一种长余辉发光集料及其制备方法与流程

本发明涉及树脂加工改性领域，具体涉及一种长余辉发光集料及其制备方法。

背景技术：

1、目前对发光路面的研究虽已有许多尝试，早在2012年，荷兰的studioroosegaarde公司于荷兰设计大奖(dutch design awards)之未来概念奖的智能公路(smart highway)项目中就提出了夜光马路的概念。并以此理论铺筑了一条试验路段-ossn329发光公路。其利用一种白天吸能、夜晚发光的涂料制作道路的油漆标记，到了夜晚公路两侧的路标会发出淡绿色的荧光为驾驶员指引方向，提升驾车安全。但因空气湿度对光的反射影响较大，导致路面发光不稳定以及路面耐久性并没有达到使用要求等原因，进而使得这种路面已停止运营。

2、2013年英国pro-teq surfacing公司在剑桥市christ's pieces公园铺设了一条“星路”("stmpath")。它利用一种能够转化太阳能的聚合材料来使路面“自发光”。白天，这种材料吸收并储存光的能量，夜晚，它会以发出蓝光的形式将能量释放，其发光时间可持续4个小时左右。这种发光材料发出的光强度较低，不会反光，不会增加光污染，发光效果满足使用功能，且它在耐久性、使用寿命上也有良好的表现，但造价、专利等原因预示着它不会很快的普及。

3、纵观国外发光材料在道路领域的应用，虽然取得了很多阶段性的成果，但仍然存在发光效能不稳定、发光余辉时间不够长、工艺复杂以及造价高昂等问题。此外，由于发光材料的加入，道路强度及耐磨性能难以保障，因此，我国发光材料在道路领域的应用，主要局限于发光涂料的研究方面，其应用也仅限于标志牌、隧道墙壁外涂等，而在道路面层的应用还未涉及。

4、随着国际稀土材料价格进一步走高，稀土价格也一路攀升，目前应用效果最好的稀土碱金属盐杂化发光材料价格在200元每公斤，且比重在3.6g/cm3，如果以固态颗粒状材料直接施工，为了达到较好的发光效果，施工用量大，造价高昂。因此，低成本高效率的利用发光材料是目前发光道路材料研究的重点，也是发光路面材料得以大面积产业化推广的关键。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明目的在于提供一种长余辉发光集料及其制备方法。

2、为实现上述目的，本发明采用技术方案为：

3、一种用于长余辉发光集料，按重量份数计，70-85份5-9mm尺寸粗集料，1-3份稀释剂，0.05-0.2份表面改性剂，3-10份发光粉，12-20份不饱和树脂，0.01-0.03份耐候剂，0.05-0.1份油性引发剂，0.02-0.08份水性促进剂，800-1000份沸水，1-3份隔离剂，混合使集料表面包覆夜光粉树脂。

4、所述粗集料为5-9mm尺寸玄武岩、辉长岩、闪长岩、石英岩中的一种或多种；

5、所述稀释剂为丙酮和/或二甲苯；

6、所述表面改性剂为二甲基二甲氧基硅烷dds，三氟甲基三甲基硅烷tfms，六甲基二硅氮烷hmds中的至少一种；

7、所述发光粉为稀土碱金属盐杂化发光材料。

8、所述发光粉成分为sral2o4∶eu2+，ho3+和/或bamgal10o17∶yb2+，la3+。

9、所述耐候剂为双(2,2’,6,6’-四甲基哌啶基)癸二酸酯和/或聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯；

10、所述油性引发剂为过氧化苯甲酰bpo，偶氮二异丁腈aibn、偶氮二异庚腈avbn中的至少一种；

11、所述水性促进剂为过硫酸钾(kps)和亚硫酸氢钠(nahso3)组合物；

12、所述隔离剂400-1200万分子量阴离子聚丙烯酰胺pam和/或600-1000万分子量氧化聚乙烯peo。

13、所述水性促进剂为按质量比为1:0.8-1:1.2的过硫酸钾(kps)和亚硫酸氢钠(nahso3)组合物。

14、所述不饱和树脂按重量百分比计，40-60％双酚a二甲基丙烯酸酯bpama(15000-20000cps)，20-50％苯乙烯2-5cps，5-15％十八烷基甲基丙烯酸酯omt(50-100cps)，余量为新戊二醇二丙烯酸酯npgda(4-12cps)或己二醇二丙烯酸酯hdda(5-10cps)。

