專利名稱：抗滑路面標記的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及防滑顆粒尤其是在道路標記面防滑顆粒的使用。
眾所周知，道路標記面或道路標記帶是為機動車司機和行人傳遞信息的。典型的標記面具有明顯的可見顏色并經(jīng)常采用回返光顆粒以利于夜間使用。
道路標記面材料的代表Jorgensen的美國專利4，117，192號(也公開了不規(guī)則抗滑材料);Tung的美國專利4，248，932號(公開了抗滑的無規(guī)則或尖角狀無機顆粒，以及視情況而選擇的撒在表面上從而密堆積顆粒更抗滑的回返光球粒。公開的材料其抗滑度至少為55BPN)，和Lange的美國專利4，758，469號(公開了在標記帶上用可選擇的嵌入的抗滑顆粒塑出的回返光圖案)。
在許多表面尤其在道路標記帶要求有抗滑性能以防止行人、自行車和汽車在標記帶上打滑。一些歐洲國家政府規(guī)定了道路標記面材料所需的抗滑性能級別。規(guī)定中要求起始抗滑度的最小值和“在使用時”有效抗滑度的保留值。當用于道路表面時(即“在使用時”)，標記帶要經(jīng)受非常惡劣的環(huán)境考驗。
在道路標記工業(yè)中，通過將具有鋒銳頂?shù)膱杂?、晶體顆粒嵌入道路標記帶的上表面上，賦予其防滑性能。通常采用的顆粒的典型實例包括剛玉(氧化鋁)和石英(沙、二氧化硅或微粉化石英)。這些顆粒能夠獲得較好的起始抗滑度，然而，一旦標記帶上有車輛通過時，起始抗滑度開始迅速降低。特別是車輪胎的沖擊，松土和沙子的磨耗以及鹽和水的腐蝕都將減小抗滑度?？够鹊膿p失典型地是由以下兩種機理的至少一種引起的。第一，晶體材料易于沿晶體平面斷裂。第二，顆粒從嵌入基體中松動。
LudwigEigenmann的美國專利4，020，211號公開了一種類型的道路標記帶，采用一種耐磨或耐融并包括以賦予抗滑度而部分嵌入的晶體顆粒的堅硬、耐用頂層。Eigenmann產(chǎn)品是一種道路標記物，有許多顆粒粘合在一表層上并向外凸出。顆粒的最小硬度約為6Mohs硬度值(MohsHardnessScale)并具有向外凸出的尖銳末端部分以獲得良好的抗滑性能。但是，在使用時發(fā)現(xiàn)能接受的抗滑度的保留值較差。
另一種產(chǎn)品與上述作用原理不同，其提供一種在標記面整個厚度中分布有晶體顆粒的燒蝕道路標記面，因此，當標記面磨損時，不斷有新的抗滑顆粒暴露出。燒蝕道路標記面的一個缺點是“在使用時”要維持可接受和可提供信息的顏色，因為燒蝕材料特征是質(zhì)軟并且灰塵易于嵌入(見美國專利4，490，432號)。
美國專利4，680，230號公開了一種道路標記工業(yè)以前未知的顆粒。據(jù)說，陶性顆粒在油井液壓斷裂中作為Proppant以改進泵送生產(chǎn)過程是有用的。顆粒由含有晶體氧化鋁相的透明基體相組成。顆粒的特征在于Krumbein球形度至少為0.8(1.0代表完全球體)并且具有高化學穩(wěn)定性。
加拿大專利1002803號公開了一種鋪路石板，板凹槽部分用粘合劑和粉末材料如陶瓷材料涂蓋。
日本專利60130660號公開了一種熔化涂復類型的非滑材料，該材料用烘焙的二氧化硅，氧化鋁或粘土和顏料的陶瓷集料填充。
Eigenmann另一個專利(瑞士專利541674號)公開了含有剛玉(氧化鋁)的球形粘合材料的使用方法。
西德專利2927362號公開了一種抗磨表面材料，其包括嵌入聚合物基體內(nèi)的玻璃粉末。
