本发明属于道路工程，尤其涉及一种适用于道路工程的长余辉发光道路标线涂料及其制备方法。
背景技术：
1、随着交通运输行业的迅速发展，我国公路建设行业有了飞跃性的进展。但照明设施不完善，夜间能见度不足等夜间行车条件给人们的夜间出行带来了极大的安全隐患，夜间行车事故发生率为白天的三倍。目前最常用的解决方法是安装太阳能路灯来实现照明功能，此方法虽然能很好地解决照明问题，但是其成本较高且安装会耗费大量的人力和资源。
2、道路表面涂刷的发光标线可以起到引导与警示的作用，在夜间提供更长距离的路面线形引导，保障夜间行车安全。同时降低对照明设施的需求，减少能源的消耗，符合当前大环境下的安全、节能、环保的理念。道路标线随着使用时间的延长以及交通量的增加会出现不同程度的破坏，以及车辆非法超载和车辆违规变道等对标线也造成了一定程度的损害。目前，常规的长余辉发光道路标线涂料已无法满足道路标线的使用要求。因此，在不影响发光性能的前提下，有必要研发一种适用于道路工程的长余辉发光道路标线涂料。
技术实现思路
1、本发明提出了一种适用于道路工程的长余辉发光道路标线涂料及其制备方法，以解决现有长余辉发光道路标线涂料发光时间短，发光强度低以及路用性能差的问题，同时可以有效解决铝酸锶长余辉发光粉耐水性差，与水接触或在潮湿的环境中会发生水解反应导致发光强度下降的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
3、本发明的技术方案之一：
4、一种适用于道路工程的长余辉发光道路标线涂料，按照质量百分数计，包括以下原料：发光材料20～30％、玻璃粉4～8％、钛白粉2～6％、防沉剂0.6％、成膜助剂2.4％、消泡剂0.8％、流平剂0.8％，余量为硅丙乳液(各原料的质量百分数之和为100％)。
5、更优选的，所述适用于道路工程的长余辉发光道路标线涂料，按照质量百分数计，包括以下原料：发光材料25％、玻璃粉8％、钛白粉2％、防沉剂0.6％、成膜助剂2.4％、消泡剂0.8％、流平剂0.8％，余量为硅丙乳液(即硅丙乳液的质量百分数为60.4％)。
6、优选的，所述发光材料为铝酸锶长余辉发光粉，所述铝酸锶长余辉发光粉的细度为100～400目。
7、更优选的，所述铝酸锶长余辉发光粉为sral2o4：eu2+，dy3+。
8、优选的，所述玻璃粉细度为1000～2000目。
9、优选的，所述硅丙乳液的黏度为200～800mpa·s。上述粘度适中，若硅丙乳液的黏度过高会导致原料在硅丙乳液中分散不均匀，从而影响发光材料的均匀性和耐水性能。
10、优选的，所述钛白粉为金红石型钛白粉。金红石型钛白粉的化学性能稳定。金红石型钛白粉具有较高的折光系数，即在可见光范围内有较好的反射能力。同时，金红石型钛白粉在近红外波段也具有良好的反射能力，是一种高反射率的颜填料。此外，添加金红石型钛白粉还可以实现亮化美化的效果。
11、优选的，所述防沉剂为气相二氧化硅，所述成膜助剂为醇酯十二，所述消泡剂为有机硅类消泡剂，所述流平剂为水性流平剂。气相二氧化硅作为防沉剂，在防止沉淀的同时还有增稠和助分散的作用。成膜助剂用以降低树脂的玻璃化转化温度(tg)，促进聚合物粒子挤压融合成膜，它决定着涂膜的最低成膜温度和防腐性能，并且对涂料发光性能影响小。在涂料的制备过程中，搅拌会改变涂料体系的表面自由能，产生泡沫。采用消泡剂来破坏发泡体系表面黏度及弹性，使表面张力不平衡从而消除泡沫。流平剂可以促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜，使涂料的表面张力处于平衡状态，提高涂料的均匀度与流平性。
