CN105153588B - 用于道路设施的塑料复合材料及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于道路设施的塑料复合材料，按重量份计，所述塑料复合材料主要由以下原料制成：PVC粒料100份、耐晒颜料1‑3份、钛白粉5‑20份、塑化剂10‑20份、热稳定剂0‑3份、润滑剂0‑3份、加工改性剂0‑3份、抗冲击改性剂0‑5份、光稳定剂0.1‑0.5份以及填料0‑20份。本发明还提供了一种由所述塑料复合材料制成的道路设施，所述道路设施是路锥、路标或水马。本发明还提供了一种所述道路设施的制备方法。使用本发明的复合材料制成的道路设施可以在很长一段时间内反复使用，其寿命远长于现有技术中的普通道路设施。
Description
技术领域
本发明涉及材料领域，具体而言，涉及一种用于道路设施的塑料复合材料及其应用。
背景技术
现在用的塑料道路设施，如路锥、标柱、水马等采用的是萤光颜料，具有鲜艳的色泽以吸引路人的注意。但是萤光颜色的寿命很短，在户外使用平均萤光效果寿命较短，大多为3-6个月，一些甚至不足3个月，在炎热的夏季，其寿命更是大幅缩短。常常是塑料的路锥、标柱、水马等本体完好无损，但颜料变暗甚至褪色发白，起不到应有的警示效果。
近年来，马路塑料设施，尤其是路锥方面的专利很多。如上海电控研究所申请(专利)号CN201210251403.4申请日2012.07.19“道路路锥自动收放车”发明了与自动收放车辆相配套的路锥；CN200710167762.0陈烁“一种路锥，由于可以被压缩得很扁，存放时大大减少了空间占用，为其使用提供了很大的方便”；CN200910012901.1孙宏“一种可连接式的道路警示锥。它包括：路锥、伸缩头、反光材料，其在于：路锥上部设有伸缩头，该伸缩头内装有伸缩警戒隔离带”等等。从方便使用、减少道路占用等方面做出了诸多有益尝试，但是尚未发现有思考延长这些塑料制品使用寿命的技术。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种耐晒塑料道路设施，所述耐晒塑料道路设施除了具有一般的道路设施的特点，能够起到警示、吸引注意力的作用外，还能够在很长一段时间内维持其颜色特征，大大延长了此类道路设施的使用寿命。
本发明的第二目的在于提供一种所述耐晒塑料道路设施的制备方法，该方法简便易行，重现性好。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明的一个方面涉及一种用于道路设施的塑料复合材料，其特征在于，按重量份计，所述塑料复合材料主要由以下原料制成：PVC粒料100份、耐晒颜料1-3份、钛白粉5-20份、塑化剂10-20份、热稳定剂1-3份、润滑剂0-3份、加工改性剂0-3份、抗冲击改性剂0-5份、光稳定剂0.1-0.5份以及填料0-20份。
本发明所采用的PVC粒料选用非回收料，组分中的热稳定剂、润滑剂、加工改性剂、抗冲击改性剂和光稳定剂均使用本领域内常用的、可购得的原料。本发明将上述材料以一定的配比进行组合，使其中各组分的功能产生协同作用，大大增加了该材料的耐晒性能。
优选地，所述塑料复合材料主要由以下原料制成：PVC粒料100份、耐晒颜料1.5-2.5份、钛白粉14-18份、塑化剂15份、热稳定剂2份、润滑剂2份、加工改性剂2份、抗冲击改性剂2份、光稳定剂0.2份以及填料15份。
优选地，所述耐晒颜料是AS色酚系列颜料、苯并咪唑酮系颜料、喹丫啶酮系颜料、酞菁系颜料、偶氮缩合系颜料、苝系颜料、苉酮系颜料、异吲哚啉系颜料、异吲哚啉酮系颜料、吡咯并吡咯二酮系颜料、金属络合系颜料和蒽醌系颜料中的一种或多种。
以上颜料的加入可以使得本体的主要组分PVC粒料具有各种颜色，并且其颜色的褪色时间大大延长。以上各种颜料可以根据实际需求进行选择，其涵盖各种常用颜色，其中AS色酚系列颜料、苯并咪唑酮系颜料相对较为便宜，大量制备时可以节约成本。
