具有逆反射功能的微珠组合物及其应用的制作方法

本发明涉及一种具有逆反射功能的微珠组合物及其应用，属于光学领域。

背景技术：

1、逆反射功能是指当制品收到光束照射时，将该光束基本反射回光源方向的能力。优异的逆反射性意味着大量的入射光被朝向光的入射方向反射。具有一定折射率的玻璃微珠通过自身的折射和反射等性能，实现对照射的光线进行定向返回，从而使其具有极佳的逆反射功能。现代研究表明玻璃微珠的逆反射性能可能受其表面积特性、粒径分布、折射率和透明度结合的影响。

2、截止目前，玻璃微珠作为逆反射元件已广泛用于多种领域。例如，玻璃微珠可作为各种安全性反光元件应用于公路、铁路、机场、港口、海洋运输、矿山、消防以及城建等领域；还可作为反光元件应用于美容、喷涂颜料、服饰、身份铭牌、广告标志等领域。

3、当玻璃微珠应用到上述领域时，不可避免的遇到以下问题：1)在干燥状态下可以保持较好的反光性，但反光性能在潮湿状态下会大幅降低，这是由于潮湿状态在材料上形成的水膜会极大降低材料的逆反射性能；2)由于玻璃微珠的无机属性，导致其较难与有机材料结合，而为了获得更好的反光性能，需要增大玻璃微珠的粒径或直径，从而导致玻璃微珠更容易从材料上脱落，从而导致反光性能降低；3)由于位阻效应玻璃微珠在材料上不可避免的产生遮挡，从而影响玻璃微珠对光束的反射；4)玻璃微珠在材料上的嵌入度

4、为了解决上述问题，本领域技术人员进行了大量的尝试。例如，在道路标线应用方面，中国专利cn108025958a具有小珠共混物的耐用回射元件公开了一种解决方案，其通过核壳式结构，以聚合物和玻璃微珠制备成复合芯，并在复合芯外部包裹玻璃微珠，芯内部和外部的玻璃微珠具有不同的折射率，在应用于道路标线时，其通过复合芯支撑，从而保持外部玻璃微珠在潮湿情况下的干燥状态，从而使道路标线可以在潮湿状态下维持较高的反光强度。而随着外部玻璃微珠的磨损，复合芯中的玻璃微珠逐步显露出来，从而达到持续维持道路标线反光强度的需求。但是该产品制备较为复杂，成本较高；粒径较大容易从标线表面脱落。中国专利cn113755048a一种全天候雨夜标线及其制备方法公开了一种解决方案，其通过在标线涂料中添加玻璃微珠，并在标线表面播撒核壳式结构雨夜珠来克服潮湿状态对标线反光的影响；其中玻璃微珠的折射率>1.5,核壳式结构雨夜珠的折射率>1.9。中国专利cn112322136a一种高效逆反射热熔公路标线及其制作方法、中国专利cn107629676b一种雨夜持久反光双组份标线及其施工方法和检测方法以及中国专利cn111303722a一种耐久反光性自分层道路标线涂料及其制备方法也公开了类似的解决方案，即通过玻璃微珠与核壳式雨夜珠的联合应用来解决潮湿状态反光性能大幅下降的技术问题。

5、从以上现有技术不难看出，本领域中为了解决潮湿状态的反光问题主要通过2种途径：一、提高玻璃微珠的反射率和直径，以增大玻璃微珠对外光源的反光能力，二、采用核壳式结构来增加玻璃微珠对外光源的反射几率。提高直径会导致玻璃微珠之间产生遮挡效应，互相影响玻璃微珠对外光源的反射，另外过大直径的玻璃微珠会导致其嵌入有机涂料或颜料的程度较低而极易脱落；核壳式结构工艺复杂、成本较高，对于在各个领域使用量都非常大的玻璃微珠来说，无疑成本是一个非常重要的考虑因素；另外，由于核壳式结构的结构限制，必然导致其直径过大，从而也面临在有机涂料或颜料中的脱落问题。

