反光漆的探索研究及反光漆在国内的应用发展
庄晓明
（ 扬州都达反光材料有限公司? Email: xmzhuang@126.com ）
论文摘要
反光漆作为一种安全且节能的新型材料，一直是研究的项目。二十世纪九十年代初，美国3M公司成功地研制出反光膜，并推向市场，立即引起了广泛的关注与市场的热烈反响。作为一种定向反光的道路交通标志产品，反光膜无疑具有着广阔的市场前景，然而也有着很大的局限性：（1）它须粘贴在铝板上，附着性能才好。（2）它还需必要的专门贴附机械，适宜于室内制作。（3）它贴附在不高的地方，很容易被人撕扯去，从而失去反光标志效果。因此，如何研制生产出一种能适宜多种环境多种条件下使用的反光漆，填补反光膜的局限性，成为了国内外有关人士关注的焦点。1987年，我依托自己创立的扬州都达反光材料有限公司，在国内率先地开始了反光漆的研制，力图把它尽早运用到公路标志、交通设施、桥梁护栏、汽车牌照放大号、广告牌、消防器材等领域中去。至2007年为止，我对反光漆的探索及应用，分为三个阶段，（1）1989—1994年，为反光漆研制的初级阶段。（2）1994——2005年，推出新型反光漆产品。（3）2005年至今，成功推出一次性成型反光漆。并最终在竞争中，压倒了3M公司的反光漆，成功地应用于宁连高速公路收费站，常德至界首高速公路隧道，江都龙川二桥整体反光工程，永济桥反光工程等。
全篇论文
光漆的探索研究及反光漆在国内的应用发展
庄晓明
反光漆作为一种安全且节能的新型材料，一直是研究的项目。二十世纪九十年代初，美国3M公司成功地研制出反光膜，并推向市场，立即引起了广泛的关注与市场的热烈反响。作为一种定向反光的道路交通标志产品，反光膜无疑具有着广阔的市场前景，然而也有着很大的局限性：（1）它须粘贴在铝板上，附着性能才好。（2）它还需必要的专门贴附机械，适宜于室内制作。（3）它贴附在不高的地方，很容易被人撕扯去，从而失去反光标志效果。因此，如何研制生产出一种能适宜多种环境多种条件下使用的反光漆，填补反光膜的局限性，成为了国内外有关人士关注的焦点。1987年，我依托自己创立的扬州都达反光材料有限公司，在国内率先地开始了反光漆的研制，力图把它尽早运用到公路标志、交通设施、桥梁护栏、汽车牌照放大号、广告牌、消防器材等领域中去。至2007年为止，我对反光漆的探索及应用，分为三个阶段，（1）1989—1994年，为反光漆研制的初级阶段。（2）1994——2005年，推出新型反光漆产品。（3）2005年至今，成功推出一次性成型反光漆。这几个阶段的进展，并最终在竞争中，压倒了3M公司的反光漆，成功地应用于宁连高速公路收费站，常德至界首高速公路隧道，江都龙川二桥整体反光工程，永济桥反光工程等，这些在国内都是具有开创性的反光漆工程。
第一阶段，反光漆研制的初始阶段。
我通过有关仪器对反光膜的解剖研究，发现反光膜的反光效果主要是由其夹层中的一种折射率达1.92的反光玻璃珠引发的。因此寻找到这种玻璃珠，是开始反光漆研制的第一步。我开始了全国性的寻找，终于在北京找到了这种玻璃珠，但折射率只有1.50，而且粒径过大，为20目到80目。在围绕玻璃珠为中心展开的反光漆研制中，我立即遇到两个难题：（1）将这种20目到80目规格的玻璃珠混入油漆里时，不仅难以搅和，而且喷枪也无法喷出。（2）即使将混入玻璃珠的漆液用涂刷方法，涂刷在有关附着物上，因为玻璃珠为漆液遮蔽，不能取得期待中的反光效果。陷入困境之际，我换了一种想法，何不打破漆的通常概念，将反光玻璃珠先分开包装，使用时，再布撒到未干的漆面上，使之粘附住。改变思路之后，很快见到了效果，由于玻璃珠密密地粘附在漆的表面，夜间用灯光照射后，果然见到了反光效果。随后，我们进行了配何种树脂漆的探索，设计了环氧树脂漆与丙烯酸树脂漆两种，环氧树脂制出的反光漆对玻璃珠的粘附力很强，耐击打能力强，但耐候性能不好，一两年后就逐渐褪色；丙烯酸树脂研制的反光漆，对玻璃珠的粘附力不如环氧树脂的好，但耐候性好，? 保色性好，经过一年多时间的综合测试和评估，我选择了丙烯酸树脂类型的反光漆。