我們發(fā)現(xiàn)，最初是在液壓斷裂法中用作Proppants以增加油井產(chǎn)量的球形、抗壓陶瓷材料，當被部分嵌入基體層中時能夠提供高抗滑度。與道路標記工業(yè)目前采用的普通的尖銳抗滑顆粒相比，這種顆粒還具有良好的顆粒保留值。而且，使用這些顆?？墒贡砻娼?jīng)過長時間使用后仍保持令人驚奇的高抗滑度。
這些球形抗滑顆粒的新應用的發(fā)現(xiàn)，得以制造高抗滑的道路標記面。這種標記面包括一基體層和許多部分嵌入基體層并凸出的抗壓陶瓷材料。當這種標記面長時間暴露于惡劣的道路環(huán)境條件下，能夠保持高的抗滑度。
此外，這種球形顆粒可以用常規(guī)方法染色或涂復以與道路標記帶的顏色相匹配。
一方面，本發(fā)明涉及一種可用作道路標記面材料的耐久、抗滑表面，該表面包括許多部分嵌入基體層中、基本為球形的抗壓顆粒。
另一方面，本發(fā)明涉及一種制造耐久、抗滑面材料的方法。
再另一方面，本發(fā)明涉及通過將球形、抗滑陶瓷材料嵌入基體層中而防止打滑的方法。


圖1是本發(fā)明道路標記面的橫剖圖。
圖2是本發(fā)明道路標記帶和用于比較的沙帶在長時間使用后的抗滑度圖。
圖3是本發(fā)明的兩條道路標記帶和普通的抗滑顆粒標記帶在使用一段時間后的抗滑度圖。
為了提高道路標記面材料的抗滑度和抗滑度的耐久性，試驗了許多典型的高度尖銳的晶體顆粒如“SandSabaSand”，以作為選擇對象。在被試的顆粒中，一種球形、抗壓陶瓷顆粒顯示出令人驚奇高的抗滑度和抗滑度耐久性。該顆粒在美國專利4，680，230號中有說明。球形顆粒典型的是具有至少約0.8Krumbein球形度。以Krumbein球形度為1.0來定義理論完全圓球。盡管可以采用其他篩選方法以得到其他范圍的顆粒粒徑，但顆粒粒徑通常約在0.3mm～2.0mm范圍內(nèi)，更典型的約在0.4mm～1.2mm范圍內(nèi)，最好在0.4mm～1.0mm范圍內(nèi)。
顆粒含有高的氧化鋁含量，多孔核典型地是10～90重量%氧化鋁和陶瓷化礦物粉末的混合物，最好是50-50的晶體Al2O3與陶瓷化礦物粉末的混合物，其中在球粒表面附近的氧化鋁濃度比在球體中心的氧化鋁濃度高。
陶瓷顆?？捎米髦圃斓缆窐擞浢娌牧希渲?，在車輛通過典型道路一段時間后，按ASTME303方法測定，其表面摩擦性能至少約為45英國擺數(shù)(BPN)(BritishPendulumNumber)。顆粒也可以染色與道路標記帶顏色相匹配。涂顏色顆粒在以下方面優(yōu)點尤其突出含有眾多凸出抗滑顆粒的道路標記帶具有更均勻的顏色外觀，反過來提高了觀察者對標記帶傳遞信息的識別效率。
在下述抗壓試驗中，在約69MPa壓力下，發(fā)生斷裂的球形顆粒約少于22%(重量)，而在約69MPa壓力下，發(fā)生斷裂的Ottawa沙約41%(重量)。顆粒在鹽水溶液中基本不溶。臨界應力強度系數(shù)(The Critical Stress Intensity Factor)KIC(顆粒斷裂韌度的量度)約是沙子的兩倍，KIC約大于1.5Mn/m3/2，而沙子的KIC約為0.7Mn/m3/2。按B.R.Lawn等在J.Amer.Chem.Soc.Vol.63，P574(1980)中所解釋的KIC，通過對在顆粒拋光表面的金剛劃痕裂縫的金相試驗進行測定，并按下式計算KIC＝0.028E1/2H1/2a2C-3/2，式中“E”為體積彈性模量，“H”為Vicker硬度，“a”為金剛劃痕的對角長度，“C”為在金剛劃痕一角產(chǎn)生的裂縫的長度之和。顆粒的Mohs硬度典型為7或更大，與沙子的Mohs硬度相似。