优选地，所述塑化剂是邻苯二甲酸二异癸酯，所述填料是超细碳酸钙。如本领域所公知，超细碳酸钙是碳酸钙的一个分类，指的是平均粒径0.02μm＜d≤0.1μm的碳酸钙，
本发明的另一方面涉及一种由所述塑料复合材料制成的道路设施；优选地，所述道路设施为路锥、路标或水马。
本发明的复合材料可以用于制备各种道路设施，应用范围广泛，其中，路锥、路标和水马均是十分常见的道路设施。
优选地，所述耐晒塑料道路设施具有反光层，其中，所述反光层是反光涂层或胶合反光膜。
在本发明的道路设施上增设反光层可以使其更加醒目，更具警示效果。
优选地，所述胶合反光膜主要由按重量份计的以下成分组成：耐候树脂100份、回归反光颜料25-45份、溶剂40-60份、助剂4-6份，优选地，述胶合反光膜主要由按重量份计的以下成分组成：耐候树脂100份、回归反光颜料35份、溶剂50份、助剂5份。
采用本发明公开的配比制作的反光材料，其通过组分间的协同作用使得其使用寿命大大延长。
本发明的另一方面涉及所述耐晒塑料道路设施的制备方法，所述方法包括以下步骤：
1)将PVC粒料、耐晒颜料、钛白粉、塑化剂、热稳定剂、润滑剂、加工改性剂、抗冲击改性剂、光稳定剂以及填料混合并搅拌均匀；
2)采用注塑方法加工成型，形成耐晒塑料道路设施的本体。
本发明的方法简便易行，所采用的成型方法易于操作和重现。
优选地，所述方法进一步包括以下步骤：
制备反光涂层，将制备好的反光涂层喷涂于PET膜上后与所述步骤2)中的本体胶合。
优选地，所述步骤2)中，使用双螺杆挤出注塑机进行加工成型。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)使用本发明的复合材料制成的道路设施可以在很长一段时间内反复使用，其寿命远长于现有技术中的普通道路设施。
(2)本发明的原料均为本领域常见的原料，经济易得，并且所示用的方法也是常规的注塑工艺，操作简便、易于实施且再现性好。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售获得的常规产品。
以下实施例1-13均为使用本发明的复合材料制备道路设施：
实验例1
使用按重量份计的以下原料制备路锥本体：PVC粒料(非回收料，SG4)100份，[(4-氨基甲酰苯基)偶氮]-N-(2-乙氧苯基)-3-羟基-2-萘甲酰胺1.6份，Kronos 2161钛白粉14份，邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)15份，铅盐复合热稳定剂、硬脂酸钙润滑剂、聚丙烯酸酯加工改性剂、氯化聚乙烯抗冲击改性剂各2份，苯并三唑光稳定剂0.2份，填料橡塑用沉淀超细碳酸钙15份。
采用双螺杆挤出注塑机加工成型。
实施例2
使用按重量份计的以下原料制备路锥本体：PVC粒料(非回收料，SG4)100份，AS色酚颜料：[(4-氨基甲酰苯基)偶氮]-N-(2-乙氧苯基)-3-羟基-2-萘甲酰胺1.6份，Kronos2161钛白粉14份，邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)15份，铅盐复合热稳定剂、硬脂酸钙润滑剂、聚丙烯酸酯加工改性剂、氯化聚乙烯抗冲击改性剂各2份，苯并三唑光稳定剂0.2份，填料橡塑用沉淀超细碳酸钙15份。
采用双螺杆挤出注塑机按要求加工成型。
使用按重量份计的以下原料制备反光涂层：羟基丙烯酸耐候树脂100份，回归反光颜料35份，溶剂(乙酸乙酯、二异丁基酮等体积混合溶剂)50份，助剂(聚氨酯)5份，搅拌分散后喷涂。将该图层喷涂于PET膜上制成复合反光膜，后与路锥本体胶合。
实施例3
使用按重量份计的以下原料制备路锥本体：PVC粒料(非回收料，SG4)100份，吡咯并吡咯酮颜料：双(对氯苯基)-1，4-二酮吡咯并吡咯1.0份，Kronos 2161钛白粉5份，邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)10份，铅盐复合热稳定剂1份，苯并三唑光稳定剂0.1份，。采用双螺杆挤出注塑机按要求加工成型。
