CN115572520A - 一种具有力致发光性能的路面环氧涂层的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于道路材料技术领域，公开了一种具有力致发光性能的路面环氧涂层的制备方法，本发明采用路面环氧涂层的技术，直接将力致发光材料应用于道路建设中，大大降低了力致发光路面对于原材料和施工工艺的需求，同时兼顾了力致发光路面的路用性能。本发明能够反映出路面行使过程中的行车荷载，感知车辆行使状态，判断车辆行为，将感知到的信息作为车路协同技术的信息源；并且由于采用了路面环氧涂层技术与力致发光材料相结合的技术，其施工工艺简单，力致发光材料的使用寿命大大增强，具有较好的经济性；同时力致发光粉末分散在环氧树脂中，力致发光材料收到环氧树脂的保护，具有优良的长效性。
Description
技术领域
本发明属于道路材料技术领域，具体涉及一种具有力致发光性能的路面环氧涂层的制备方法。
背景技术
感知型路面技术是智慧道路基础设施研究的基础和前沿。路面自感知包括感知路面的受力状态以及路面的开裂与变形等信息，主要目的是提升道路基础设施自身的耐久和行车安全性，其感知的信息可以为智慧交通、车路协同等新型技术提供重要的信息源。感知型路面技术体现出不同学科之间的交叉融合，其中感知型路面的材料设计是感知型路面建设的重要环节。
路面涂层是一种路面表面的一层功能层材料。具体是制备出不同功能的涂料然后均匀涂覆在路面上，待涂料固化后得到路面涂层。路面涂层能够有效封闭路面微裂缝，并具有特定功能，比如降低路面温度及疏水抗冰等。但是传统上路面涂层不能感知路面信息，无法用于感知型路面建设。
申请公开号为112125702A的发明专利《一种基于力致发光的透光水泥及其制备方法》公开了一种透光水泥及制备方法，并应用于路面或建筑中。这种技术在路面上应用需要透光水泥保护力致发光粉末，以实现光源透出，其原材料需要水泥砂浆中加入光纤或透光树脂，导致费用过高，无法大面积应用；该发明需要单独设置发光层和透光层，施工复杂，难以操作；该发明形成的路面层由至少三层结构层构成，在高速公路应用时容易因为层间粘结性问题导致早期路面病害；该发明形成的路面为刚性路面，在沥青路面表面加铺容易造成病害。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种具有力致发光性能的路面环氧涂层的制备方法，所制备的路面环氧涂层发光性能良好，并且与应力具有较好的相关性。
为了达到上述目的，本发明包括以下步骤：
步骤一，根据质量份数，将300份环氧树脂与100～300份固化剂混合搅拌均匀，得到物质A；
步骤二，在物质A中加入60～80份反光粉，并搅拌均匀，得到物质B；
步骤三，在物质B中加入15～60份力致发光粉，并搅拌均匀，得到物质C；
步骤四，将物质C涂覆在路面上，涂覆完成后在自然条件下固化，得到具有力致发光性能的路面环氧涂层。
步骤一中，环氧树脂为双酚A型环氧树脂，双酚A型环氧树脂在20℃时，粘度为0.4～0.7Pa·S。
固化剂与环氧树脂产生交联作用，使环氧树脂固化，固化剂在20℃时的粘度为30～40Pa·S，初始固化时间为4～6小时，完全固化时间至少24h。
通过高速剪切机将环氧树脂与固化剂混合搅拌均匀。
步骤二中，反光粉采用具有玻璃的粉体材料，粉体材料的目数为40～800目。
步骤三中，力致发光粉采用具有铕离子掺杂的铝酸锶化合物，铝酸锶化合物的目数为200～800目。
步骤四中，采用滚刷将物质C均匀涂覆在路面上。
步骤四中，物质C的涂覆量为0.8～1.4Kg/m2。