12、长余辉材料是一种新型环保材料，可以较好地转换和利用太阳能。长余辉发光材料白天吸收外界光的能量，夜间将储存的能量以可见光的形式缓慢释放，光源消失后依旧可以长时间发光，具有余辉时间长，使用寿命长及节能环保等优点。若将长余辉发光材料与道路材料及基础配套设施相结合，可以为出行者提供夜间照明。铝酸锶长余辉发光粉虽然可以加入涂料中，使涂料具备一定的发光性能，但是存在与原料相容性差，不能均匀分散，耐水性差，与水接触或在潮湿的环境中会发生水解反应的问题。发光道路标线涂料暴露在室外，长期经受太阳光暴晒以及雨水的侵蚀会使其褪色及老化分解现象，导致发光涂料性能减弱。为了解决上述问题，本发明限定了铝酸锶长余辉发光粉的细度为100～400目，此细度范围的铝酸锶长余辉发光粉粒径适当，可以减少在原料混合时的团聚现象，提高分散性和相容性。本发明原料中的醇酯十二除了在涂料中充当成膜助剂外，还与气相二氧化硅产生协同作用，改善铝酸锶长余辉发光粉的表面润湿性和降低界面张力，联合本发明涂料的制备方法，发光材料被成膜物质和填料等助剂包裹，形成一个致密的薄层，隔绝了外界的水分，使发光材料在内部不被破坏，同时不与水直接接触，所以涂层的耐水性较好，可以有效改善铝酸锶长余辉发光粉耐水性差，与水接触或在潮湿的环境中会发生水解反应导致发光强度下降的问题。
13、本发明的技术方案之二：
14、本发明还提供一种所述的适用于道路工程的长余辉发光道路标线涂料的制备方法，包括以下步骤：
15、(1)按质量百分数准确称量各原料；
16、(2)将1/2的防沉剂加入硅丙乳液中，搅拌10～15min；
17、(3)将剩余的1/2防沉剂与发光材料、玻璃粉和钛白粉混合，加入步骤(2)得到的物质中，搅拌25～30min；
18、(4)在步骤(3)得到的物质中加入消泡剂、流平剂和成膜助剂，搅拌5～10min，得到所述适用于道路工程的长余辉发光道路标线涂料。
19、优选的，在适用于道路工程的长余辉发光道路标线涂料的制备方法中，使用实验室标准筛将发光材料和钛白粉分别过筛，得到所需细度。
20、优选的，在适用于道路工程的长余辉发光道路标线涂料的制备方法中，各原料在室温(25±2℃)条件下混合。
21、本发明的技术方案之三：
22、本发明还提供所述的适用于道路工程的长余辉发光道路标线涂料在道路工程中的应用。
23、优选的，所述适用于道路工程的长余辉发光道路标线涂料在使用时制备的涂层的厚度为600μm。由于涂层厚度对发光亮度有一定的影响，涂层厚度适中时，涂层中的发光材料才可达到最佳利用率，充分吸收外界光源，产生良好的发光效果。但是随着涂层厚度的增加，成膜物质、发光材料及填料等对光的阻碍作用增强，涂层底部的发光材料不能充分吸收外界光源，导致底层的发光材料对涂层的初始亮度贡献减小，进一步导致涂层的初始亮度不再继续增加或者增幅较小。在涂层厚度超过600μm以后，涂层的初始亮度增幅较小，所以在涂层厚度为600μm时，发光材料的利用率较高，推荐涂层厚度为600μm。
24、本发明的技术方案之四：
25、本发明还提供一种所述的适用于道路工程的长余辉发光道路标线涂料的设计方法，采用熵权法(topsis法)，包括以下步骤：
26、(1)设计适用于道路工程的长余辉发光道路标线涂料原料对应的水平，根据因素数和水平数选择合适的正交表；
27、(2)根据正交试验设计方案制备所述适用于道路工程的长余辉发光道路标线涂料，测试所述适用于道路工程的长余辉发光道路标线涂料的测试指标；
