本发明涉及蓄能发光道漆,特别涉及水性无机蓄能发光隧道漆及其制备方法。
背景技术:
1、随着高速公路建设进度的加快,特大桥梁和特长隧道在整个工程中所占比重越来越大,随之而来出现两个问题:隧道越长,在出现交通事故时救援和逃生困难就越大,特别是在出现火灾情况时,往往会导致隧道照明电路停电,这样逃生就是一大困难;隧道越长,相应照明设施的配备更多,从而增加了能耗。蓄能发光道漆可以吸收可见光,然后进行激发转化为可见光发射,起到应急显示的作用;同时可以和隧道内照明设施交替使用,降低能耗。基于以上特点,蓄能发光道漆在隧道内使用,可以提高行车安全性,节约能源。
2、蓄能发光道漆中使用的发光材料,目前主要是稀土激活铝酸锶系列发光材料,相比于传统的硫化锌发光粉,具有无毒、无放射性,高亮度,余辉时间长,寿命长,物理、化学性能稳定等优点,可广泛应用于很多行业。中国专利(cn200510085502)公开了一种制备稀土激活的铝酸锶长余辉荧光粉的方法,包括如下步骤:1)制备摩尔份数比如下的混合溶液:硝酸锶29.6-39.5:1,120℃下搅拌1-24小时形成凝胶;2)将凝胶在300-900℃下加热1.5-30小时,得到固相预烧产物;3)将固相预烧产物研磨后加入无机盐,然后在800-1400℃下在还原气氛中灼烧,洗涤后得到所述稀土激活的铝酸锶长余辉荧光粉。
3、但在实际应用中,由于隧道的特殊性环境:半封闭性和潮湿,隧道漆受环境影响较大,从而导致隧道漆使用性能的下降,涂有发光隧道漆的标记线及标记图案余辉亮度衰减快,使用寿命短等问题。
4、因此,本方法基于材料改性及制备工艺改进处理技术,提出水性无机蓄能发光隧道漆及其制备方法,内外层的设计提高了无机蓄能发光隧道漆与墙面或基面的结合强度,同时降低了材料的余辉亮度衰减速度降低,另外,在不同材料的相互作用下也提高了材料的强度和吸音、阻燃效果,适合应用于工业推广。
技术实现思路
1、本发明旨在提供水性无机蓄能发光隧道漆及其制备方法,通过在相关的工艺及原料改进下,对于无机蓄能发光隧道漆的余辉亮度衰减速度降低、材料强度、材料吸音效果等性能具有良好的增益效果。
2、本方法的重点:1、在二氧化钛对蓄能发光材料的改性操作中,需要先对蓄能发光材料进行弱酸处理,提高材料颗粒表面的粗糙度,在颗粒表面形成大小不一的凹坑,在后续的球磨过程中,有利于纳米级的二氧化钛包覆在蓄能发光材料的表面,但是,酸处理时间不宜过长,避免蓄能发光材料的大量溶解;2、在内层及外层漆的制备中,需要保证各种原料混合均匀,避免团聚现象的发生,其中特别是在外层漆的制备中,需分两步进行搅拌,避免一次处理造成原料团聚。
3、本发明涉及的水性无机蓄能发光隧道漆的制备方法的具体实施方案如下:
4、s1.按质量比例配置表层原料,包括碱性硅溶胶、硅酸盐溶液、硅砂粉、阻燃剂、多孔吸音颗粒、氧化铝纤维、分散剂、流平剂、固化剂、水;
5、其中碱性硅溶胶40-60份、硅酸盐溶液15-25份、硅砂粉2-4份、阻燃剂3-10份、多孔吸音颗粒5-15份、氧化铝纤维1-3份,分散剂2-6份、流平剂2-4份、固化剂4-8份、去离子水40-60份;
6、所述硅酸盐溶液选自硅酸钠水溶液、硅酸钾水溶液、硅酸锂水溶液中任意一种,硅酸盐溶液浓度为40-50%;
7、所述阻燃剂为聚磷酸酯阻燃剂;
8、所述多孔吸音颗粒为氧化铝颗粒,粒径0.08-0.2mm,孔隙尺寸50-100μm;
9、所述氧化铝纤维直径6-12μm,长度100-140μm;
10、所述分散剂为氟碳表面活性剂;
11、所述流平剂为聚硅氧烷;
12、所述固化剂为聚酰胺;
13、s2.按质量比例配置内层原料,包括碱性硅溶胶、硅酸盐溶液、硅砂粉、氧化铝纤维、分散剂、流平剂、固化剂、水;
14、其中碱性硅溶胶40-60份、硅酸盐溶液15-25份、硅砂粉2-4份、氧化铝纤维2-4份,分散剂4-8份、流平剂4-10份、固化剂4-8份、去离子水60-100份;
15、所述氧化铝纤维直径6-12μm,长度100-140μm;
16、所述分散剂为氟碳表面活性剂;
17、所述流平剂为聚硅氧烷;
18、所述固化剂为聚酰胺;
19、s3.蓄能发光材料经氢氟酸水溶液表面处理后,再经改性剂表面改性,得到改性蓄能发光材料,具体由以下步骤制得:
