CN105907218A - 一种水性交通线标涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种水性交通标线涂料，其各组份及其质量分数为：颜料8‑12％,核壳聚合乳液15‑30％,二乙烯三胺2‑10％,滑石粉10‑20％,硫酸钡10‑20％,高岭土5‑25％，分散剂1.5‑3.5％,消泡剂0.5‑1.1％,三乙胺2‑4％,甲醇1‑3％,杀菌剂0.4‑0.9％,纳米二氧化硅1‑4％,玻璃微珠5‑10％，防冻剂2％‑5％，去离子水余量。本发明制备的水性交通线标涂料增强了涂层的厚度和耐紫外线能力，可以在空气湿度较大的情况下进行施工而且干燥速度较快。

Description

一种水性交通线标涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料组合物领域，具体地公开了一种水性交通线标涂料及其制备方法。
背景技术
道路交通标线是划设于路面上的各类线条，箭头，文字标记等，具有导向或警示作用的设置，有效引导交通和分散交通流，并将道路基本信息传达给车辆和行人。目前常见的道路交通标线涂料有溶剂型，热熔型和水性。溶剂型道路标线涂料多采用氯化橡胶，环氧树脂和丙烯酸树脂等作为成膜物质，往往需要大量的有机溶剂，而有机溶剂的释放会造成环境污染。热熔型道路标线一般是以石油树脂，天然树脂等作为成膜物质，在常温条件下是粉块状的物质，加热到一定温度熔化成为液体，在涂覆后冷却成膜，加入玻璃珠实现反光。该涂料具有干燥时间短，附着力强，经久耐用等优点，但热熔型标线涂料施工需要加热180℃以上熔化耗能多，涂膜抗紫外线差，易沾染灰尘，重复划线时必须先彻底铲除旧涂层才能施涂新线。水性道路标线涂料以水为溶剂，可以实现清洁生产，对水泥路具有优异的附着力，再次施工不需要清除旧线。但其技术仍在发展中，尚存在许多不足，如色彩不够鲜艳，色牢度不佳，车辆轮胎摩擦和雨水浸泡都会缩短其使用寿命，还有施工受气候影响较大。
发明内容
为了克服现有水性道路交通标线，色彩不够鲜艳，色牢度不佳，车辆轮胎摩擦和雨水浸泡都会缩短其使用寿命等不足等问题，本发明提供一种水性交通线标涂料。
本发明首先提供了一种水性交通标线涂料，其各组份及其质量分数为：颜料8-12％,核壳聚合乳液15-30％,二乙烯三胺2-10％,滑石粉10-20％,硫酸钡10-20％,高岭土5-25％，分散剂1.5-3.5％,消泡剂0.5-1.1％,三乙胺2-4％,甲醇1-3％,杀菌剂0.4-0.9％,纳米二氧化硅1-4％,玻璃微珠5-10％，防冻剂2％-5％，去离子水余量。进一步地，所述聚丙烯酸酯/聚硅烷核壳复合乳液由含有苯乙烯磺酰基三甲氧硅丙基硫醚共聚单体的硅烷利用种子半连续滴加的方法和层包层的聚合原理在80℃下制备获得。
进一步地，所述聚丙烯酸酯/聚硅烷核壳复合乳液的制备方法为：(1)将去离子水和乳化剂混合溶解，依次加入丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸甲酯，和含有苯乙烯磺酰基三甲氧硅丙基硫醚共聚单体的硅烷，在40℃下搅拌15min，得到预乳液；(2)将装有电动搅拌器、回流冷凝管和温度计的四口烧瓶置于恒温水浴锅中，取15％的预乳液和过硫酸铵引发剂溶液快速搅拌并逐渐升温至80℃得到种子乳液；然后加入30％的预乳液和，30％过硫酸铵引发剂溶液，丙烯酸酯，以及双丙酮丙烯酰胺，搅拌15min后在1.5h内逐滴加入剩余预乳液及过硫酸铵溶液，滴加完成后升温至80℃保温1.5h；待体系冷却至60℃，用三乙胺调节pH至9出料，即得聚丙烯酸酯/聚硅烷核壳复合乳液复合乳液。
进一步地，所述含有苯乙烯磺酰基三甲氧硅丙基硫醚共聚单体的硅烷由苯乙烯和磺酰氯制备的苯乙烯磺酰氯和3-巯丙基三甲氧基硅烷在四氢呋喃催化下制得。
进一步地，所述颜料为金红石型钛白粉和/或钛黄。
进一步地，所述分散剂为聚丙烯酸钠盐。
进一步地，所述消泡剂为破泡聚合物和聚硅氧烷溶液。
进一步地，所述防冻剂为丙二醇。
进一步地，所述水性交通线标涂料的制备方法为：(1)在带搅拌器的容器中加入水、钛白粉、分散剂、滑石粉、硫酸钡、高岭土、分散剂、氢氧化铵。混匀后送入锥形磨中研磨，制成细度为40微米左右的色浆；(2)在另一带搅拌器的容器中加入核壳聚合乳液、消泡剂、二甲基乙醇胺、玻璃珠、去离子水、甲醇、纳米二氧化硅、杀菌剂。经高速搅拌混匀后，加入步骤(1)制得的色浆，搅匀后经过滤即制得成品。
本发明用聚丙烯酸酯/聚硅烷核壳复合乳液复合乳液为涂料的主要材料，随着硅烷用量的增加，乳胶膜的吸水率降低，有助于硅烷具有良好的疏水性，较高的硅烷含量会让本发明有更好的耐水性。本发明使用二氧化钛或钛黄为颜料，具有耐高温，着色力好，遮盖力较强以及色彩鲜明的特点。本发明中选择的滑石粉。硫酸钡和高岭土作为填料，能使标线涂料的耐磨性，耐热性，和粘接强度等得到提高，从而减少土层的收缩，防止出现回粘现象。本发明制备的水性交通线标涂料增强了涂层的厚度和耐紫外线能力，可以在空气湿度较大的情况下进行施工而且干燥速度较快。
本发明的有益效果为：
1.色彩鲜艳醒目，干燥速度快，使用效果好；
2.附着力强，耐车辆轮胎摩擦和雨水浸泡，经久耐用；
3.涂层厚度适中，耐紫外线；
4.安全无毒，节能减排，环境友好，保障工作人员身体健康；
5.施工简单可在空气湿度较大的情况下进行，维护容易，对施工时路面的清洁干燥程度要求不高，普遍适用。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
附图1为本发明的水性交通线标涂料的制备方法流程图
具体实施方式
【实施例1】聚丙烯酸酯/聚硅烷核壳复合乳液复合乳液的制备
1.含有苯乙烯磺酰基三甲氧硅丙基硫醚共聚单体的硅烷合成
按照如下方法合成含有苯乙烯磺酰基三甲氧硅丙基硫醚共聚单体的硅烷：
2.核壳聚合乳液的制备
2.1单体预乳化
将一定量的去离子水和乳化剂混合，快速搅拌使其溶解，依次加入丙烯酸丁酯,甲基丙烯酸甲酯，含有苯乙烯磺酰基三甲氧硅丙基硫醚共聚单体的硅烷，在40℃下搅拌15min,得到预乳液。
2.2半连续滴加
将装有电动搅拌器、回流冷凝管和温度计的四口烧瓶置于恒温水浴锅中，取15％的预乳液和APS引发剂溶液快速搅拌并逐渐升温至80℃得到种子乳液。然后加入30％的预乳液和，30％APS引发剂溶液，丙烯酸酯，以及双丙酮丙烯酰胺，搅拌15min后在1.5h内逐滴加入剩余预乳液及APS溶液，滴加完成后升温至80℃保温1.5h；待体系冷却至60℃，用三乙胺调节pH至9出料，即得聚丙烯酸酯/聚硅烷核壳复合乳液复合乳液，该乳液的总固体含量为55％。
【实施例2】水性交通线标涂料的制备
本实施例的水性交通线标涂料的配方为：金红石型钛白粉8％,核壳聚合乳液30％,二乙烯三胺2％,滑石粉10％,硫酸钡10％,高岭土15％，聚丙烯酸钠盐1.5％,破泡聚合物和聚硅氧烷溶液0.5％,三乙胺2％,甲醇1％,杀菌剂0.4％,纳米二氧化硅1％,玻璃微珠5％,丙二醇2％，去离子水加到100％。
请参照附图1，本实施例的水性交通线标涂料的制备方法为：
(1)在带搅拌器的容器中加入水、金红石型钛白粉、分散剂、滑石粉、硫酸钡、高岭土、分散剂、氢氧化铵。混匀后送入锥形磨中研磨，制成细度为40微米左右的色浆。
(2)在另一带搅拌器的容器中加入核壳聚合乳液、消泡剂、二甲基乙醇胺、玻璃珠、去离子水、甲醇、纳米二氧化硅、杀菌剂。经高速搅拌混匀后，加入步骤(1)制得的色浆。搅匀后经过滤即制得成品。固体含量为50％-55％。
使用：本发明的水性交通线标涂料，使用时可在常温下用喷涂、刷涂或辊涂施工。在24-30℃、相对湿度在90％以下，涂膜约20分钟即可完全干燥。
【实施例3】水性交通线标涂料的制备
本实施例的水性交通线标涂料的配方为：钛黄12％,核壳聚合乳液15％,二乙烯三胺7％,滑石粉15％,硫酸钡10％,高岭土5％，聚丙烯酸钠盐3.5％,破泡聚合物和聚硅氧烷溶液1.1％,三乙胺4％,甲醇3％,杀菌剂0.9％,纳米二氧化硅4％,玻璃微珠10％,丙二醇5％，去离子水加到100％。
本实施例的制备方法与实施例2相同
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims (9)