28、(3)利用熵权法理论，通过分析指标的观测值来确定各个指标的信息量大小，结合正交试验的结果，计算各指标的权重，为多指标综合评价提供依据；
29、(4)首先根据所述指标的权重，构建加权决策矩阵，其次确定正负理想解，计算评价对象到正负理想解的欧式距离，最后计算每个试验方案到最理想方案的接近度，按接近度的大小进行排序，实现所述适用于道路工程的长余辉发光道路标线涂料最优配比的选择。
30、优选的，在所述适用于道路工程的长余辉发光道路标线涂料的设计方法中，步骤(1)中是以发光材料、玻璃粉和钛白粉分别占适用于道路工程的长余辉发光道路标线涂料的质量百分数为a、b、c因素，每个因素设计三个水平，按照正交表l9(34)设计试验；
31、步骤(2)中所述适用于道路工程的长余辉发光道路标线涂料的测试指标包括初始亮度、10min亮度、余辉时间和亮度因数。
32、优选的，在所述适用于道路工程的长余辉发光道路标线涂料的设计方法中，步骤(3)具体包括：
33、利用topsis法确定指标权重，以正交试验结果建立原始数据矩阵，并对数据进行标准化处理，消除指标间的差异；
34、依据标准化处理后地数据，计算指标的熵值，信息熵冗余度，然后确定初始亮度、10min亮度、余辉时间和亮度因数四个指标的权重。
35、优选的，在所述适用于道路工程的长余辉发光道路标线涂料的设计方法中，步骤(4)具体包括：
36、利用topsis法进行综合评价，结合步骤(3)得到的指标权重，构建加权决策矩阵，其次，确定正理想和负理想解；
37、计算评价对象到正负理想解的欧式距离，最后计算每个试验方案到最理想方案的接近度，按接近度的大小进行排序。
38、在确定适用于道路工程的长余辉发光道路标线涂料的最优配比后，测试其性能(耐水性、耐碱性、不粘胎干燥时间、磨耗值、抗滑值、黏结强度以及耐污后色差值)。
39、本发明采用正交试验-topsis法对长余辉发光涂料的最优配比进行选择，提高了长余辉发光涂料配比选择的精确性和科学性，并对最优配比进行路用性能验证。本发明长余辉发光道路标线涂料具有良好的发光性能和路用性能，可用于夜间道路标线引导视线，保障行车安全，同时具有制备方法简单、易于控制的优点，利于推广应用。
40、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：
41、1.在本发明适用于道路工程的长余辉发光道路标线涂料中，选择铝酸锶长余辉发光粉为发光光源，所使用的硅丙乳液为青白色乳液，透光性较好，同时附着力优异；玻璃粉和金红石型钛白粉可改善长余辉发光道路标线涂料的亮度和路用性能，并且降低了成本。本发明的长余辉发光道路标线涂料具有良好的发光性能和路用性能，可用于道路工程。
42、2.本发明在制备长余辉发光道路标线涂料时，通过控制铝酸锶长余辉发光粉的细度，以及在涂料的制备过程中加入气相二氧化硅和醇酯十二，改善铝酸锶长余辉发光粉的表面润湿性和降低界面张力，联合本发明涂料的制备方法，发光材料被成膜物质和填料等助剂包裹，形成一个致密的薄层，隔绝了外界的水分，使发光材料在内部不被破坏，同时不与水直接接触，所以涂层的耐水性较好，可以有效改善铝酸锶长余辉发光粉耐水性差，与水接触或在潮湿的环境中会发生水解反应导致发光强度下降的问题。
43、3.本发明采用正交试验-topsis法对长余辉发光道路标线涂料的最优配比进行选择，既减少了试验次数，提高了测试效率，又避免了多指标综合考虑时依靠主观分析的缺陷，提高了长余辉发光道路标线涂料配比选择的精确性和科学性。
44、4.本发明的长余辉发光道路标线涂料具有制备方法简单，易于控制的优点，利于推广应用。