第二年，由于国内有关企业对反光材料的共同关注，浙江的一家公司生产出了一种折射率1.92，粒径200目左右的反光玻璃珠，解决了我们的一个难题，使反光漆终于可以推向市场。当然，这种早期的反光漆，有着许多的不足：（1）在操作时，要在未干的漆面上用160目的筛网布撒下反光体，操作很不易，许多场合无法使用。（2）由于反光玻璃珠附于漆的表面，漆的色泽深浅，对反光效果的影响非常大，白色的反光效果不错，黄色的次之，绿色、兰色由于颜色较深，反光效果就相差很多。然而，由于当时美国3M的反光膜昂贵，国内的反光标志一片“黑”，这种反光漆还是满足了部分市场的需求。
１９９２年，山西省交警总队针对本省的交通情况，为了改善夜间车辆的交通安全，要求每辆大货车后面的放大号要具有反光效果，有关部门的人员国内外寻找反光漆，最终寻到我公司，购到反光漆。为了将反光漆喷到车后的放大号字上，我在施工工艺上作了多项大胆试验，用一把喷枪喷反光底漆，一把喷枪喷反光玻璃珠——即把反光玻璃珠置于喷枪料斗内，而后，借气压将反光玻璃珠喷出，附着到未干的反光底漆上，形成反光效果。我们很好地完成了对方要求的目标，而且得到有关部门的注意，反光放大号扩大了影响，随后几年纷纷在山西、山东、湖南、贵州、陕西等省推广推广开来。然而，由于这种反光漆施工方面仍存在的缺陷，使之无法应用开拓更多广泛的各户，于是从2004年开始，我投入第二代新型反光漆的研制开发。
通过对反光膜的解剖，我得到这样两点启示：（1）反光膜之所以各种颜色都能发出差不多的反光，是因为它的下面垫映了一层铝银色的底子，这对于取得良好的反光强度至为关键。（2）反光膜的各种颜色选用的颜料，均为透明颜料，这样才能不阻挡光线的射入与反射。因此，我得出结论，新型反光漆须由两个部分，即底漆与面漆组成，底漆为铝银色，由高强的铝银浆与树脂、溶剂配制，面漆为树脂、透明颜料、溶剂、玻璃珠等配制。底漆的配制比较顺利，很快定型。但面漆的生产遇到了问题，一个问题是高强反光体比重很重，达到4.2，在漆液里很快沉淀，市场上所能买到的各种防沉剂，都不起作用。于是我们只得采用先前的思路，反光体分开包装，使用时再参入漆液里。但另一个遇到的问题时，面漆喷涂到底漆上，干燥后照射，并没有预料中的反光。我进一步仔细研究了反光膜的构成，发现反光膜的反光层，是由一种特殊的生产工艺制成，处于铝银色的底材之上，周围是一种真空状态，含有透明颜料的表面膜，丝毫没有占领这周围的空间，而是贴到反光体与它的周围的一层空间之上，从而保证了反光效果，而这些对于反光漆来说，是不可能做到的，至此反光漆的研制被迫中断下来。
而这时，国外的反光漆研制却取得了突破，1995年，美国3M公司的反光漆研制成功，并推向市场，得知这一消息后，我迅速购买这种反光漆，并进行了仔细研究。一开始，我分析得出的结论，美国的反光漆也是分了铝银色的底漆与面漆两部分，只是底漆与面漆都采取了双组分的丙烯酸漆。其二，美国的反光体已加入油漆中，而之所以将比重达4.2的反光体混入油漆中而不沉淀，是因为这些反光体都进行了表面铝处理，因此配以相应的防沉剂，即解决了反光体的防沉问题。然而，美国反光漆又如何取得反光效果的呢？我将美国3M的反光漆制成反光漆面，反光效果很好，我再观察其漆面，为亚光，并无反光膜表面的光泽，我再在显微镜下观察，发现表面均为凸出来的500目左右的反光体，我随即悟出，实际上，需把漆的树脂量，与反光体的量调整到一个合适的比例，使制出的反光面上的反光体凸出漆面即可。于是，我又进行了反复的实验，终于得到了这一合适的比例，使反光漆取得了满意的反光效果。但美国反光漆的另一个特征，则又使我陷入了思索之中，反光漆的防沉问题，我们显然一时无法解决，因为国内对反光体的铝表面处理及相应的防沉技术尚不成熟，于是，我决定仍沿用以前的经验，不拘于“漆”的俗间，将反光体分开包装，客户使用的时候再搅拌入，因为反光体是一种特殊的高分子化合物，很好搅拌，而且，这时国内的有关厂家也已生产出了目数为600目的细微反光体，因此搅拌入的反光体，不仅在使用时不会发生沉淀分层的现象，即使存放数日，发生沉淀现象，只需轻轻一搅，即可重新分散好，丝毫不影响使用。随后，我们对自己定型的反光漆产品与美国反光漆产品的反光效果，进行了详细的对比研究，发现了一个意料不到的好处，即美国3M的反光漆的反光，由于进行了表面铝处理，呈灰色，因而影响了漆的外观颜色，不如于我们的产品，并且由此还带来美国产品在另一个方面逊色于我们的产品，就是美国的各种颜色的反光漆，夜间反射出来的光均是白光，而无法分清其各种色彩标志；而我们生产的反光漆由于反光体的表面没有进行铝处理，不仅颜色正常鲜艳，而且夜间反射出来的光，也是红黄蓝绿，各呈其色。于是，我们自信地将这一新型反光漆推向市场，果然获得了好评。同时，我还根据市场的不同层次需求，与反光漆的不同性能，将之分成了A、B、C三种型号。