使用按重量份计的以下原料制备反光涂层：羟基丙烯酸耐候树脂100份，回归反光颜料25份，溶剂(乙酸乙酯、二异丁基酮等体积混合溶剂)40份，助剂(聚氨酯)4份，搅拌分散后喷涂。将该图层喷涂于PET膜上制成复合反光膜，后与锥柱本体胶合。
实施例4
使用按重量份计的以下原料制备路锥本体：PVC粒料(非回收料，SG4)100份，苯并咪唑酮颜料：5-(2，3-二氢-6-甲基-2-氧代-1H-苯并咪唑-5-基)偶氮-6-羟基-2，4(1H，3H)-嘧啶三酮3.0份，Kronos2161钛白粉20份，邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)20份，铅盐复合热稳定剂、硬脂酸钙润滑剂、聚丙烯酸酯加工改性剂各3份，氯化聚乙烯抗冲击改性剂5份，苯并三唑光稳定剂0.5份，填料橡塑用沉淀超细碳酸钙20份。采用双螺杆挤出注塑机按要求加工成型。
使用按重量份计的以下原料制备反光涂层：羟基丙烯酸耐候树脂100份，回归反光颜料45份，溶剂(乙酸乙酯、二异丁基酮等体积混合溶剂)60份，助剂(聚氨酯)6份，搅拌分散后喷涂。将该图层喷涂于PET膜上制成复合反光膜，后与锥柱本体胶合。
实施例5
使用按重量份计的以下原料制备路锥本体：PVC粒料(非回收料，SG4)100份，偶氮缩合颜料：N，N′-(2，5-二氯-1，4-亚苯基)双[4-[[2-氯-5-(三氟甲基)苯基]偶氮]-3-羟基-2-萘甲酰胺1.5份，Kronos 2161钛白粉14份，邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)15份，铅盐复合热稳定剂、硬脂酸钙润滑剂、聚丙烯酸酯加工改性剂、氯化聚乙烯抗冲击改性剂等各2份，苯并三唑光稳定剂0.2份，填料橡塑用沉淀超细碳酸钙15份。采用双螺杆挤出注塑机按要求加工成型。
使用按重量份计的以下原料制备反光涂层：羟基丙烯酸耐候树脂100份，回归反光颜料35份，溶剂(乙酸乙酯、二异丁基酮等体积混合溶剂)50份，助剂(聚氨酯)5份，搅拌分散后喷涂。将该图层喷涂于PET膜上制成复合反光膜，后与路锥本体胶合。
实施例6
使用按重量份计的以下原料制备路锥本体：PVC粒料(非回收料，SG4)100份，喹吖啶酮颜料：2，9-二甲基喹吖啶酮2.5份，Kronos2161钛白粉18份，邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)15份，铅盐复合热稳定剂、硬脂酸钙润滑剂、聚丙烯酸酯加工改性剂、氯化聚乙烯抗冲击改性剂等各2份，苯并三唑光稳定剂0.2份，填料橡塑用沉淀超细碳酸钙15份。采用双螺杆挤出注塑机按要求加工成型。
使用按重量份计的以下原料制备反光涂层：羟基丙烯酸耐候树脂100份，回归反光颜料35份，溶剂(乙酸乙酯、二异丁基酮等体积混合溶剂)50份，助剂(聚氨酯)5份，搅拌分散后喷涂。将该图层喷涂于PET膜上制成复合反光膜，后与路锥本体胶合。
实施例7
使用按重量份计的以下原料制备路锥本体：PVC粒料(非回收料，SG4)100份，酞菁颜料α型酞菁蓝2.0份，Kronos 2161钛白粉18份，邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)15份，铅盐复合热稳定剂、硬脂酸钙润滑剂、聚丙烯酸酯加工改性剂、氯化聚乙烯抗冲击改性剂等各2份，苯并三唑光稳定剂0.2份，填料橡塑用沉淀超细碳酸钙15份。采用双螺杆挤出注塑机按要求加工成型。
使用按重量份计的以下原料制备反光涂层：羟基丙烯酸耐候树脂100份，回归反光颜料35份，溶剂(乙酸乙酯、二异丁基酮等体积混合溶剂)50份，助剂(聚氨酯)5份，搅拌分散后喷涂。将该图层喷涂于PET膜上制成复合反光膜，后与路锥本体胶合。
实施例8
