一种具有力致发光性能的路面环氧涂层的制备方法

1.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：

2.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。
3.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。
4.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。


技术实现要素：

5.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。
6.为了达到上述目的，本发明包括以下步骤：
7.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；
8.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；
9.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；
10.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。
11.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。
12.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。
13.通过高速剪切机将环氧树脂与固化剂混合搅拌均匀。
14.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。
15.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。
16.步骤四中，采用滚刷将物质c均匀涂覆在路面上。
17.步骤四中，物质c的涂覆量为0.8～1.4kg/m2。
18.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
19.图1为本发明制备的路面环氧涂层的示意图；
20.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；
21.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
22.下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
23.参见图1，本发明包括以下步骤：
24.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。
25.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。
26.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。
27.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。
28.实施例1：
29.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。
30.实施例2：
31.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。
32.实施例3：
33.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。
34.实施例4：
35.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。
36.实施例5：
37.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
38.实施例6：
39.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。
40.测试方法：
41.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；
42.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；
43.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；
44.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；
45.第四步，根据发光效率计算公式计算发光效率；
46.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。
47.发光效率计算公式：
48.发光效率＝发光面积/受力面积*100％
49.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。
50.具体试验过程及结果见表1：
51.表1不同打磨次数下的环氧涂层发光效率
[0052][0053][0054]
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。
[0055]
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。
[0056]
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。