[发明专利]耐酸玻璃微球及由其构成的路面标志带

说明书

本发明的背景

路面标志一般包括提供逆反射性能的玻璃微球。但是，埋在涂漆线和其它路面标志表面，作为逆反射元件的玻璃微球要经受极具破坏性的各种条件。例如来自车辆的重量。这样的条件最终会压碎和/或磨耗微球，从而降低或消除逆反射所需的光的透射。

路面标志中的玻璃微球还要经受大气中有时存在的腐蚀物质的侵袭，如从车辆、炉子、工厂等排放的各种物质形成的酸。这样的侵袭会使微球变得模糊，失去透明度也会降低或消除玻璃微球的反射性。很难始终如一地生产具备抗压碎、磨耗和模糊的普通玻璃微球。这是因为许多组分具有挥发性，会从玻璃熔体中挥发，而难以控制玻璃的折射率。

而且，这样的组合物中含有如氟化钠的组分，氟化钠会从玻璃熔体中形成有害的排放物如HF和SiF₄。这些组分还会促使反玻璃化，限制所能生产的玻璃制品的大小。因此，需要的玻璃制品，特别是玻璃微球要具备耐酸性、抗压碎性，并且能安全和方便地生产。

本发明概述

本发明提供了玻璃制品，特别是玻璃微球，这些制品具有高耐久性、所需的折射率(如约1.6-1.9，最好约为1.75-1.85)和优良的耐酸性化学物质性。在此术语“微球”或“球”指圆形逆反射玻璃元件，不论其是否是完美的球体。

提高玻璃制品的耐久性的一种方法，是提高微球的抗压碎强度即抗压碎性。由实施例中所述的试验测定，本发明的微球抗压碎性至少约为3500公斤/厘米²，最好至少约为5000公斤/厘米²。提高耐久性的另一种方法是提高耐酸性。由实施例中所述的试验测定，用酸处理后透明度降低的微球不超过试验微球的20％。即在1体积％浓度的硫酸溶液中处理120小时后，显示任何肉眼可见的模糊、发毛、不透明的玻璃微球不超过20％。因此，此处所用的“耐酸性”玻璃组合物，是指经1体积％硫酸处理120小时后，具有所要求的玻璃组分的微球样本中，显示降低透明度的样品不超过20％的玻璃组合物。

最好玻璃制品肉眼观察是透明的(能透射足够量的光，以具备路面标志应用中的足够的逆反射性)并含有不超过5重量％的分散结晶。玻璃制品可以是任何大小和形状，并可用于各种用途。对适用于路面标志的微球，最好其直径约小于2毫米。本发明的玻璃微球可用于压花路面标志带。但最好是用于平坦的路面标志带。

本发明的玻璃制品的组分如下：约25-45重量％的SiO₂；约20-35重量％的TiO₂；小于约5重量％的B₂O₃；约15-40重量％的选自BaO、SrO及其混合物的一种碱土金属改性剂；和不超过约25重量％的选自Na₂O、K₂O及其混合物的一种碱金属氧化物。SiO₂与碱土金属改性剂和碱金属氧化物总量之比约大于0.7。这样的组合物可提供耐酸玻璃。本发明具有显著的耐酸性、易于熔化和最佳折射率(约1.75-1.85)的玻璃组合物，其组成包括约30-35重量％的SiO₂，约25-35重量％的TiO₂，小于1重量％的B₂O₃，约25-35重量％的BaO和/或SrO，和约4-8重量％Na₂O和/或K₂O。

在玻璃领域，一般将组分写成氧化物，假设本发明完成的玻璃制品的组分也是以氧化物的形态存在，这正确地说明了组合物的化学元素及其比例。制备玻璃的原料可以是氧化物以外的其它一些化合物，如碳酸钡，但在熔化组分期间，组合物会改性为其氧化物形态。因此，按理论氧化物讨论本发明的玻璃制品的成分。