[发明专利]一种用于交通设施行车安全提示的长辉光粉微壳材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于交通设施行车安全提示的长辉光粉微壳材料及其制备方法，属于交通设施领域，本发明材料由透明空心二氧化硅壳和长辉光粉构成，所述长辉光材料为微粉体结构，并密闭封装在空心微壳内，这样就在长辉光粉外面形成一个全方位的保护壳体，并且空心微壳为改性二氧化硅，取材方便，价格低廉，且化学稳定性强，二氧化硅经硅烷偶联剂后，其原子排布同石英类似，因而结构强度高，不易损坏，从而能够很有效地保护内部的长辉光粉，可靠地将长辉光粉与灰尘和雨水、外界液体隔开，从而防止长辉光粉遇到灰尘后或雨水等液体后降低发光效率。

技术领域

本发明属于交通设施领域，尤其涉及一种用于交通设施行车安全提示的长辉光粉微壳材料及其制备方法。

背景技术

由于夜间视线差，所以夜间发生安全事故的概率又大幅高于白天，且下雨天的夜间更容易发生交通事故。为了避免夜间发生交通事故，一般在公路宽度受限路段(特别是高速公路) 的桥梁或隧道两旁设置起提示作用的警示灯，这些警示灯通过主动发光的方式达到提示效果。但对于一般公路或三、四级公路而言，因无法沿路提供供电线路，目前无法应用警示灯。此外，即使使用警示灯，因为需要长期消耗电能，同时又需要定期更换和维护，所以该路段的建设及维护成本过高而无法普及。

后来出现了三种代替警示灯的安全行车提示方式：即黄黑相间的塑料带、路面上铺设金属反光标、采用荧光粉。目前国内外有大量研究人员集中研究不同性能的荧光材料，这种方式主要在两边的护栏上涂有荧光粉涂层及耐磨层，荧光粉涂层白天吸收太阳光能，夜晚主动发出可见光，从而达到安全提示的作用。这种方式的优点是不需要耗电，使用和维护成本低。但该荧光粉的缺点在于：耐磨层成本比塑料带和反光标高；而且经风吹日晒后，耐磨层会老化脱落，这样就会暴露出荧光粉涂层，遇到灰尘沉积以后就容易大幅影响荧光粉涂层的吸收光能和发光效率。而且许多荧光粉材料的涂层遇水或者液体就完全失效了。

发明内容

本发明提供了一种用于交通设施行车安全提示的长辉光粉微壳材料及其制备方法，所述制备方法简单，加工难度和制造成本较低，得到的材料防止长辉光粉遇到灰尘后或雨水等液体后降低发光效率。

为实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于交通设施行车安全提示的长辉光粉微壳材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：向长侧链取代苯酚中加入溶剂，再加入硅酸四乙酯，溶剂用量为长侧链取代苯酚的1～10倍(质量比)，硅酸四乙酯用量为长侧链卤代苯酚的0.5～5 倍(质量比)，控制温度为0-20℃下，滴加烯烃类双封头，烯烃类双封头为长侧链卤代苯酚的0.5～10倍(质量比)，中间不断取样分析偶联剂的含量(TLC跟踪法，展开剂为石油醚：乙酸乙酯＝5:1，硅胶GF254板)，直至不再增加为止，结束后继续搅拌，即得到氟化硅烷偶联剂，该偶联剂无需纯化，直接使用；

步骤2：选择150-250微米聚合物微球，表面使用步骤1得到的硅烷偶联剂处理后，再用烷基正硅酸酯、碱处理后，形成核壳结构的二氧化硅-聚合物复合结构微球，硅烷偶联剂用量为微球量的0.05～0.5倍(质量比)，烷基正硅酸酯用量为微球量的0.01～0.5倍(质量比)，碱为烷基正硅酸的1-2倍(摩尔比)；

步骤3：使用有机溶剂溶解上述核壳结构复合结构微球中的聚合物微球，即可得到空心的二氧化硅微球，其中有机溶剂用量可以是聚合物微球的0.5～20倍 (质量比)；

步骤4：将步骤3得到的空心二氧化硅微球在0～50度浸泡于步骤1得到的氟化硅烷偶联剂中(偶联剂用量是微球的0.001～0.1倍)，每隔30分钟取样分析，测定表面含氟量(对水的接触角)，直至连续两次不再增加为止。结束后离心或过滤，即得到改性后的二氧化硅空心微球；