一种废旧玻璃制成的适用于浓雾环境的警示标线涂料及方法

1.本发明涉及道路标线领域，具体为一种废旧玻璃制成的适用于浓雾环境中的警示标线涂料及方法。


背景技术：

2.道路标线有助于驾驶员保持在行驶路径内，为了提高夜间标线的识别性，通常在标线涂料中加入反光玻璃微珠，它们在夜间和大雾环境下能够通过反射提高标线可见性，起到指引作用。但由于在大雾环境下产生的水雾容易附着在玻璃微珠上，导致玻璃微珠的反射效率降低，从而降低标线的可视性。
3.随着玻璃行业的快速发展，产生了大量的废旧玻璃，不仅造成环境污染，而且造成资源浪费，因此需提高对废旧玻璃的再生利用。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种废旧玻璃制成的适用于浓雾环境中的警示标线涂料及方法，解决现有技术中废旧玻璃难以利用以及道路标线反射率较低的技术问题。
5.为达到上述技术目的，本发明提供的技术方案是：
6.第一方面，本发明提供一种废旧玻璃制成的适用于浓雾环境中的警示标线涂料，按质量份数计，其原料包括以下：标线用涂料65～85份以及镀膜玻璃微珠10～30份；其中镀膜玻璃微珠是通过废旧玻璃制作成玻璃微珠，再在玻璃微珠表面镀红色膜制得的。
7.第二方面，本发明提供一种废旧玻璃制成适用于浓雾环境中的警示标线涂料的方法，包括以下步骤：
8.将废旧玻璃破碎过筛得到玻璃微粉，将玻璃微粉与碳粉混合均匀后经过煅烧以及后处理，得到玻璃微珠；
9.将玻璃微珠经过表面处理后，浸泡在镀膜液中，加入表面活性剂进行反应，得到镀膜玻璃微珠；
10.将镀膜玻璃微珠和熔融状态的标线用涂料按比例混合均匀，得到警示标线涂料。
11.与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
12.本发明利用废旧玻璃制成一种警示标线涂料，作为警示标线具有良好的耐水性；同时利用废旧玻璃处理制成的镀膜玻璃微珠代替原本的玻璃微珠，其上红色的镀膜层具有良好的反射性能，耐水性好，与涂料之间的粘结力强，在大雾环境下清晰可视，能够有效起到指引作用，预防因大雾环境造成的交通事故。
具体实施方式
13.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于
限定本发明。
14.本发明提供一种废旧玻璃制成的适用于浓雾环境中的警示标线涂料，制备得到的标线性能优异有良好的附着力、耐磨性、耐水性好，可用于浓雾环境的路段。在道路中具有良好的应用前景。
15.本发明一种废旧玻璃制成的适用于浓雾环境中的警示标线涂料，按质量份数计，其原料包括以下：标线用涂料65～85份以及镀膜玻璃微珠10～30份；其中镀膜玻璃微珠是通过废旧玻璃制作成玻璃微珠，再在玻璃微珠表面镀红色膜制得的。
16.优选地，按质量份数计，标线用涂料包括c5石油树脂14～18份，填料50～60份，钛白粉2～4份，增塑剂0.5～1.5份。
17.进一步优选地，按质量份数计，标线用涂料包括c5石油树脂16份，填料55份，钛白粉3份，增塑剂1份。
18.进一步优选地，填料为石英砂超细粉，粒径优选大于300目。
19.进一步优选地，增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
20.优选地，红色膜为铁氧化物膜。
21.本发明一种废旧玻璃制成适用于浓雾环境中的警示标线涂料的方法，包括以下步骤：
22.(1)将废旧玻璃破碎过筛得到玻璃微粉，将玻璃微粉与碳粉混合均匀后经过煅烧以及后处理，得到玻璃微珠；其中通过加入碳粉，使玻璃微粉得到充分隔离以免煅烧时出现烧结；
23.(2)将玻璃微珠经过表面处理后，浸泡在镀膜液中，加入表面活性剂进行反应，得到镀膜玻璃微珠；
