一种包括顶表面和许多嵌入和凸出于表面的抗滑陶瓷球粒的抗滑道路标记片材。将包括１０－９７％（重）矿物颗粒，３－９０％（重）氧化铝和至少１％（重）粘合剂的原材料混合物在约１３００℃温度下锻烧成陶瓷球粒，在陶瓷球粒外表面的氧化铝浓度高于陶瓷球粒中心的氧化铝浓度。陶瓷球粒具有一定抗压和抗断裂强度。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及防滑颗粒尤其是在道路标记面防滑颗粒的使用。众所周知，道路标记面或道路标记带是为机动车司机和行人传递信息的。典型的标记面具有明显的可见颜色并经常采用回返光颗粒以利于夜间使用。道路标记面材料的代表Jorgensen的美国专利4，117，192号（也公开了不规则抗滑材料）;Tung的美国专利4，248，932号（公开了抗滑的无规则或尖角状无机颗粒，以及视情况而选择的撒在表面上从而密堆积颗粒更抗滑的回返光球粒。公开的材料其抗滑度至少为55BPN），和Lange的美国专利4，758，469号（公开了在标记带上用可选择的嵌入的抗滑颗粒塑出的回返光图案）。在许多表面尤其在道路标记带要求有抗滑性能以防止行人、自行车和汽车在标记带上打滑。一些欧洲国家政府规定了道路标记面材料所需的抗滑性能级别。规定中要求起始抗滑度的最小值和“在使用时”有效抗滑度的保留值。当用于道路表面时（即“在使用时”），标记带要经受非常恶劣的环境考验。在道路标记工业中，通过将具有锋锐顶的坚硬、晶体颗粒嵌入道路标记带的上表面上，赋予其防滑性能。通常采用的颗粒的典型实例包括刚玉（氧化铝）和石英（沙、二氧化硅或微粉化石英）。这些颗粒能够获得较好的起始抗滑度，然而，一旦标记带上有车辆通过时，起始抗滑度开始迅速降低。特别是车轮胎的冲击，松土和沙子的-->磨耗以及盐和水的腐蚀都将减小抗滑度。抗滑度的损失典型地是由以下两种机理的至少一种引起的。第一，晶体材料易于沿晶体平面断裂。第二，颗粒从嵌入基体中松动。Ludwig Eigenmann的美国专利4，020，211号公开了一种类型的道路标记带，采用一种耐磨或耐融并包括以赋予抗滑度而部分嵌入的晶体颗粒的坚硬、耐用顶层。Eigenmann产品是一种道路标记物，有许多颗粒粘合在一表层上并向外凸出。颗粒的最小硬度约为6Mohs硬度值（Mohs Hardness Scale）并具有向外凸出的尖锐末端部分以获得良好的抗滑性能。但是，在使用时发现能接受的抗滑度的保留值较差。另一种产品与上述作用原理不同，其提供一种在标记面整个厚度中分布有晶体颗粒的烧蚀道路标记面，因此，当标记面磨损时，不断有新的抗滑颗粒暴露出。烧蚀道路标记面的一个缺点是“在使用时”要维持可接受和可提供信息的颜色，因为烧蚀材料特征是质软并且灰尘易于嵌入（见美国专利4，490，432号）。美国专利4，680，230号公开了一种道路标记工业以前未知的颗粒。据说，陶性颗粒在油井液压断裂中作为Proppant以改进泵送生产过程是有用的。颗粒由含有晶体氧化铝相的透明基体相组成。颗粒的特征在于Krumbein球形度至少为0.8（1.0代表完全球体）并且具有高化学稳定性。加拿大专利1002803号公开了一种铺路石板，板凹槽部分用粘合剂和粉末材料如陶瓷材料涂盖。日本专利60130660号公开了一种熔化涂复类型的非滑材料，该材料用烘焙的二氧化硅，氧化铝或粘土和颜料的陶瓷集料填-->充。Eigenmann另一个专利（瑞士专利541674号）公开了含有刚玉（氧化铝）的球形粘合材料的使用方法。西德专利2927362号公开了一种抗磨表面材料，其包括嵌入聚合物基体内的玻璃粉末。我们发现，最初是在液压断裂法中用作Proppants以增加油井产量的球形、抗压陶瓷材料，当被部分嵌入基体层中时能够提供高抗滑度。与道路标记工业目前采用的普通的尖锐抗滑颗粒相比，这种颗粒还具有良好的颗粒保留值。而且，使用这些颗粒可使表面经过长时间使用后仍保持令人惊奇的高抗滑度。这些球形抗滑颗粒的新应用的发现，得以制造高抗滑的道路标记面。这种标记面包括一基体层和许多部分嵌入基体层并凸出的抗压陶瓷材料。当这种标记面长时间暴露于恶劣的道路环境条件下，能够保持高的抗滑度。此外，这种球形颗粒可以用常规方法染色或涂复以与道路标记带的颜色相匹配。一方面，本专利技术涉及一种可用作道路标记面材料的耐久、抗滑表面，该表面包括许多部分嵌入基体层中、基本为球形的抗压颗粒。另一方面，本专利技术涉及一种制造耐久、抗滑面材料的方法。再另一方面，本专利技术涉及通过将球形、抗滑陶瓷材料嵌入基体层中而防止打滑的方法。图1是本专利技术道路标记面的横剖图。图2是本专利技术道路标记带和用于比较的沙带在长时间使用后的抗滑度图。-->图3是本专利技术的两条道路标记带和普通的抗滑颗粒标记带在使用一段时间后的抗滑度图。为了提高道路标记面材料的抗滑度和抗滑度的耐久性，试验了许多典型的高度尖锐的晶体颗粒如“Sand Saba Sand”，以作为选择对象。