CN115260869A - 一种用于隧道内壁的涂层材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及隧道功能材料技术领域，公开了一种用于隧道内壁的涂层材料及其制备方法和应用。涂层材料包括基料8～12份，基料包含环氧树脂；稀释剂8～12份，光催化材料7～15份，发光材料7～15份，固化剂1～5份。涂层材料的制备方法包括：按重量份称取原料；将环氧树脂和稀释剂混合并搅拌均匀，得到第一混合物；将固化剂加入第一混合物中，搅拌均匀，得到第二混合物；将光催化材料和发光材料加入第二混合物中，搅拌均匀，得到涂层材料，涂层材料应用于隧道内壁中。本发明的涂层材料能将汽车尾气分解成为无害氧化物，并能增强隧道内亮度，节省电力并应对突发停电事故；原材料来源广泛，制备工艺简单，节能环保，具有良好的应用前景。

Description

一种用于隧道内壁的涂层材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及隧道功能材料技术领域，具体涉及一种用于隧道内壁的涂层材料及其制备方法和应用。
背景技术
随着经济的发展，汽车的数量不断增加。隧道作为重要的交通枢纽，汽车通行量很大，双向车流量每小时能够达到六七千辆，高峰时期甚至达到万辆。把每辆车产生的机动车尾气经过累计，计算出一年排放的VOCs大概在97吨，CO大概在5吨。因隧道属于长细型结构，内部空间相对封闭，易使隧道中间地段由于气流流通不畅而造成汽车尾气堆积。
近些年，随着我国高速公路的迅速发展，大量以桥隧为主的高速公路里程也逐年增加。由于白天隧道内、外的亮度差别极大，人眼对亮度差的感知会适应滞后，就会让人突然产生“黑洞”的感觉，如果车速过快，极易发生交通事故。隧洞入口黑洞效应、出口白洞效应易导致严重的安全问题。
为消除高速公路隧道“黑洞效应”，缓解驾驶员进出隧道洞口的心里负荷，需对公路隧道入口照明进行合理设计以使隧道内亮度与隧道外自然光亮度之间在满足最小亮度的前提下进行平稳过渡。对于特长隧道，若出现紧急交通事故、意外事故特别是火灾时往往会导致隧道照明设备停电，造成救援工作和疏散人员困难，这时需要的应急照明设备会增加能耗。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于隧道内壁的涂层材料及其制备方法和应用，解决隧道中汽车尾气堆积和突发停电时的照明问题，将尾气有害成分分解成为无害氧化物，并吸收自然光照或通过吸收隧道中的紫光蓄能，在有需要的部分增强亮度，节省电力，并应对突发停电事故。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
一种用于隧道内壁的涂层材料，包括：
基料6～15份，所述基料包含环氧树脂；稀释剂6～15份，光催化材料5～20份，发光材料5～20份，固化剂1～6份。
优选的，用于隧道内壁的涂层材料，包括：
基料8～10份，所述基料包含环氧树脂；稀释剂10～12份，光催化材料7～15份，发光材料7～15份，固化剂2～3份。
优选的，环氧树脂为双酚A型液体环氧树脂。
优选的，稀释剂为环氧树脂活性稀释剂。
优选的，光催化材料为锐钛型二氧化钛粉。
优选的，发光材料为稀土蓄能发光粉。
优选的，固化剂为环氧树脂固化剂。
一种用于隧道内壁的涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，按重量份称量环氧树脂、稀释剂、光催化材料、发光材料和固化剂；
步骤2，将环氧树脂和稀释剂混合并搅拌均匀，得到第一混合物；
步骤3，将固化剂加入第一混合物中，搅拌均匀，得到第二混合物；
步骤4，将光催化材料和发光材料加入第二混合物中，搅拌均匀，得到涂层材料。
优选的，步骤4中，搅拌速率为400-700r/min，搅拌时间为3-7min。
用于隧道内壁的涂层材料在隧道内壁中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的涂层材料解决了隧道中汽车尾气堆积和突发停电时的照明问题，涂层中钛白粉将尾气有害成分分解成为无害氧化物，发光粉通过吸收自然光照或通过吸收隧道中的紫光蓄能，在有需要的部分增强亮度，节省电力，并应对突发停电事故。