24.(3)将镀膜玻璃微珠和熔融状态的标线用涂料按比例混合均匀，得到警示标线涂料；铺设即得警示标线。
25.优选地，步骤(1)中玻璃微粉的粒径范围在40～60目，粒径过大不利于熔融，粒径过小以及玻璃微粉粒径范围过大容易导致所得玻璃微珠粒径分布不均匀。
26.优选地，步骤(1)中玻璃微粉与碳粉的质量比为1:2。
27.优选地，步骤(1)中煅烧是在850～1000℃保温30～60min；进一步优选为900～950℃保温30～45min。
28.优选地，步骤(1)中玻璃微粉与碳粉经过研磨混合均匀；后处理是依次经过水洗和烘干，水洗是分离除去碳粉，并清洁玻璃微珠表面，烘干玻璃微珠。
29.优选地，步骤(2)中表面处理是将玻璃微珠进行酸处理或碱处理，增加氧化铁与玻璃微珠两者界面之间的作用力，经过刻蚀后，有利于增加两相之间的界面结合力；所述酸处理或碱处理是分别采用hcl溶液或na(oh)2溶液进行表面处理各4h。
30.优选地，步骤(2)中镀膜液为含有fecl3与尿素的溶液；其中，fecl3的浓度为0.3～0.5mol/l，尿素浓度为1.0mol/l。
31.优选地，步骤(2)中玻璃微珠与镀膜液的质量体积比为(4～8)g：100ml。
32.优选地，步骤(2)中加入的表面活性剂占镀膜液体积的1％。
33.优选地，步骤(2)中表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。
34.通过本发明制备而成的警示标线涂料，具有良好的附着力、耐磨性、耐水性好，可
用于大雾环境和长期受到风雨侵袭的路段。
35.本发明以普通废旧玻璃为原料加工制成一种玻璃微珠，将废旧玻璃破碎至40～60目后获得玻璃粉，然后将玻璃粉在高温下煅烧，煅烧温度为850～1000℃；待玻璃粉液化后进行冷却，得到玻璃微珠；清洁玻璃微珠表面，将玻璃微珠浸泡在fecl3与尿素溶液中，1％的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠作为表面活性剂在玻璃微珠表面镀fe2o3红色膜。
36.本发明具有如下的优点：
37.1.本发明中利用废旧玻璃处理制成的玻璃微珠代替原本的玻璃微珠，具有良好的反射性能，耐水性，与涂料之间的粘结力强。
38.2.本发明标线涂料标准高，综合性能优异，使得到的涂膜粘结力强，附着力、耐候性、耐磨性佳，且抗紫外性能好，在道路、公路中，具有很好的应用前景。
39.3.玻璃微珠的表面镀一层氧化铁薄膜，玻璃微珠具有强憎水性。
40.4.有色玻璃微珠为红色，将白色光线反射成红色的光线，在大雾天气穿透力更强。
41.下面结合具体的实施例对本发明作进一步详细说明。
42.实施例1
43.将废弃玻璃破碎，过筛后获得40～60目的玻璃微粉，按照2:1的质量比将碳粉与玻璃微粉混合，进行研磨。
44.将研磨后的玻璃微粉放入坩埚中煅烧，煅烧温度为900℃，煅烧时间为45分钟；煅烧完成后将产物进行分离，得到玻璃微珠与碳粉，并对玻璃微珠进行清洗。
45.将5g玻璃微珠表面处理(30％的hcl溶液)各4小时后浸泡在100ml的fecl3和尿素溶液中，其中fecl3浓度为0.4mol/l，尿素浓度为1mol/l；添加1ml的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠作为表面活性剂，在玻璃微珠表面镀fe2o3红色膜，得到镀膜玻璃微珠。
46.将镀膜玻璃微珠与熔融状态的标线用涂料混合均匀，铺设即得警示标线；其中镀膜玻璃微珠为10g，标线用涂料中包括c5石油树脂16g、填料55g、钛白粉3g以及增塑剂1g。
47.实施例2
48.实施例2与实施例1的区别仅在于：将镀膜玻璃微珠添加量调整为20g，其它步骤与条件与实施例1相同。
49.实施例3