技术实现思路

1、本发明的第一方面是提供一种微珠组合物，其包括：重量百分比1-20％的折射率为1.5-1.7的第一微珠，重量百分比10-50％的折射率为1.7-2.0的第二微珠，重量百分比40-85％的折射率为2.0-2.6的第三微珠。

2、在一种实施方案中，所述第一微珠其粒径范围为50-800微米。在一种实施方案中，所述第二微珠其粒径范围为50-1000微米。在一种实施方案中，所述第三微珠其粒径范围为10-400微米。

3、在进一步地实施方案中，所述第一微珠其粒径范围为100-600微米。更具体的来讲，所述第一微珠其粒径范围为5-15wt％的粒径为100-200微米，40-50wt％的粒径为200-400微米，40-50wt％的粒径为400-600微米。

4、在进一步地实施方案中，所述第二微珠其粒径范围为50-1000微米。更具体的来讲，所述第二微珠其粒径范围为1-10wt％的粒径为50-100微米，5-15wt％的粒径为100-200微米，20-30wt％的粒径为200-400微米，30-40wt％的粒径为400-600微米，15-25wt％的粒径为600-800微米，1-10wt％的粒径为800-1000微米。

5、在进一步地实施方案中，所述第三微珠其粒径范围为50-200微米。更具体的来讲，所述第三微珠其粒径范围为20-40wt％的粒径为50-100微米，60-80wt％的粒径为100-200微米。

6、在一种实施方案中，第一微珠的重量百分比为5％、10％、15％、20％；第二微珠的重量百分比为10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％；第三微珠的重量百分比为40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％。

7、在一种实施方案中，所述微珠组合物中，第一微珠的重量百分比为2-20％，第二微珠的重量百分比为20-40％，第三微珠的重量百分比为40-70％。

8、在进一步地实施方案中，第一微珠的重量百分比为5-20％，第二微珠的重量百分比为25-35％，第三微珠的重量百分比为50-65％。

9、在一种实施方案中，所述微珠的材质为玻璃、陶瓷或有机聚合物。

10、在一种实施方案中，第一微珠的折射率为1.5、1.6或1.7；第二微珠的折射率为1.7、1.8、1.9或2.0；第三微珠的折射率为2.1、2.2、2.3、2.4、2.5或2.6。

11、在另一种实施方案中，所述第一微珠和第二微珠之间的折射率差值为0.1-0.6；所述第二微珠和第三微珠之间的折射率差值为0.1-0.6。

12、在进一步地实施方案中，所述第一微珠和第二微珠之间的折射率差值为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5或0.6；所述第二微珠和第三微珠之间的折射率差值为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5或0.6。

13、在进一步地实施方案中，所述第一微珠和第二微珠之间的折射率差值为0.3-0.5；所述第二微珠和第三微珠之间的折射率差值为0.3-0.5。

14、本发明第二方面提供一种反射制品，其包含所述微珠组合物。

15、在一种实施方案中，所述反射制品还包含有机涂料和/或有机颜料。

16、在进一步地实施方案中，所述反射制品是道路标线，其包含微珠组合物和有机涂料，所述涂料选自：水性涂料、双组份涂料、溶剂型涂料、预成型涂料和/或热熔型涂料。

17、在进一步地实施方案中，所述反射制品为指甲涂料、涂鸦涂料等。

18、本发明意外发现将不同折射率的玻璃微珠进行特定组合，在一定的折射率差值、粒径分布和重量配比条件下，所述组合物的逆反射性能较单一折射率玻璃微珠大幅提高，这种效果在潮湿条件下和连续降雨条件下最为明显，这无疑可以扩大玻璃微珠的使用范围，降低反射制品中的玻璃微珠添加量，在使用效果上和生产成本上均有极大的经济价值。

19、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。