在被试的颗粒中，一种球形、抗压陶瓷颗粒显示出令人惊奇高的抗滑度和抗滑度耐久性。该颗粒在美国专利4，680，230号中有说明。球形颗粒典型的是具有至少约0.8Krumbein球形度。以Krumbein球形度为1.0来定义理论完全圆球。尽管可以采用其他筛选方法以得到其他范围的颗粒粒径，但颗粒粒径通常约在0.3mm～2.0mm范围内，更典型的约在0.4mm～1.2mm范围内，最好在0.4mm～1.0mm范围内。颗粒含有高的氧化铝含量，多孔核典型地是10～90重量%氧化铝和陶瓷化矿物粉末的混合物，最好是50-50的晶体Al2O3与陶瓷化矿物粉末的混合物，其中在球粒表面附近的氧化铝浓度比在球体中心的氧化铝浓度高。陶瓷颗粒可用作制造道路标记面材料，其中，在车辆通过典型道路一段时间后，按ASTME303方法测定，其表面摩擦性能至少约为45英国摆数（BPN）（British Pendulum Number）。颗粒也可以染色与道路标记带颜色相匹配。涂颜色颗粒在以下方面优点尤其突出：含有众多凸出抗滑颗粒的道路标记带具有更均匀的颜色外观，反过来提高了观察者对标记带传递信息的识别效率。在下述抗压试验中，在约69MPa压力下，发生断裂的球形颗粒约少于22%（重量），而在约69MPa压力下，发生断裂的Ottawa沙约41%（重量）。颗粒在盐水溶液中基本不溶。临界应-->力强度系数（TheCriticalStressIntensityFactor）KIC（颗粒断裂韧度的量度）约是沙子的两倍，KIC约大于1.5Mn/m3/2，而沙子的KIC约为0.7Mn/m3/2。按B.R.Lawn等在J.Amer.Chem.Soc.Vol.63，P574（1980）中所解释的KIC，通过对在颗粒抛光表面的金刚划痕裂缝的金相试验进行测定，并按下式计算：KIC＝0.028E1/2H1/2a2C-3/2，式中“E”为体积弹性模量，“H”为Vicker硬度，“a”为金刚划痕的对角长度，“C”为在金刚划痕一角产生的裂缝的长度之和。颗粒的Mohs硬度典型为7或更大，与沙子的Mohs硬度相似。本专利技术的道路标记面材料通常如图1中的10所示。板面10包括与道路面14接触的第一层12。按需要可以将一粘性材料的精细层15插入在第一层12和道路面14之间。第二层16涂在位于其下面的第一层12上。第二层12有一最上表面或顶表面20。在道路标记面10中，最上表面或顶表面可以描述为与汽车轮胎或与行人脚底面接触的表面。部分嵌入在标记板面第二层最上表面20中并向外凸出的是能够赋予最上表面20抗滑性能的抗压陶瓷球粒22。在另一个实施方案中，最上表面本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种标记片材，其中包括具有顶表面的基体层，聚合物基体和许多耐久的抗滑陶瓷颗粒，陶瓷颗粒表面平滑，没有顶尖，嵌入在顶表面并凸出于顶表面，陶瓷颗粒包括由下述原材料制成的锻烧过的陶瓷：铝土矿；包括氧化铝和二氧化硅以及少于１０％（重量）的其 他干组分的耐火粘土，氧化铝对二氧化硅比例在２０∶８０至９０∶１０范围内；包括１０—９７份（重）矿物颗粒；３－９０份（重）氧化铝；和至少１份（重）粘合剂的混合物；其中矿物颗粒包括熔点低于１３００℃、在低１３００℃下基本不升华或挥发并且冷却 下玻璃化的陶瓷矿物；而粘合剂的特征在于在造粒后但在锻烧之前将矿物颗粒和氧化铝粉末粘合在一起。
【技术特征摘要】
US 1988-9-7 241,3181、一种标记片材，其中包括具有顶表面的基体层，聚合物基体和许多耐久的抗滑陶瓷颗粒，陶瓷颗粒表面平滑，没有顶尖，嵌入在顶表面并凸出于顶表面，陶瓷颗粒包括由下述原材料制成的锻烧过的陶瓷：铝土矿；包括氧化铝和二氧化硅以及少于10%(重量)的其他干组分的耐火粘土，氧化铝对二氧化硅比例在20∶80至90∶10范围内；包括10-97份(重)矿物颗粒；3-90份(重)氧化铝；和至少1份(重)粘合剂的混合物；其中矿物颗粒包括熔点低于1300℃、在低1300℃下基本不升华或挥发并且冷却下玻璃化的陶瓷矿物；而粘合剂的特征在于在造粒后但在锻烧之前将矿物颗粒和氧化铝粉末粘合在一起。2、权利要求1的片材，其中陶瓷颗粒是Krumbein球形度至少为0.8的球粒。3、权利要求1的片材，其中陶瓷颗粒特征在于，与颗粒的中心区域相比，颗粒外部区域的氧化铝浓度较高。4、权利要求1的标记片材，其中颗粒特征在于其抗压性能，在69MPa压力下，小于22%（重量）的颗粒的最大粒径小于0.425mm，初始试样的颗粒尺寸分布在约0.8...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特A汉吉，詹姆斯A莱尔德，
申请(专利权)人：明尼苏达州矿制造公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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