50.实施例3与实施例2的区别仅在于：将镀膜玻璃微珠添加量调整为30g，其它步骤与条件与实施例1相同。
51.性能测试
52.逆反射系数及抗滑性能测试标准：参考gb/t 16311-2009，其中最低逆反射系数亮度要求的参考标准如下表1所示。
53.表1最低逆反射系数亮度要求
54.55.软化点测试标准：参考gb/t 9284。
56.对上述实施例1-3所得警示标线涂料进行性能测试，结果如下表2所示。
57.表2使用不同含量镀膜玻璃微珠对涂料的基本性能影响
[0058][0059]
由表2可知，在镀膜玻璃微珠用量为10g时，所得标线在夜间视认下的逆反射系数就高于白色涂料和黄色涂料的逆反射亮度系数，随用量增加逆反射亮度系数显著提升；但镀膜玻璃微珠用量增加，所得标线的软化点先上升后下降，软化点反映所得标线的温度敏感性，在实际应用时，对标线的柔软性、粘结性和流动性均有影响，因此本发明优选镀膜玻璃微珠和标线用涂料的质量比为(10～30)g：75g，在夜间视认下逆反射亮度系数达到80～270mcd
·
lx-1
m-2
，软化点在105～113℃，抗滑性能在51～55bpn，抗压强度达到23.1～25.6mpa，不粘胎干燥时间在2.5～2.6min。
[0060]
采用上述实施例1-3的警示标线涂料铺设得到的警示标线，经雨夜测试，具有良好的视认效果。
[0061]
将上述实施例1-3中镀膜玻璃微珠替换成未镀膜的玻璃微珠，其它步骤和条件与实施例1-3相同，对所得涂料进行性能测试，结果如下表3所示。
[0062]
表3使用不同含量未镀膜的玻璃微珠对涂料的基本性能影响
[0063][0064]
对比表2和表3可知，采用镀膜或不镀膜玻璃微珠，在低用量情况下对所得涂料的逆反射亮度系数影响不大，但含量增大时，采用镀膜玻璃微珠所得涂料的逆反射亮度系数明显上升；采用镀膜玻璃微珠所得涂料的软化点更高，抗滑性能更好，抗压强度大，不粘胎干燥时间持平或略有降低。
[0065]
实施例4
[0066]
实施例4与实施例1的区别仅在于：调整制备镀膜玻璃微珠中氯化铁和玻璃微珠的用量，其它步骤和条件与实施例1中制备镀膜玻璃微珠的相同；具体用量以及所得镀膜玻璃微珠性能测试结果如下表4所示。
[0067]
表4使用不同氯化铁和玻璃微珠用量所得镀膜玻璃微珠性能
[0068][0069]
其中，参照组是未镀膜玻璃微珠。
[0070]
从表4中参照组以及试验组可知，未镀膜的玻璃微珠接触角较小，抗压强度较低；从试验组a-c、试验组d-f以及试验组g-i可知，在玻璃微珠用量一定时，fecl3浓度升高，所得镀膜玻璃微珠的接触角基本呈先上升后下降的趋势；而在fecl3浓度一定时，玻璃微珠用量增加，所得镀膜玻璃微珠的接触角先上升后下降，由此表明氯化铁和玻璃微珠用量对所得镀膜玻璃微珠性能均有影响，在fecl3浓度过低(试验组g)时，对所得镀膜玻璃微珠的抗压强度没有提升作用，其它试验组所得镀膜玻璃微珠的抗压强度均高于参照组；本发明中玻璃微珠与镀膜液的质量体积比优选为(5～7)g：100ml，进一步优选为(5～6)g：100ml，镀膜液中fecl3浓度优选为0.3～0.5mol/l，此时所得镀膜玻璃微珠的接触角可达到132～153
°
。
[0071]
对比例1
[0072]
对比例1与实施例1的区别仅在于：去掉制备镀膜玻璃微珠中的表面活性剂，其它步骤和条件与实施例1中制备镀膜玻璃微珠的相同。
[0073]
对实施例1与对比例1所得镀膜玻璃微珠进行测试(gb/t 24722-2020高折射率玻璃折射率需大于1.9)，结果如下表4所示。
[0074]
表4实施例1与对比例1所得镀膜玻璃微珠折射率
[0075]
组别表面活性剂镀膜玻璃微珠折射率对比例101.72实施例11％2.13
[0076]
