅拌，升温至78℃，在氮气的保护下加入0.14份过氧化二苯甲酰，滴加0.2份苯乙烯和0.2份甲基丙烯酸甲酯，在78℃下反应11.5h，反应结束后经过滤、乙酸乙酯洗涤、干燥得到物料C；
S4、按重量份将9份物料C与120份正辛醇混合后搅拌30min，置于高压反应釜中，加入0.25份对甲苯磺酸，在183℃下反应5h，离心、洗涤、干燥得到所述改性蓄光型夜光粉；
所述底漆层包括第一底漆层和第二底漆层，在底漆层的制备过程中，第一底漆层和第二底漆层的底漆用量均为0.37kg/m2；所述夜光面层包括第一夜光面层和第二夜光面层，在夜光面层的制备过程中，第一夜光面层和第二夜光面层夜光涂料的用量均为0.6kg/m2；在所述透明罩面层的制备过程中，透明聚氨酯的用量为0.6Kg/m2；
所述铝酸锶长余辉发光粉的目数为500目。
实施例5
一种自发光路面，包括基材层以及依次涂覆在基材层表面的底漆层、夜光面层和透明罩面层；
其中，所述基材层为沥青基材层；所述底漆层为聚氨酯底漆层；所述透明罩面层为透明聚氨酯罩面层；所述夜光面层所用夜光涂料由蓄光型夜光粉和透明聚氨酯胶水混合而成，且蓄光型夜光粉、透明聚氨酯胶水的重量比为1：2；
所述底漆层包括第一底漆层和第二底漆层，在底漆层的制备过程中，第一底漆层和第二底漆层的底漆用量均为0.5kg/m2；所述夜光面层包括第一夜光面层和第二夜光面层，在夜光面层制备过程中，第一夜光面层和第二夜光面层夜光涂料的用量均为0.75kg/m2；在透明罩面层的制备过程中，透明聚氨酯的用量为0.6kg/m2；
所述蓄光型夜光粉为改性蓄光型夜光粉；所述改性蓄光型夜光粉按照以下工艺进行制备：
S1、以硫酸铝为包膜剂对铝酸锶长余辉发光粉进行包覆得到物料A；其中，硫酸铝、铝酸锶长余辉发光粉的重量比为4：29；
S2、以γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷为改性剂对物料A进行表面改性得到物料B；其中，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、物料A的重量比为0.33：2.8；
S3、按重量份将3.7份物料B、0.02份1-(2-丙-1-烯)-1H-苯并咪唑-2-胺、0.07份紫外线吸收剂UV-2098和0.04份1-苯基-3-丁烯基-1-醇加入45份乙酸乙酯中搅拌30min，升温至79℃，在氮气的保护下加入0.11份过氧化二苯甲酰，分别滴加0.13份苯乙烯和0.13份甲基丙烯酸甲酯，滴加时间均为2h，在79℃下反应8.5h，反应结束后经过滤、乙酸乙酯洗涤、干燥得到物料C；
S4、按重量份将6份物料C与180份正辛醇混合后搅拌25min，置于高压反应釜中，加入0.4份对甲苯磺酸，在172℃下反应4h，离心、洗涤、干燥得到所述改性蓄光型夜光粉；
所述铝酸锶长余辉发光粉的目数为145目。
实施例6
一种自发光路面，包括基材层以及依次涂覆在基材层表面的底漆层、夜光面层和透明罩面层；
其中，所述基材层为沥青基材层；所述底漆层为聚氨酯底漆层；所述透明罩面层为透明聚氨酯罩面层；
所述底漆层包括第一底漆层和第二底漆层，在底漆层的制备过程中，第一底漆层和第二底漆层的底漆用量均为0.5kg/m2；所述夜光面层包括第一夜光面层和第二夜光面层，在夜光面层的制备过程中，第一夜光面层和第二夜光面层夜光涂料的用量均为0.8kg/m2；在所述透明罩面层的制备过程中，透明聚氨酯的用量为0.6kg/m2；
所述夜光面层所用夜光涂料由蓄光型夜光粉和透明聚氨酯胶水混合而成，且蓄光型夜光粉、透明聚氨酯胶水的重量比为1：2；
所述蓄光型夜光粉为改性蓄光型夜光粉；所述改性蓄光型夜光粉按照以下工艺进行制备：
S1、以硫酸铝为包膜剂对铝酸锶长余辉发光粉进行包覆得到物料A；其中，硫酸铝、铝酸锶长余辉发光粉的重量比为4：30；
S2、以γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷为改性剂对物料A进行表面改性得到物料B；其中，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、物料A的重量比为0.3：2.6；