本發(fā)明的道路標記面材料通常如圖1中的10所示。板面10包括與道路面14接觸的第一層12。按需要可以將一粘性材料的精細層15插入在第一層12和道路面14之間。第二層16涂在位于其下面的第一層12上。第二層12有一最上表面或頂表面20。在道路標記面10中，最上表面或頂表面可以描述為與汽車輪胎或與行人腳底面接觸的表面。
部分嵌入在標記板面第二層最上表面20中并向外凸出的是能夠賦予最上表面20抗滑性能的抗壓陶瓷球粒22。
在另一個實施方案中，最上表面20可以是被浮雕或繪制成圖案的表面，不需局限于平滑、連續(xù)表面但是表面應易于迅速排水。此外，按照需要，最上表面可以選擇包括與道路標記面材料相關的回返光顆粒24或其他相關材料。
第二層16的合適材料可以是熱塑性或熱固性聚合物粘合劑。這種粘合劑的一種是含有白色顏料的乙烯基熱塑性樹脂，如在參考文獻U.S4，117，192中所述。其他適合作第二層16的材料包括由聚己內(nèi)酰胺二醇和三醇與六甲撐二異氰酸酯衍生物反應生成的兩分聚氨酯;基于如U.S.4，248，932，U.S.3，436，359和U.S.3，580，887所述的環(huán)氧樹脂;以及按U.S.4，530，859所述的嵌段聚氨酯組合物。適合作第二層16的材料還有由濕度活化的固化劑及聚異氰酸酯預聚合物組成的聚酯組合物。濕度活化固化劑最好是噁唑烷環(huán)。這些組合物如在U.S.4，381，388中所述。
優(yōu)選的聚氨酯材料由以下反應生成首先以二丁錫二月桂酸酯作催化劑使2當量的亞甲基雙(4-環(huán)己基異氰酸酯)(H12MDI)與1當量的分子量約為540，羥基數(shù)約為310的聚己內(nèi)酰胺三醇反應(即2-0XyPanone聚合物與2-乙基-2-(羥甲基)-1，3-丙二醇反應)。該反應在2-乙氧基乙酸酯和環(huán)己酮下進行。向25份預聚合物中也可加入20份60/40顏料分散體，顏料可以是二氧化鈦或是鉻酸鉛，在雙酚A環(huán)氧樹脂的二環(huán)氧甘油醚中(一個合適的材料是Harwick化學公司，Akron，Ohio生產(chǎn)的Stan-Tone
10EPX03或30EPX03)。將液體混合物涂復到第一層12之前，將2-乙基己酸鋅加入液體混合物中。向優(yōu)選的顆粒鍵中摻夾至多的10%的2，4-戊二酮可以延長涂料混合物適用期約1.5小時至約15小時。
對每25份氨酯預聚合物，包括在第二層16中的顏料分散體的有用范圍為10-30份。也可以采用氫化的expoxies。其他有用的顏料包括含有珍珠母的顏料(如硫酸鉛)和黃鐵衍生顏料。也可以使用其他的染道路標記的顏料。
一般情況下，如上所述的適合作第二層16的材料特征在于其對抗滑顆粒22具有優(yōu)良的粘性，這些抗滑顆粒在固化之前部分嵌入第二層16中。此外，牢牢地粘合在基板材料第一層12上的材料第二層16，粘性非常高并耐環(huán)境氣候。
通過提供一基板，用液體粘合材料涂復基板面，將抗壓球粒嵌入液態(tài)粘合材料中，固化粘合材料以部分凸出標記面嵌入的顆粒來制備本發(fā)明的道路標記面?；蹇梢园蠢缦惹芭兜腏ordan的美國專利4，490，432號制備?；旌衔镏凶詈冒ㄒ徊糠志埘ダw維。本這種方法中，形成一種混合物，并將其輪壓成板面或“預制板面”。然后用液體粘合材料如包括催化劑和最好包括顏料如TiO2的氨脂樹脂涂復該預制板面。一種適當?shù)耐繌头椒ㄊ鞘褂猛繌桶簟Ｍㄟ^散撒將抗壓球粒嵌入在液體粘合材料中。然后，將其暴露在潮氣和/或烘箱的熱氣中固化粘合材料，硬化粘合材料并以部分嵌入位置固定球粒使表面具有抗滑性能。