使用按重量份计的以下原料制备路锥本体：PVC粒料(非回收料，SG4)100份，苝系颜料：苝四羧酸-双(3，5-二甲基苯基)酰亚胺2.0份，Kronos 2161钛白粉18份，邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)15份，铅盐复合热稳定剂、硬脂酸钙润滑剂、聚丙烯酸酯加工改性剂、氯化聚乙烯抗冲击改性剂等各2份，苯并三唑光稳定剂0.2份，填料橡塑用沉淀超细碳酸钙15份。采用双螺杆挤出注塑机按要求加工成型。
使用按重量份计的以下原料制备反光涂层：羟基丙烯酸耐候树脂100份，回归反光颜料35份，溶剂(乙酸乙酯、二异丁基酮等体积混合溶剂)50份，助剂(聚氨酯)5份，搅拌分散后喷涂。将该图层喷涂于PET膜上制成复合反光膜，后与路锥本体胶合。
实施例9
使用按重量份计的以下原料制备路锥本体：PVC粒料(非回收料，SG4)100份，苉酮颜料：苉酮橙2.0份，Kronos 2161钛白粉18份，邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)15份，铅盐复合热稳定剂、硬脂酸钙润滑剂、聚丙烯酸酯加工改性剂、氯化聚乙烯抗冲击改性剂等各2份，苯并三唑光稳定剂0.2份，填料橡塑用沉淀超细碳酸钙15份。采用双螺杆挤出注塑机按要求加工成型。
使用按重量份计的以下原料制备反光涂层：羟基丙烯酸耐候树脂100份，回归反光颜料35份，溶剂(乙酸乙酯、二异丁基酮等体积混合溶剂)50份，助剂(聚氨酯)5份，搅拌分散后喷涂。将该图层喷涂于PET膜上制成复合反光膜，后与路锥本体胶合。
实施例10
使用按重量份计的以下原料制备路锥本体：PVC粒料(非回收料，SG4)100份，异吲哚啉酮颜料：3，3′-[(2-甲基-1，3-亚苯基)二亚氨基]二[4，5，6，7-四氯-1H-异吲哚-1-酮]2.0份，Kronos 2161钛白粉18份，邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)15份，铅盐复合热稳定剂、硬脂酸钙润滑剂、聚丙烯酸酯加工改性剂、氯化聚乙烯抗冲击改性剂等各2份，苯并三唑光稳定剂0.2份，填料橡塑用沉淀超细碳酸钙15份。采用双螺杆挤出注塑机按要求加工成型。
使用按重量份计的以下原料制备反光涂层：羟基丙烯酸耐候树脂100份，回归反光颜料35份，溶剂(乙酸乙酯、二异丁基酮等体积混合溶剂)50份，助剂(聚氨酯)5份，搅拌分散后喷涂。将该图层喷涂于PET膜上制成复合反光膜，后与路锥本体胶合。
实施例11
使用按重量份计的以下原料制备路锥本体：PVC粒料(非回收料，SG4)100份，金属络合颜料：5，5′-偶氮双-2，4，6(1H，3H，5H)-嘧啶三酮镍络合物2.0份，Kronos 2161钛白粉18份，邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)15份，铅盐复合热稳定剂、硬脂酸钙润滑剂、聚丙烯酸酯加工改性剂、氯化聚乙烯抗冲击改性剂等各2份，苯并三唑光稳定剂0.2份，填料橡塑用沉淀超细碳酸钙15份。采用双螺杆挤出注塑机按要求加工成型。
使用按重量份计的以下原料制备反光涂层：羟基丙烯酸耐候树脂100份，回归反光颜料35份，溶剂(乙酸乙酯、二异丁基酮等体积混合溶剂)50份，助剂(聚氨酯)5份，搅拌分散后喷涂。将该图层喷涂于PET膜上制成复合反光膜，后与路锥本体胶合。
实施例12
使用按重量份计的以下原料制备路锥本体：PVC粒料(非回收料，SG4)100份，蒽醌颜料：4，4’-二氨基-[1，1’-苯并蒽]-9，9’，10，10’-四酮2.0份，Kronos 2161钛白粉18份，邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)15份，铅盐复合热稳定剂、硬脂酸钙润滑剂、聚丙烯酸酯加工改性剂、氯化聚乙烯抗冲击改性剂等各2份，苯并三唑光稳定剂0.2份，填料橡塑用沉淀超细碳酸钙15份。采用双螺杆挤出注塑机按要求加工成型。