与现有技术相比，本发明采用路面环氧涂层的技术，直接将力致发光材料应用于道路建设中，大大降低了力致发光路面对于原材料和施工工艺的需求，同时兼顾了力致发光路面的路用性能。本发明能够反映出路面行使过程中的行车荷载，感知车辆行使状态，判断车辆行为，将感知到的信息作为车路协同技术的信息源；并且由于采用了路面环氧涂层技术与力致发光材料相结合的技术，其施工工艺简单，力致发光材料的使用寿命大大增强，具有较好的经济性；同时力致发光粉末分散在环氧树脂中，力致发光材料收到环氧树脂的保护，具有优良的长效性。
附图说明
图1为本发明制备的路面环氧涂层的示意图；
图2为不同力致发光材料制备路面环氧涂层；其中，(a)为实施例4，(b)为实施例6；
图3为路面环氧涂层的发光效果实图；其中，(a)为实施例4，(b)为实施例6。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
参见图1，本发明包括以下步骤：
步骤一，根据质量份数，通过高速剪切机将300份环氧树脂与100～300份固化剂混合搅拌均匀，得到物质A；环氧树脂为双酚A型环氧树脂，双酚A型环氧树脂在20℃时，粘度为0.4～0.7Pa·S。固化剂与环氧树脂产生交联作用，使环氧树脂固化，固化剂在20℃时的粘度为30～40Pa·S，初始固化时间为4～6小时，完全固化时间至少24h。
步骤二，在物质A中加入60～80份反光粉，并搅拌均匀，得到物质B；反光粉采用具有玻璃的粉体材料，粉体材料的目数为40～800目。
步骤三，在物质B中加入15～60份力致发光粉，并搅拌均匀，得到物质C；力致发光粉采用具有铕离子掺杂的铝酸锶化合物，在外力作用下能够产生橙色或绿色的光，铝酸锶化合物的目数为200～800目。
步骤四，采用滚刷将物质C涂覆在路面上，物质C的涂覆量为0.8～1.4Kg/m2，涂覆完成后在自然条件下固化，得到具有力致发光性能的路面环氧涂层。
实施例1：
将300份环氧树脂与100份固化剂采用高速剪切机剪切5min，加入80份反光粉继续剪切3min，加入30份力致发光粉继续剪切3min，将力致发光粉均匀分散至胶结料中。使用滚筒将胶结料涂覆在路面上，胶结料的洒布量为0.8Kg/m2，自然条件下待其固化，获得具有力致发光性能的路面环氧涂层。
实施例2：
将300份环氧树脂与100份固化剂采用高速剪切机剪切5min，加入80份反光粉继续剪切3min，加入45份力致发光粉继续剪切3min，将力致发光粉均匀分散至胶结料中。使用滚筒将胶结料涂覆在路面上，胶结料的洒布量为0.8Kg/m2，自然条件下待其固化，获得具有力致发光性能的路面环氧涂层。
实施例3：
将300份环氧树脂与100份固化剂采用高速剪切机剪切5min，加入80份反光粉继续剪切3min，加入60份力致发光粉继续剪切3min，将力致发光粉均匀分散至胶结料中。使用滚筒将胶结料涂覆在路面上，胶结料的洒布量为0.8Kg/m2，自然条件下待其固化，获得具有力致发光性能的路面环氧涂层。
实施例4：
将300份环氧树脂与100份固化剂采用高速剪切机剪切5min，加入80份反光粉继续剪切3min，加入60份力致发光粉继续剪切3min，将力致发光粉均匀分散至胶结料中。使用滚筒将胶结料涂覆在路面上，胶结料的洒布量为1.2Kg/m2，自然条件下待其固化，获得具有力致发光性能的路面环氧涂层。
实施例5：
将300份环氧树脂与100份固化剂采用高速剪切机剪切5min，加入80份反光粉继续剪切3min，加入60份力致发光粉继续剪切3min，将力致发光粉均匀分散至胶结料中。使用滚筒将胶结料涂覆在路面上，胶结料的洒布量为1.4Kg/m2，自然条件下待其固化，获得具有力致发光性能的路面环氧涂层
实施例6：
将300份环氧树脂与100份固化剂采用高速剪切机剪切5min，加入60份反光粉继续剪切3min，加入60份力致发光粉继续剪切3min，将力致发光粉均匀分散至胶结料中。使用滚筒将胶结料涂覆在路面上，胶结料的洒布量为1.4Kg/m2，自然条件下待其固化，获得具有力致发光性能的路面环氧涂层。
测试方法：
第一步，采用路面加载方式对路面环氧涂层进行加载，如摆式仪等；