優(yōu)選的陶瓷球?？砂聪率龇椒ㄖ苽渫ㄟ^加水把包括礦物顆粒和粘合劑的干燥原材料混合物在大功率造粒設備中造粒。干燥所得濕潤產(chǎn)品然后與脫模劑混合。然后鍛燒干燥的顆粒和脫模劑使其發(fā)生玻璃化作用。
已知的大功率混合造粒機器最適合于顆粒成形步驟，這種機器的兩個例子是Littleford混合機和稱作Eirich機的機器。Eirich機在參考文獻U.S.3，690，622中有說明。Eirich機主要包括一個其中軸與水平線成一角度的可旋轉筒形容器，一個或多個偏轉板和至少一個通常按在低于筒形容器旋轉軌跡頂部的沖擊葉輪。旋轉沖擊葉輪攪拌需混合的材料并以比旋轉筒形容器本身更大的角速度旋轉。
也可以制備許多與上述顆粒不同的顆粒并將其視為本發(fā)明的一部分。例如，粒徑約為8μm或低于8μm的3M屋頂顆粒礦物細料可以代替霞石正長巖?？梢栽黾釉炝２襟E中所使用的水量以提供形狀更不規(guī)則的顆粒。在鍛燒步驟中，最好使用粗氧化鋁作為脫模劑，然而，也可以用細的鍛燒過氧化鋁或氧化鋁水合物部分或全部代替粗氧化鋁。
由CarboCeramicsofNewIberia(Louisiana70560)提供的稱作Carbilcte和Carboprop的商品顆粒也適合作本發(fā)明的耐久的抗滑顆粒。由粘土和鋁土礦制成的合適顆粒也有商品出售(Norton-Alcoa)。U.S.4，072，193和4，106，947敘述了另一個被認為可用作本發(fā)明耐久球形顆粒，即嵌入在硅鋁酸鹽玻璃中的單斜晶鋯和立方體鋯。這些顆?？蓮腗essinaInc(Dallas，Texas)中得到(牌號“Z-prop”)。
評定顆粒的另一個重要參數(shù)是抗壓強度或抗壓性。評定顆?？箟盒缘姆椒稍诿绹蜋C構出版物如“API Recommended practices for Testing Sand Used in Hydraulic Fracturing Operations”API RP56，第1版(1983年3月)和“API Recommended Practices for Testing Hiyh Strength Proppants Used in Hydraulic Fracturing Operations”第3版(1983年1月)中找到，將顆粒材料試樣放入具有內(nèi)徑約為57mm陰模的試驗儀器中測定抗壓性。顆粒試樣的體積等于在試驗槽中由1.95g/Cm2的0.85～0.425mm沙子所占的體積。以1分鐘達到試驗壓力例如約69MPa和2分鐘達到總壓的速率，用鋼柱塞或鋼活塞將壓力施加給模槽內(nèi)的顆粒材料，然后釋放壓力。
然后，用網(wǎng)眼約為0.85，0.425或0.297mm的篩子篩選樣品，例如在ROTAP型篩選振蕩器(可以CombustionEngineeringCompanyofOhio得到)中篩選10分鐘，記錄最大粒徑小于0.425mm的細粒數(shù)量百分數(shù)。在抗壓試驗中產(chǎn)生的細粒中，更抗壓的顆粒具有最低的重量百分數(shù)。
本發(fā)明抗滑表面另一個實施方案包括用于道路表面的片材和車道標記線?？够蛄Ｅc回返光材料或同時或順序地滴降或落降在濕涂料或熱的熱塑性材料上，如參考文獻U.S.3，849，351所述。在每一個選擇性方案中，都存在一個基體，其作用是使抗壓顆粒部分嵌入和部分向外凸出以增大顆粒與暴露表面之間的摩擦力。這里所述的作為基體并包括抗滑球形顆粒的選擇性涂料組合物也被認為是包括在本發(fā)明范圍內(nèi)。