20、第一步:配置0.05-0.1mo l/l的氢氟酸水溶液,将蓄能发光材料置于上述配置的氢氟酸水溶液中搅拌30-60s后过滤、清洗、烘干,得到物料a;
21、第二步:将改性剂与物料a进行混合球磨得到改性蓄能发光材料,球磨转速为200-300rpm;
22、所述蓄能发光材料,为sral2o4:eu2+,dy3+萤石粉,粒度30-60μm;
23、所述改性剂为二氧化钛,粒度3-10nm,金红石型;
24、所述改性剂与物料a质量比为(2-3):(20-30);
25、所述蓄能发光材料与氢氟酸水溶液用量比为(1.5-2.5)g:(45-55)ml。
26、s4.将表层原料与改性蓄能发光材料搅拌混合,制备无机蓄能发光隧道外层道漆;
27、第一步:将碱性硅溶胶、硅酸盐溶液、硅砂粉、氧化铝纤维、分散剂、流平剂、固化剂、水加到一起,利用行星球磨进行混合得到混合液,球磨转速为200-300rpm,处理时间为2-4h;
28、第二步:在第一步的混合液中加入改性蓄能发光材料、阻燃剂、多孔吸音颗粒继续行星球磨1-2h得到无机蓄能发光隧道外层道漆;
29、所述表层原料与改性蓄能发光材料用量比为6-7:0.8-1。
30、s5.将内层原料搅拌混合,得到无机蓄能发光隧道内层道漆;
31、将碱性硅溶胶、硅酸盐溶液、硅砂粉、氧化铝纤维、分散剂、流平剂、固化剂、水加到一起,利用行星球磨进行混合得到无机蓄能发光隧道内层道漆,球磨转速为200-300rpm,处理时间为2-4h。
32、s6.将无机蓄能发光隧道外层道漆与无机蓄能发光隧道内层道漆分别装入罐中,得到水性无机蓄能发光隧道漆。
33、有益效果:
34、(1)本发明的方法中采用双层的结构设计,其中内层道漆粘度低,具有良好的润湿效果,可以有效的提高道漆与墙体的结合强度;
35、(2)本发明的方法中对蓄能发光材料进行表面改性,可以降低最终道漆的余辉亮度衰减速度,另外道漆中添加的氧化铝纤维对于道漆的强度也具有提升效果;
36、(3)本发明的方法中在表层道漆中添加了多孔吸音颗粒,由于表层浆料粘度较大,无法浸润多孔吸音颗粒内部,导致在固化后吸音颗粒内部形成相对密闭的结构,可以起到良好的吸音效果。
1.水性无机蓄能发光隧道漆的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤s1中,所述表层原料为:碱性硅溶胶、硅酸盐溶液、硅砂粉、阻燃剂、多孔吸音颗粒、氧化铝纤维、分散剂、流平剂、固化剂、水。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤s1中,所述内层原料为:碱性硅溶胶、硅酸盐溶液、硅砂粉、氧化铝纤维、分散剂、流平剂、固化剂、水。
4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述表层原料的质量份用量为:碱性硅溶胶40-60份、硅酸盐溶液15-25份、硅砂粉2-4份、阻燃剂3-10份、多孔吸音颗粒5-15份、氧化铝纤维1-3份,分散剂2-6份、流平剂2-4份、固化剂4-8份、去离子水40-60份。
5.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述内层原料质量份用量为:碱性硅溶胶40-60份、硅酸盐溶液15-25份、硅砂粉2-4份、氧化铝纤维2-4份,分散剂4-8份、流平剂4-10份、固化剂4-8份、去离子水60-100份。
6.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤s3中,对蓄能发光材料进行表面改性得到改性蓄能发光材料工艺,包括:
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤s4中,利用搅拌混合的方式制备无机蓄能发光隧道外层道漆工艺,包括:
9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤s5中,利用搅拌混合的方式制备无机蓄能发光隧道内层道漆工艺,包括:将碱性硅溶胶、硅酸盐溶液、硅砂粉、氧化铝纤维、分散剂、流平剂、固化剂、水加到一起,利用球磨进行混合得到无机蓄能发光隧道内层道漆,球磨转速为200-300rpm,处理时间为2-4h。
10.根据权利要求1-9任一项所述的制备方法制得的水性无机蓄能发光隧道漆。