1997年江都龙川二桥设计成整体反光工程，桥拱、支柱等需反光，有关设计人员曾专门考察了美国反光漆，后来又考察了我们的反光漆，得出我们的产品的反光效果与整体性能优于美国产品，并最终选用了我们的反光漆。时间至今已有十年，江都龙川二桥整体反光效果仍然良好。
第三阶段，研制一次性成型反光漆。
鉴于推出的第二代反光漆仍有它的需弥补的弱点，需喷涂两次，即先喷反光底漆，后喷反光面漆，才能形成发光效果，许多客户尤其特殊场合或大面积操作的用户仍嫌麻烦。希望能出现一次喷刷成型的反光漆。而且两次成型反光漆的面漆是以透明颜料制成，大面积喷涂在铝银色的底漆上时，不易均匀，易出现花斑块，局限了反光漆的市场。
从2003年开始，我便着重考虑如何在新型反光漆中解决大面积喷涂不易均匀的问题。根据以往的经验，反光漆面漆的颜料本身是透明颜料，遮盖力弱，如提高透明颜料的用量，又会使漆液的其他组成发生变化，而损坏了反光效果的整体性能与效果，以这一路行不通。这时我又从美国反光漆中得到启发。美国反光漆中的占总量近40%的反光体经过铝处理后，都呈现出铝灰色，但在油漆中对漆的颜色并没有产生太大的影响，而且提高了反光效果，那么，我是否可以也在自己的反光漆中，在不影响反光漆色彩的情况下，加入适量的高档铝银浆，只需使之不会遮盖吐出的反光体，而又增加了漆的遮盖力，提高了反光效果。经过近十个月的试验后，我们终于按此设想取得了成功，反光面漆喷涂到反光底漆上后，不均匀的现象得到了很大的改善，而且反光效果丝毫不受损。
解决了反光漆这一难题之后，我并没有停止自己的思路，既然新型反光漆的面漆具有很好的遮盖力，它就应该可以单独分离出来，覆盖在任何的物体上。如果我将反光体面漆内的多种成分进行一个适当比例的重新组合，一种不需要反光底漆的反光漆，在理论上与经验上应该都是可以成立的。经过了大量的实验，我终于在2005年6月成功地推出了这种一次型成型的反光漆，这种反光漆使用简单方便，在不影响反光效果的前提下，而且彻底改变二次成型的反光漆喷涂均匀度的问题，并使两种反光漆相互补充支撑，从而适用多种场合对反光漆使用的不同要求。在一次型成型的反光漆基础上，我进一步研究发现的“一种反光漆涂层”，还被国家知识产权局于2009年6月3日授权公告为专利。
现我将一次型成型反光漆与两次成型反光漆的优缺点对比如下：
两次性成型反光漆
优点：
反光效果好。小面积反光面的制作效果好。
色泽鲜艳。
缺点：
大面积施工时，一般指１㎡以上，不易喷涂均匀。易出现反光效果、色泽不均匀的现象。
反光面需两次操作方成型。尤其喷涂面漆时，如过厚，会出现反光效果不佳的现象。
一次性成型反光漆
优点：
操作简易，喷涂或刷涂一次即可成型。
尤适宜于大面积的喷涂，遮盖力好，反光效果、色泽均匀。
即使从很小的角度照射反光漆面，也会获得好的反光效果。如打一层白色底漆，可适当提高反光效果及色泽鲜艳度。
成本较低。在白色或浅色的附着物上喷涂，每公斤可喷涂８㎡左右。
缺点：
反光效果不如两次性成型反光漆。
颜色鲜艳度稍逊于两次性成型反光漆。
在对反光漆探索研制的过程中，我在扬州都达反光材料有限公司所做的努力，不仅使反光漆在技术与应用上一直走在国内同行的前列，也在大部分时间走在国际同行的前列，我根据自己国内化工原料的供应情况，结合国情特色，走出了一条属于自己有别于国外的独特的反光漆发展之路。当然，我们的反光漆，无论是两次成型的新型反光漆，还是一次成型的反光漆，都还有自己的缺陷要解决，比如，在不影响其反光效果保有自己的反光特色的前提下，如何寻找到针对比重大的反光体的防沉方法，都有待自己和国内同行的共同努力。而我也对反光漆的未来以及在与国际对手的竞赛中，充满信心。
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