可以將陶瓷顆粒摻加到熱塑性樹脂標記系統(tǒng)中以使標記物具有更耐久的抗滑性。
除了上述的標記面或標記帶結構外，也可以制備摻加了和利用了上述陶瓷顆粒的其他帶型結構。具體地講，聚氨酯頂涂層的使用并不局限于上述的組合物，也包括任何各種脂肪族組合物，如Sengupta，Ethen，和Jordan在各自的專利申請書US.744，494(于1985年6月13日申請)，U.S.4，388，359和U.S.4，490，432中所敘述的組合物。也可以使顆粒與環(huán)氧樹脂和箔背材聯(lián)合使用，如Tung和Frost在U.S.4，248，932中所述。
對本發(fā)明可能的改進或本發(fā)明的等價物包括在帶結構中使用抗滑陶瓷顆粒，其中第一層12被鋁箔取代，或取消之。頂涂層的脂肪族聚氨脂可以被乙烯基環(huán)氧樹脂，聚酯樹脂或聚酰胺樹脂代替。
除了在帶結構中使用這些顆粒之外，也可以在耐久涂料組合物中使用這些顆粒。耐久涂料可以是兩組分體系如環(huán)氧樹脂或聚氨酯，也可以是干燥和固化型涂料如熱塑性聚氨酯，醇酸樹脂，丙烯酸樹脂，聚酯或等價物。
實例1按如下方法制備白色抗滑顆粒具有通過網(wǎng)眼約45微米的顆粒粒徑的下列材料的干混合物在Eirich機器公司的RV02混合造粒機上混合約3分鐘重量%材料50.0鍛燒過的氧化鋁(A-2，由AlcoaAluminaCo.，Bauxite，Arkansas提供)2.5膨潤土(VOLCLAY200，由AmericanColloidCo.，Skokie，IL提供)47.5霞石正長巖(APEX710，由KraftChemicalCo.，Chicago，IL提供)歷時1分鐘將15重量%水加入。以約66rpm的Eirich機器筒形容器轉速和約2230rpm的沖擊器轉速混合約15分鐘，將水分散于混合物中。接著降低沖擊器的轉速約至1115rpm，約20分鐘。所得為絕大多粒徑約為0.85～0.425mm的聚結顆粒。在約125℃下干燥顆粒約16小時。
將86重量%干燥的聚結顆粒和14重量%氫氧化鋁(SolemIndustries，Norcross，Georgia)細粉(即小于約45微米)加到管窯中。管窯轉速約為3rpm，以與水平線成2度的角度傾斜，并在鍛燒溫度約1315℃下操作。窯長約213Cm，窯直徑約14Cm。然后篩選鍛燒過的顆粒以除去任何過量的脫模劑，篩選過程得到的顆粒主要顆徑約為0.85～0.425mm。顆粒呈白色，比重約為3.15，松堆密度約為1.6g/cc。經(jīng)69MPa壓力(抗壓試驗)，分離少于15重量%的細粉顆粒。
其他性能基本與U.S.4，680，230所述顆粒性能一致。
實例2按下述方法制備棕色抗滑顆粒粒徑為通過約45微米篩網(wǎng)眼的下列材料的干混合物，在Eirich機器公司的RV02混合造粒機上混合約3分鐘重量%材料50.0鍛燒過的氧化鋁(A-2，由AlcoaAluminaCo.，Bauxite，Arkansas提供)2.5澎潤土(VOLCLAY200，由AmericanColloidCo.，Skokie，IL提供)47.5霞石正長巖(Kylo-LR，MinnesotaMiningandManufaturing，St.Paul，Minnesota)歷時45秒鐘加入16.1重量%水，以約為66rpmEirich機器筒形容器轉速和約2230rpm的沖擊器轉速混合約5分鐘，將水分散于混合物中。然后降低沖擊器轉速至約1115rpm，歷時約3分鐘，所得為絕大數(shù)粒徑約為0.85～0.425mm的聚結顆粒。在約125℃下干燥顆粒約16小時。