15、一种所述的用于长余辉发光集料的制备方法，按上述比例，将表面改性剂与稀释剂搅拌混匀，而后加入粗集料,搅拌混匀后烘干得改性集料，备用；

16、将不饱和树脂、发光粉、耐候剂、油性引发剂通过三维拌和机搅拌均匀，再加入上述获得改性集料继续拌和10-20min；拌和均匀后分散投入沸水中，同时添加水性促进剂并搅拌，使体系内固化并且集料彼此间呈分散状态，即为集料表面包覆夜光粉树脂的用于长余辉发光路面材料。

17、进一步的说，

18、(1)将表面改性剂与稀释剂混合搅拌5min后与集料继续搅拌混合10min后烘干备用；

19、上述粗集料选取5-9mm尺寸玄武岩，辉长岩、闪长岩、石英岩中的一种或多种，所选集料强度好，使用稳定性佳，5-9mm尺寸保证了防滑效果、发光视觉效果，超过9mm防滑效果开始下降。

20、表面改性剂选取二甲基二甲氧基硅烷dds，三氟甲基三甲基硅烷tfms，六甲基二硅氮烷hmds中的至少一种，能够改善集料与树脂间的结合性能，并提高防水侵害性能。

21、稀释剂选取丙酮，二甲苯中的至少一种，用于稀释表面改性剂，提高在集料表面的分散效果。

22、(2)将不饱和树脂、发光粉、稳定剂、油性引发剂通过三维拌和机搅拌均匀，再加入改性集料继续拌和10-20min；

23、高粘度双酚a二甲基丙烯酸酯可以将发光粉体包覆在集料表面，形成一定厚度层，保证强度和发光效果，苯乙烯可提高树脂强度及与沥青相容性；十八烷基甲基丙烯酸酯可以提高与沥青的相容性并提高树脂韧性，减少固化开裂；新戊二醇二丙烯酸酯和己二醇二丙烯酸酯可以提高交联强度，提高固化速度。

24、通过敏化剂掺杂，多种镧系稀土等元素杂化，采用稀土配合物负载到主体基质中的稀土杂化材料，杂化后具有更好的加工性能、光、热稳定性和更长的荧光寿命。

25、耐候剂选取双(2,2’,6,6’-四甲基哌啶基)癸二酸酯，聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯中的至少一种，减少紫外光对聚合物的光老化影响，延长其在路面使用寿命。

26、油性引发剂选取过氧化苯甲酰bpo，偶氮二异丁腈aibn、偶氮二异庚腈avbn中的至少一种，引发温度低(70-110度)，半衰期时间短，效率高。

27、(3)拌和均匀后按一定量将集料连续分散投入装有沸水的锥形加热搅拌设备，同时在沸水中添加水性促进剂、隔离剂，推进式搅拌速度为40-80r/min，从集料进入沸水至到达设备底部约8-15s，树脂已快速固化，集料彼此间呈分散状态，设备底部为发光集料收集口，集料通过带滤水网的连续抬升设备传送到收集仓，进行烘干储藏备用。

28、水性促进剂选取过硫酸钾(kps)和亚硫酸氢钠(nahso3)组合物，比例为1:0.8，利用氧化还原引发机理，大幅降低引发剂引发温度，加快聚合速度，使得树脂单体在沸水中快速固化。

29、隔离剂选取400-1200万分子量阴离子聚丙烯酰胺pam，600-1000万分子量氧化聚乙烯peo中的至少一种。提高集料件的润滑分散性，并使细小微粒絮凝聚集脱离，减少集料表面污染。

30、在路面铺筑罩面层施工时，将包覆发光树脂的集料随罩面层铺筑时撒布在罩面层上，利用罩面层保留的温度，趁热利用压路机压实，将发光集料牢牢嵌入在罩面层上。

31、本发明所具有的优点：

32、本发明所得集料在传统集料表面包覆发光材料，相对于纯夜光粉树脂颗粒，其能大幅降低材料成本。且可通过配比调控表面包覆的发光材料厚度，也可以通过表面包覆层的材质调控力学、摩擦等性能，进而实现发光路面材料的长余辉、高强度、耐磨防滑、易施工等多重功能。