S3、按重量份将3份物料B、0.03份1-(2-丙-1-烯)-1H-苯并咪唑-2-胺、0.05份紫外线吸收剂UV-2098和0.06份1-苯基-3-丁烯基-1-醇加入45份乙酸乙酯中搅拌45min，升温至82℃，在氮气的保护下加入0.12份过氧化二苯甲酰，同时滴加0.15份苯乙烯和0.15份甲基丙烯酸甲酯，滴加时间为3h，在82℃下反应11h，反应结束后经过滤、乙酸乙酯洗涤、干燥得到物料C；
S4、按重量份将7份物料C与150份正辛醇混合后搅拌28min，置于高压反应釜中，加入0.3份对甲苯磺酸，在178℃下反应4.5h，离心、洗涤、干燥得到所述改性蓄光型夜光粉；
所述铝酸锶长余辉发光粉的目数为250目。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自发光路面，其特征在于，包括基材层以及依次涂覆在基材层表面的底漆层、夜光面层和透明罩面层；
其中，所述夜光面层所用夜光涂料由蓄光型夜光粉和透明聚氨酯胶水混合而成；
所述蓄光型夜光粉为改性蓄光型夜光粉；所述改性蓄光型夜光粉按照以下工艺进行制备：
S1、以硫酸铝为包膜剂对铝酸锶长余辉发光粉进行包覆得到物料A；
S2、以乙烯基硅烷偶联剂为改性剂对物料A进行表面改性得到物料B；
S3、将物料B、1-(2-丙-1-烯)-1H-苯并咪唑-2-胺、紫外线吸收剂UV-2098和1-苯基-3-丁烯基-1-醇加入乙酸乙酯中搅拌，升温至75-85℃，在氮气的保护下加入过氧化二苯甲酰，滴加苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯，在75-85℃下反应8-12h，反应结束后经过滤、乙酸乙酯洗涤、干燥得到物料C；
S4、将物料C与正辛醇混合后搅拌，置于高压反应釜中，加入对甲苯磺酸，在170-185℃下反应4-6h，离心、洗涤、干燥得到所述改性蓄光型夜光粉；
所述基材层为沥青基材层或者水泥基材层；所述底漆层为聚氨酯底漆层；所述透明罩面层为透明聚氨酯罩面层；
所述底漆层包括第一底漆层和第二底漆层，在制备过程中，第一底漆层和第二底漆层的底漆用量均为0.3-0.7kg/m2；所述夜光面层包括第一夜光面层和第二夜光面层，在制备过程中，第一夜光面层和第二夜光面层夜光涂料的用量均为0.5-1kg/m2；所述透明罩面层中透明聚氨酯的用量为0.6kg/m2。
2.根据权利要求1所述自发光路面，其特征在于，所述夜光涂料中，蓄光型夜光粉、透明聚氨酯胶水的重量比为1：2。
3.根据权利要求1所述自发光路面，其特征在于，在S1中，硫酸铝、铝酸锶长余辉发光粉的重量比为2-5.5：28-42。
4.根据权利要求1所述自发光路面，其特征在于，在S2中，乙烯基硅烷偶联剂、物料A的重量比为0.2-0.5：2-3。
5.根据权利要求1所述自发光路面，其特征在于，在S2中，所述乙烯基硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
6.根据权利要求1所述自发光路面，其特征在于，在S3中，按重量份将2-4份物料B、0.01-0.05份1-(2-丙-1-烯)-1H-苯并咪唑-2-胺、0.01-0.1份紫外线吸收剂UV-2098和0.02-0.08份1-苯基-3-丁烯基-1-醇加入30-60份乙酸乙酯中搅拌，升温至75-85℃，在氮气的保护下加入0.1-0.15份过氧化二苯甲酰，滴加0.1-0.2份苯乙烯和0.1-0.2份甲基丙烯酸甲酯，在75-85℃下反应8-12h，反应结束后经过滤、乙酸乙酯洗涤、干燥得到物料C。
7.根据权利要求1所述自发光路面，其特征在于，在S4中，按重量份将5-10份物料C与100-200份正辛醇混合后搅拌20-35min，置于高压反应釜中，加入0.1-0.5份对甲苯磺酸，在170-185℃下反应4-6h，离心、洗涤、干燥得到所述改性蓄光型夜光粉。
8.根据权利要求1-7中任一项所述自发光路面，其特征在于，所述铝酸锶长余辉发光粉的目数为145-500目。
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