將80重量%干燥聚結顆粒和20重量%鍛燒過的氧化鋁(A-2，由AlcoaAluminaCo.提供)粗粒(即約小于150微米但大于45微米)的混合物加到管窯中，管窯轉速約為2rpm，以與地平線約呈1度角傾斜，并且在燃燒溫度約1206℃下進行操作。然后篩選鍛燒過的顆粒以除去任何過量的氧化鋁。過量的氧化鋁是指未能與顆粒聚結的氧化鋁。篩選過程所得顆粒粒徑主要約為0.85～0.425mm。顆粒呈棕色，比重約為280，松堆密度約為1.29g/cc。在69MPa壓力下，少于22%的顆粒被篩選出。
顆粒其他性能基本與U.S.4，680，230所述顆粒性能一致。粗氧化鋁附著在顆粒表面以形成粗糙表面。
實例3通過將液體聚氨酯涂料涂復到磨光丙烯腈橡膠片材上，并將實例1的陶瓷球粒撒在上面(嵌入涂層中)，來制備本發(fā)明道路標記帶。然后，固化液體聚氨酯涂料變成堅硬的干燥薄膜。更具體講，以約50rpm轉速，在約135℃下，在內(nèi)混合器(Farrel-Banbury混合器)中，以下列各份數(shù)混合各組分約5分鐘，制備丙烯腈橡膠片材丙烯腈-丁二烯非交聯(lián)高彈100份體母體(“Hgcar1022”，由B.F.
Goodrich提供)氯化石蠟70份
(“Chlorowax70-S”，由DiamondShamrock提供)氯化石蠟5份(“Chlorowax40”)聚酯纖維(“minifibers”1/4×3旦，10份由Minifiber，Inc;JohsonCity，TN提供)聚乙烯纖維(分子量在30，000～150，000之間的高密度聚乙烯纖維)20份二氧化鈦顏料130份滑石血小板填料顆粒100份(平均粒徑約為2微米，表面積約為每克25平方米)透明玻璃微球體280份(平均顆粒約100微米，折射率為1.5)球形二氧化硅補強填充劑20份(“Hisil233”，由PPGIndustries提供)硬脂酸隔離劑3.5份群青色0.5份螯合劑(“VanstaySC”，由R.T.0.5份VanderbiltInc.提供)從Banbury混合器中移出后，混合物在兩滾軸磨機中磨碾使其厚度約為12.7mm，然后在85℃～90℃下操作的砑光機上進一步將其厚度降低至1.3mm?；旌衔锊牧显跐L軸之間以約每分鐘13.7～15.3米的速率移動。砑光帶與聚乙烯薄膜夾層物纏繞成卷。
將上述板帶(稱作預制帶)從滾軸上展平，并用液體或具有下列組成的未固化聚氨酯混合物溶液涂復Scotchlite4430聚氨酯涂料50份(MinnesotaMiningandManufactur-ingCo.，St.Paul，MN)EXP03白(TiO2)顏料懸浮液 20份(HarwickChemicalCorp.;Akron，Ohio)4430B催化劑(ZincHexogen)0.5份(MininesotaMiningandManufactur-ingCo.，St.Paul，MN)將上述溶液以0.254mm厚度涂到預制帶上，并空氣干燥至膠粘狀態(tài)。在環(huán)境狀態(tài)下，預干燥通常需要10-15分鐘。以48.8g/m2速率將實例1球粒分散到聚氨酯粘性表面上，并在121℃下干燥和固化10分鐘。通過硅烷處理可以改進球粒的保持性。