第二步，采用高速摄像机记录路面环氧涂层力致发光图片，并且计算受力面积；
如摆式仪加载，则受力面积＝橡胶片长度×橡胶片滑动距离＝7.62cm×12.6cm＝96.012cm2；
第三步，通过MATLAB对发光图片进行处理，采用二值化处理的方式对图片进行处理，计算发光面积；
第四步，根据发光效率计算公式计算发光效率；
第五步，对路面环氧涂层进行不同次数打磨，测定路面环氧涂层力致发光性能。
发光效率计算公式：
发光效率＝发光面积/受力面积*100％
评价指标：为定量评价路面环氧涂层力致发光特性，以发光效率作为为评价指标。
具体试验过程及结果见表1：
表1不同打磨次数下的环氧涂层发光效率
参见图2和图3，具有力致发光性能的路面环氧涂层在受到外力之后，表现出优异的光学性能；由表1可知，环氧涂层在打磨后表现出较好的发光效果；环氧树脂将力致发光材料包裹住，起到保护作用，对环氧涂层打磨2000次后，环氧涂层仍具有较高的发光效率，具有较好的路用性能以及长效性。
本发明针对感知型路面建设需求，采用路面涂层的技术，直接将力致发光材料应用于感知型路面材料设计中，大大降低了力致发光路面对于原材料和施工工艺的需求，同时兼顾了力致发光路面的路用性能，克服了其应用于柔性沥青路面上的不足。并且创新性的引入反光粉，在力致发光路面涂层中构成光传导路径，使得力致发光材料所发光源能够由涂层内部传导至路面表面。但本发明不仅仅是将发光层与透光层合并，因为若直接将两者合并，会导致力致发光材料磨耗而长效性不足，并且为保障发光特性，力致发光材料用量过大引起费用增加。
本发明是针对高速公路的应用场景，基于感知型路面建设获取路面信息的技术目标，通过路面涂层的施工方式，最终获得的路面能够满足车辆测重的力致发光材料-路面材料的应力应变需求，或是用于测速的长期磨耗需求。
Claims (8)
1.一种具有力致发光性能的路面环氧涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，根据质量份数，将300份环氧树脂与100～300份固化剂混合搅拌均匀，得到物质A；
步骤二，在物质A中加入60～80份反光粉，并搅拌均匀，得到物质B；
步骤三，在物质B中加入15～60份力致发光粉，并搅拌均匀，得到物质C；
步骤四，将物质C涂覆在路面上，涂覆完成后在自然条件下固化，得到具有力致发光性能的路面环氧涂层。
2.根据权利要求1所述的一种具有力致发光性能的路面环氧涂层的制备方法，其特征在于，步骤一中，环氧树脂为双酚A型环氧树脂，双酚A型环氧树脂在20℃时，粘度为0.4～0.7Pa·S。
3.根据权利要求1所述的一种具有力致发光性能的路面环氧涂层的制备方法，其特征在于，固化剂与环氧树脂产生交联作用，使环氧树脂固化，固化剂在20℃时的粘度为30～40Pa·S，初始固化时间为4～6小时，完全固化时间至少24h。
4.根据权利要求1所述的一种具有力致发光性能的路面环氧涂层的制备方法，其特征在于，通过高速剪切机将环氧树脂与固化剂混合搅拌均匀。
5.根据权利要求1所述的一种具有力致发光性能的路面环氧涂层的制备方法，其特征在于，步骤二中，反光粉采用具有玻璃的粉体材料，粉体材料的目数为40～800目。
6.根据权利要求1所述的一种具有力致发光性能的路面环氧涂层的制备方法，其特征在于，步骤三中，力致发光粉采用具有铕离子掺杂的铝酸锶化合物，铝酸锶化合物的目数为200～800目。
7.根据权利要求1所述的一种具有力致发光性能的路面环氧涂层的制备方法，其特征在于，步骤四中，采用滚刷将物质C均匀涂覆在路面上。
8.根据权利要求1所述的一种具有力致发光性能的路面环氧涂层的制备方法，其特征在于，步骤四中，物质C的涂覆量为0.8～1.4Kg/m2。
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