本发明的涂层材料，效果良好，材料来源广泛，价格较低，制备工艺简单，节能环保，具有良好的应用前景。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域的技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。
一种用于隧道内壁的涂层材料，包括：
基料6～15份，所述基料包含环氧树脂；稀释剂6～15份，光催化材料5～20份，发光材料5～20份，固化剂1～6份。
作为本发明的一种优选的方案，用于隧道内壁的涂层材料，包括：
基料8～10份，所述基料包含环氧树脂；稀释剂10～12份，光催化材料7～15份，发光材料7～15份，固化剂2～3份。
其中，环氧树脂为双酚A型液体环氧树脂，本实施例中优选E44环氧树脂；稀释剂为环氧树脂活性稀释剂，用于降低环氧树脂粘度，改善其工艺性能，本实施例中优选501稀释剂；光催化材料为锐钛型二氧化钛粉；发光材料为稀土蓄能发光粉，本实施例中优选稀土铝酸锶粉，化学式为SrAl2O4：Eu2+,Dy3+；固化剂为环氧树脂固化剂，用于与环氧树脂发生化学反应，形成网状立体聚合物，本实施例中优选T31固化剂。
实施例1
用于隧道内壁的涂层材料包括：E44环氧树脂10份、501稀释剂10份、T31固化剂2份、锐钛型二氧化钛粉7份、稀土铝酸锶粉7份。
制备方法：先将E44环氧树脂和501稀释剂在容器中混合搅拌，得到第一混合物；将T31固化剂加入第一混合物中，充分搅拌后，得到第二混合物；将锐钛型二氧化钛粉和稀土铝酸锶粉加入第二混合物中充分搅拌，直至体系分散均匀；其中搅拌速率为500r/min，搅拌时间为5min。
实施例2
用于隧道内壁的涂层材料包括：E44环氧树脂10份、501稀释剂10份、T31固化剂3份、锐钛型二氧化钛粉7份、稀土铝酸锶粉10份。
制备方法：先将E44环氧树脂和501稀释剂在容器中混合搅拌，得到第一混合物；将T31固化剂加入第一混合物中，充分搅拌后，得到第二混合物；将锐钛型二氧化钛粉和稀土铝酸锶粉加入第二混合物中充分搅拌，直至体系分散均匀；其中搅拌速率为400r/min，搅拌时间为6min。
实施例3
用于隧道内壁的涂层材料包括：E44环氧树脂10份、501稀释剂10份、T31固化剂4份、锐钛型二氧化钛粉7份、稀土铝酸锶粉15份。
制备方法：先将E44环氧树脂和501稀释剂在容器中混合搅拌，得到第一混合物；将T31固化剂加入第一混合物中，充分搅拌后，得到第二混合物；将锐钛型二氧化钛粉和稀土铝酸锶粉加入第二混合物中充分搅拌，直至体系分散均匀；其中搅拌速率为800r/min，搅拌时间为4min。
实施例4
用于隧道内壁的涂层材料包括：E44环氧树脂8份、501稀释剂8份、T31固化剂1份、锐钛型二氧化钛粉10份、稀土铝酸锶粉7份。
制备方法：先将E44环氧树脂和501稀释剂在容器中混合搅拌，得到第一混合物；将T31固化剂加入第一混合物中，充分搅拌后，得到第二混合物；将锐钛型二氧化钛粉和稀土铝酸锶粉加入第二混合物中充分搅拌，直至体系分散均匀；其中搅拌速率为600r/min，搅拌时间为7min。
实施例5
用于隧道内壁的涂层材料包括：E44环氧树脂12份、501稀释剂12份、T31固化剂5份、锐钛型二氧化钛粉10份、稀土铝酸锶粉10份。
制备方法：先将E44环氧树脂和501稀释剂在容器中混合搅拌，得到第一混合物；将T31固化剂加入第一混合物中，充分搅拌后，得到第二混合物；将锐钛型二氧化钛粉和稀土铝酸锶粉加入第二混合物中充分搅拌，直至体系分散均匀；其中搅拌速率为500r/min，搅拌时间为7min。
实施例6
用于隧道内壁的涂层材料包括：E44环氧树脂12份、501稀释剂8份、T31固化剂2份、锐钛型二氧化钛粉10份、稀土铝酸锶粉15份。
制备方法：先将E44环氧树脂和501稀释剂在容器中混合搅拌，得到第一混合物；将T31固化剂加入第一混合物中，充分搅拌后，得到第二混合物；将锐钛型二氧化钛粉和稀土铝酸锶粉加入第二混合物中充分搅拌，直至体系分散均匀；其中搅拌速率为600r/min，搅拌时间为6min。
实施例7
用于隧道内壁的涂层材料包括：E44环氧树脂8份、501稀释剂12份、T31固化剂4份、锐钛型二氧化钛粉15份、稀土铝酸锶粉7份。
制备方法：先将E44环氧树脂和501稀释剂在容器中混合搅拌，得到第一混合物；将T31固化剂加入第一混合物中，充分搅拌后，得到第二混合物；将锐钛型二氧化钛粉和稀土铝酸锶粉加入第二混合物中充分搅拌，直至体系分散均匀；其中搅拌速率为500r/min，搅拌时间为6min。