將順丁橡膠壓敏粘合劑(PM7701，由MinnesotaMiningandManufacturingCo.，St.Paul，Minnesota提供)層壓在預制帶的背面上，完成產(chǎn)品結構。
實例4用實例3方法制備本發(fā)明道路標記帶，不同之處在于用實例2制備的球粒代替實例1顆粒。
實例5按實例3方法制備本發(fā)明道路標記帶，不同之處在于由實例2制備的球粒在滾筒內(nèi)充分滾動，經(jīng)篩選除去大多數(shù)細粉，然后代替實例1球粒。
實例6按實例3方法制備道路標記帶，但用砂子代替實例1球粒，所制備的道路標記帶用于比較。
實例7按實例3制備道路標記帶方法中，用氧化鋁代替實例1球粒，制備的道路標記帶用于比較。
用實例3至實例7的一部分產(chǎn)品做抗滑試驗和耐久試驗。每部分產(chǎn)品都相似地暴露在交通車輛下。圖2或圖3給出了比較結果。每個數(shù)據(jù)點都是按英國抗滑試驗計試驗，在暴露時間后觀察到的抗滑性能。
在圖2中，比較了實例4和6的一部分道路標記帶。包括球粒(實例4)的標記帶其初始抗滑度約為90BPN，而包括砂子(實例6)的標記帶的初始抗滑度約為60BPN。在用于交通后頭3個月兩個標記帶的抗滑度都有所降低而從約5個月至試驗結束22月期間，抗滑度比較穩(wěn)定。
然而，在5～22個月期間，球粒嵌入標記帶(實例4)的抗滑度通常降低約至45～53BPN，而砂子嵌入的標記帶的抗滑度下降至較低范圍內(nèi)，約18～20BPN。因此，球粒嵌入的標記帶(實例4)與砂子嵌入的標記帶比較(實例6)，初始具有較高的抗滑度而且保持較高的抗滑度。而且，在5～22個月期間，球粒嵌入的標記帶(實例4)抗滑度約為初始抗滑度的一半，而砂子嵌入標記帶(實例6)只有初始抗滑度的三分之一。因此在該試驗中，球粒嵌入的標記帶比砂子嵌入的標記帶更具有抗滑耐久性。
在圖3中，比較了嵌入了由脫模劑細粉，小于45微米氫氧化鋁制備的球粒的道路標記帶(實例3)和嵌入砂子或氧化鋁標記帶。球粒標記帶(實例3)初始抗滑度約為77BPN并且在暴露車輛下七個星期后下降約至56BPN。通過比較，砂子嵌入的標記帶(實例6)從初始抗?jié)櫠燃s為62BPN下降約至七個星期后的44BPN。因此，實例3的球粒嵌入標記帶性能超過實例6和7的比較標記帶。而且，盡管實例7的氧化鋁嵌入的標記帶初始抗滑度接近實例3的球粒嵌入的標記帶，但是很快下降至略低于砂子嵌入的標記帶的抗滑度。由實例5經(jīng)充分滾筒滾動的顆粒制備的標記帶與實例3標記帶所表現(xiàn)的結果大體相同。
除了白色，也可以通過向陶瓷球粒涂復表面彩色涂料制備其他顏色。例如，可以將優(yōu)選顆粒涂上橙色表示存在建筑工地區(qū)，或涂上蘭色表示存在殘疾人停車區(qū)，或黃色表示國家交通邊界線，或黑色至視覺混合色涂到瀝青路上或與淺色的道路比較?？梢詫⒓s33%固體硅酸鈉(SiO2/Na2O比約2.75)的水溶膠加入實例1的球粒中(重量比約為3.8%溶膠比96.2%球粒)，并在Hobart混合器中攪拌1分鐘。顆粒事先預熱至120℃。然后可加入彩色顏料粉末，同時攪拌約1分鐘。例如，加入至少約5%的鉬酸鉛可產(chǎn)生橙色顆粒，或加入至少約1%氧化鈷可產(chǎn)生蘭色顆粒，或加入至少約5%黃氧化鐵顏料(部分或全部可選擇地被鉻酸鉛取代)可產(chǎn)生黃色顆粒，或加入至少約5%炭黑可產(chǎn)生黑色顆粒。所得混合物可在230℃下干燥，過量的顏料可用過篩操作除去。過量的顏料是指沒有與顆粒粘附的并且可通過篩網(wǎng)眼的顏料。可以涂復其他涂料以得到更深色涂料。