使用按重量份计的以下原料制备反光涂层：羟基丙烯酸耐候树脂100份，回归反光颜料35份，溶剂(乙酸乙酯、二异丁基酮等体积混合溶剂)50份，助剂(聚氨酯)5份，搅拌分散后喷涂。将该图层喷涂于PET膜上制成复合反光膜，后与路锥本体胶合。
耐晒评价试验
对以上实施例1-12中的道路设施的本体和反光层采用美国ATLAS加速老化试验仪Q-SUN Xe-1-B，按美国材料与试验协会ASTM D2565-99 Appendix 3 Cycle 1规定的方法程序进行试验。颜色褪色判定按DIN EN ISO105-B01，以数值化方法表征，当CIE1976L*a*b*色差ΔE值约等于5.0时，认为其寿命达到了终点。
加速老化试验仪得到的时间与实际日晒时间的关联关系，由于各地、甚至是同一地方不同年份的气候、日照条件不同，难以有一个准确的数学关联。美国以华盛顿地区为基准，加速老化试验时间与实际日照时间的关联如表1：
| 老化仪时间 | 6，7，8月份 | 4，5，9月份 | 3，10，11月份 | 12，1，2月份 |
| 10小时 | 4.2天 | 12.6 | 25 | 75 |
表1
按6，7，8月为92天，4，5，9月为91天，3，10，11月份为92天，12，1，2月份为90计算，完整的一年相当于365小时耐晒。
试验结果如表2所示
表2
由以上试验数据可以明显地看出，使用本发明的复合材料制成的道路设施，其颜色均可以保持4年以上，并且其中具有反光层的，其反光层的颜色也均可以保持5.5年以上。而对市售的路德牌路锥进行相同条件下的测试时，测得其理论褪色时间仅0.5年。因此，使用本发明的复合材料制成的道路设施可以反复使用，极大地节约了经济成本。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。
Claims (8)
1.一种用于道路设施的塑料复合材料，其特征在于，按重量份计，所述塑料复合材料主要由以下原料制成：PVC粒料100份、耐晒颜料1.5-2.5份、钛白粉14-18份、塑化剂15份、热稳定剂2份、润滑剂2份、加工改性剂2份、抗冲击改性剂2份、光稳定剂0.2份以及填料15份；
所述耐晒颜料是AS色酚系列颜料、苯并咪唑酮系颜料、喹丫啶酮系颜料、酞菁系颜料、偶氮缩合系颜料、苝系颜料、苉酮系颜料、异吲哚啉系颜料、异吲哚啉酮系颜料、吡咯并吡咯二酮系颜料、金属络合系颜料和蒽醌系颜料中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的塑料复合材料，其特征在于，所述塑化剂是邻苯二甲酸二异癸酯。
3.一种由权利要求2所述的塑料复合材料制成的道路设施；所述道路设施具有反光层，其中，所述反光层是反光涂层或胶合反光膜，所述胶合反光膜主要由按重量份计的以下成分组成：耐候树脂100份、回归反光颜料25-45份、溶剂40-60份、助剂4-6份。
4.根据权利要求3所述的道路设施，其特征在于，所述道路设施为路锥、路标或水马。
5.根据权利要求4所述的道路设施，其特征在于，所述胶合反光膜主要由按重量份计的以下成分组成：耐候树脂100份、回归反光颜料35份、溶剂50份、助剂5份。
6.一种权利要求3-5中任意一项所述的道路设施的制备方法，所述方法包括以下步骤：
1)将PVC粒料、耐晒颜料、钛白粉、塑化剂、热稳定剂、润滑剂、加工改性剂、抗冲击改性剂、光稳定剂以及填料混合并搅拌均匀；
2)采用注塑方法加工成型，形成耐晒塑料道路设施的本体。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括以下步骤：
制备反光涂层，将制备好的反光涂层喷涂于PET膜上后与所述步骤2)中的本体胶合。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中，使用双螺杆挤出注塑机进行加工成型。
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