由表4可知，不添加表面活性剂，所得镀膜玻璃微珠折射率明显下降。
[0077]
与现有技术相比，本发明提供了一种废旧玻璃制成的玻璃微珠适用于浓雾环境中的警示标线涂料及方法，通过在玻璃微珠的表面镀一层氧化铁薄膜，增加了玻璃的憎水性，
水珠较难附着在上面，折射性能较好，在大雾环境下具有良好的路用性能。
[0078]
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种废旧玻璃制成的适用于浓雾环境中的警示标线涂料，其特征在于，按质量份数计，其原料包括以下：标线用涂料65～85份以及镀膜玻璃微珠10～30份；其中镀膜玻璃微珠是通过废旧玻璃制作成玻璃微珠，再在玻璃微珠表面镀红色膜制得的。2.根据权利要求1所述的废旧玻璃制成的适用于浓雾环境中的警示标线涂料，其特征在于，按质量份数计，标线用涂料包括c5石油树脂14～18份，填料50～60份，钛白粉2～4份，增塑剂0.5～1.5份。3.根据权利要求2所述的废旧玻璃制成的适用于浓雾环境中的警示标线涂料，其特征在于，填料为石英砂超细粉。4.根据权利要求2所述的废旧玻璃制成的适用于浓雾环境中的警示标线涂料，其特征在于，增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。5.根据权利要求1所述的废旧玻璃制成的适用于浓雾环境中的警示标线涂料，其特征在于，红色膜为铁氧化物膜。6.如权利要求1-5任一项所述的废旧玻璃制成适用于浓雾环境中的警示标线涂料的方法，其特征在于，包括以下步骤：将废旧玻璃破碎过筛得到玻璃微粉，将玻璃微粉与碳粉混合均匀后经过煅烧以及后处理，得到玻璃微珠；将玻璃微珠经过表面处理后，浸泡在镀膜液中，加入表面活性剂进行反应，得到镀膜玻璃微珠；将镀膜玻璃微珠和熔融状态的标线用涂料按比例混合均匀，得到警示标线涂料。7.根据权利要求6所述的废旧玻璃制成适用于浓雾环境中的警示标线涂料的方法，其特征在于，玻璃微粉的粒径范围在40～60目；玻璃微粉与碳粉的质量比为1:2；煅烧是在850～1000℃保温30～60min；后处理是依次经过水洗和烘干。8.根据权利要求6所述的废旧玻璃制成适用于浓雾环境中的警示标线涂料的方法，其特征在于，所述表面处理是将玻璃微珠采用hcl溶液或na(oh)2溶液进行表面处理。9.根据权利要求6所述的废旧玻璃制成适用于浓雾环境中的警示标线涂料的方法，其特征在于，所述镀膜液为含有fecl3与尿素的溶液；其中，fecl3的浓度为0.3～0.5mol/l，尿素浓度为1.0mol/l；玻璃微珠与镀膜液的质量体积比为(4～8)g：100ml。10.根据权利要求6所述的废旧玻璃制成适用于浓雾环境中的警示标线涂料的方法，其特征在于，所述表面活性剂占镀膜液体积的1％；表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。

技术总结
本发明涉及一种废旧玻璃制成的适用于浓雾环境中的警示标线涂料及方法，按质量份数计，其原料包括以下：标线用涂料65～85份以及镀膜玻璃微珠10～30份；其中镀膜玻璃微珠是通过废旧玻璃制作成玻璃微珠，再在玻璃微珠表面镀红色膜制得的。本发明利用废旧玻璃制成一种警示标线涂料，作为警示标线具有良好的耐水性；同时利用废旧玻璃处理制成的镀膜玻璃微珠代替原本的玻璃微珠，其上红色的镀膜层具有良好的反射性能，耐水性好，与涂料之间的粘结力强，在大雾环境下清晰可视，能够有效起到指引作用，预防因大雾环境造成的交通事故。预防因大雾环境造成的交通事故。


技术研发人员：胡锦轩 余阳 陈煜熠 邓弘扬 秦先涛
受保护的技术使用者：武汉轻工大学
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/8/2