另外的作法是，優(yōu)選顆?？梢酝ㄟ^陶瓷部分進行上色，即在陶瓷混合物中加入各種痕量物質(zhì)。例如，夾雜少量鐵雜質(zhì)產(chǎn)生棕顏色，或摻夾少量氧化鈷可產(chǎn)生蘭色，或銻酸鉛或鉻酸鉛產(chǎn)生黃顏色。參考C.W.Parmelae，“CeramicGlazes”(1951)，工業(yè)出版物。Chicago，Illinois，可獲得其他顏色。
盡管本發(fā)明敘述了最佳實例方案，但從事該領域的熟練工人應認識到在不違背本發(fā)明范圍和精神的前提下可以在配方及詳細用料量上自行掌握。
權利要求
1.一種標記片材，其中包括具有頂表面的基體層，聚合物基體和許多耐久的抗滑陶瓷顆粒，陶瓷顆粒表面平滑，沒有頂尖，嵌入在頂表面并凸出于頂表面，陶瓷顆粒包括由下述原材料制成的鍛燒過的陶瓷鋁土礦；包括氧化鋁和二氧化硅以及少于10%(重量)的其他干組分的耐火粘土，氧化鋁對二氧化硅比例在20∶80至90∶10范圍內(nèi)；包括10-97份(重)礦物顆粒；3-90份(重)氧化鋁；和至少1份(重)粘合劑的混合物；其中礦物顆粒包括熔點低于1300℃、在低1300℃下基本不升華或揮發(fā)并且冷卻下玻璃化的陶瓷礦物；而粘合劑的特征在于在造粒后但在鍛燒之前將礦物顆粒和氧化鋁粉末粘合在一起。
2.權利要求1的片材，其中陶瓷顆粒是Krumbein球形度至少為0.8的球粒。
3.權利要求1的片材，其中陶瓷顆粒特征在于，與顆粒的中心區(qū)域相比，顆粒外部區(qū)域的氧化鋁濃度較高。
4.權利要求1的標記片材，其中顆粒特征在于其抗壓性能，在69MPa壓力下，小于22%(重量)的顆粒的最大粒徑小于0.425mm，初始試樣的顆粒尺寸分布在約0.85～0.42mm范圍。
5.權利要求1的標記片材，其中顆粒的特征在于斷裂硬度KIC大于1.5Mn/m3/2。
6.權利要求1的標記片材，其中的基體層包括聚氨酯。
7.權利要求2的標記片材，其中在基體層下面還有一基板。
8.權利要求7的標記片材，其中基板包括丙烯腈橡膠。
9.制備抗滑標記片材的方法，其中包括提供一基板;用液體粘合材料涂復至少一部分基板的上表面;將大量的抗滑陶瓷球粒嵌入在液態(tài)粘合材料涂層中;和固化液態(tài)粘合材料成固體使聚合物基體涂層與部分嵌入的抗滑陶瓷球粒粘合在一起，其中球粒包括由以下原材料制成的鍛燒過的陶瓷鋁土礦;包括氧化鋁和二氧化鋁以及少于10%(重量)其他干組分的混合物，其中氧化鋁與二氧化硅的比例在20∶80至90∶10范圍;和包括約10-97份(重)礦物顆粒;3-90份(重)氧化鋁;和至少一份(重)粘合劑的混合物;其中的礦物顆粒包括熔點低于1300℃;在低于1300℃下基本不揮發(fā)和冷卻下玻璃化的陶瓷礦物;粘合劑的特征在于在造粒后但在鍛燒前將礦物顆粒和氧化鋁粉末粘合在一起。
10.權利要求9的方法，其中的液態(tài)粘合材料包括液體聚氨酯溶液。
全文摘要
一種包括頂表面和許多嵌入和凸出于表面的抗滑陶瓷球粒的抗滑道路標記片材。將包括10-97％(重)礦物顆粒，3-90％(重)氧化鋁和至少1％(重)粘合劑的原材料混合物在約1300℃溫度下鍛燒成陶瓷球粒，在陶瓷球粒外表面的氧化鋁濃度高于陶瓷球粒中心的氧化鋁濃度。陶瓷球粒具有一定抗壓和抗斷裂強度。
文檔編號E01F9/00GK1041021SQ8910691
公開日1990年4月4日 申請日期1989年9月6日 優(yōu)先權日1988年9月7日
發(fā)明者羅伯特·A·漢吉, 詹姆斯·A·萊爾德 申請人:明尼蘇達州采礦制造公司