对比例1：无锐钛型二氧化钛粉
用于隧道内壁的涂层材料包括：E44环氧树脂10份、501稀释剂10份、T31固化剂3份、稀土铝酸锶粉10份。
制备方法：先将E44环氧树脂和501稀释剂在容器中混合搅拌，得到第一混合物；将T31固化剂加入第一混合物中，充分搅拌后，得到第二混合物；将稀土铝酸锶粉加入第二混合物中充分搅拌，直至体系分散均匀；其中搅拌速率为500r/min，搅拌时间为5min。
对比例2：无稀土铝酸锶粉
用于隧道内壁的涂层材料包括：E44环氧树脂10份、501稀释剂10份、T31固化剂3份、锐钛型二氧化钛粉10份。
制备方法：先将环氧树脂和稀释剂在容器中混合搅拌，得到第一混合物；将固化剂加入第一混合物中，充分搅拌后，得到第二混合物；将锐钛型二氧化钛粉加入第二混合物中充分搅拌，直至体系分散均匀；其中搅拌速率为500r/min，搅拌时间为5min。
本发明的涂层材料涂覆在隧道内壁的拱顶上，使隧道具备自洁净和自发光能力。涂层材料中包含锐钛型二氧化钛粉和稀土铝酸锶粉，锐钛型二氧化钛粉在紫外线或者自然光的催化下，氧化分解汽车尾气，降低隧道内空气中一氧化碳CO和一氧化氮NO浓度，同时稀土铝酸锶粉吸收紫外线或者自然光蓄能；并缓慢释放吸收的能量而持续发光，余辉发光可在一段时间内维持一定的亮度。实施例和对比例得到的涂层材料性能测试结果如表1所示。
表1.实施例和对比例的涂层材料性能测试结果
Figure BDA0003779539490000051
由表1可知，当涂层材料中无锐钛型二氧化钛粉时，对隧道内汽车尾气的分解效率低；当涂层材料中锐钛型二氧化钛粉含量增加时，对汽车尾气的分解效果提高。当涂层材料中无稀土铝酸锶粉时，材料不发光，无余辉效果；当稀土铝酸锶粉含量逐渐增加时，余辉时间和余辉的相对亮度都相应提高。
为了达到更好的净化效果，避免黑洞效应和白洞效应，在隧道隧道出入口和隧道中段的涂层材料中的锐钛型二氧化钛粉和稀土铝酸锶粉含量不同。在隧道入口和出口处，为避免黑洞效应和白洞效应，在涂层中适量多加稀土铝酸锶粉，使锐钛型二氧化钛粉和稀土铝酸锶粉含量比0.7：1.5；在隧道中段，为避免汽车尾气堆积，在涂层材料中适量多加锐钛型二氧化钛粉，使锐钛型二氧化钛粉和稀土铝酸锶粉含量比为1.5:0.7。
虽然，本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种用于隧道内壁的涂层材料，其特征在于，包括：
基料8～12份，所述基料包含环氧树脂；稀释剂8～12份，光催化材料7～15份，发光材料7～15份，固化剂1～5份。
2.根据权利要求1所述的用于隧道内壁的涂层材料，其特征在于，包括：
基料8～10份，所述基料包含环氧树脂；稀释剂10～12份，光催化材料7～15份，发光材料7～15份，固化剂2～3份。
3.根据权利要求1所述的用于隧道内壁的涂层材料，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型液体环氧树脂。
4.根据权利要求1所述的用于隧道内壁的涂层材料，其特征在于，所述稀释剂为环氧树脂活性稀释剂。
5.根据权利要求1所述的用于隧道内壁的涂层材料，其特征在于，所述光催化材料为锐钛型二氧化钛粉。
6.根据权利要求1所述的用于隧道内壁的涂层材料，其特征在于，所述发光材料为稀土蓄能发光粉。
7.根据权利要求1所述的用于隧道内壁的涂层材料，其特征在于，所述固化剂为环氧树脂固化剂。
8.一种用于隧道内壁的涂层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，按重量份称取环氧树脂、稀释剂、光催化材料、发光材料和固化剂；
步骤2，将环氧树脂和稀释剂混合并搅拌均匀，得到第一混合物；
步骤3，将固化剂加入第一混合物中，搅拌均匀，得到第二混合物；
步骤4，将光催化材料和发光材料加入第二混合物中，搅拌均匀，得到涂层材料。
9.根据权利要求8所述的涂层材料的用于隧道内壁的涂层材料的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，搅拌速率为400-700r/min，搅拌时间为3-7min。
10.权利要求1至7任一项所述的用于隧道内壁的涂层材料在隧道内壁中的应用。
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