1.一种水性交通标线涂料，其各组份及其质量分数为：颜料8-12％,核壳聚合乳液15-30％,二乙烯三胺2-10％,滑石粉10-20％,硫酸钡10-20％,高岭土5-25％，分散剂1.5-3.5％,消泡剂0.5-1.1％,三乙胺2-4％,甲醇1-3％,杀菌剂0.4-0.9％,纳米二氧化硅1-4％,玻璃微珠5-10％，防冻剂2％-5％，去离子水余量。
2.根据权利要求1所述的水性交通标线涂料，其特征在于，所述聚丙烯酸酯/聚硅烷核壳复合乳液由含有苯乙烯磺酰基三甲氧硅丙基硫醚共聚单体的硅烷利用种子半连续滴加的方法和层包层的聚合原理在80℃下制备获得。
3.根据权利要求2所述的水性交通标线涂料，其特征在于，所述聚丙烯酸酯/聚硅烷核壳复合乳液的制备方法为：(1)将去离子水和乳化剂混合溶解，依次加入丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸甲酯，和含有苯乙烯磺酰基三甲氧硅丙基硫醚共聚单体的硅烷，在40℃下搅拌15min，得到预乳液；(2)将装有电动搅拌器、回流冷凝管和温度计的四口烧瓶置于恒温水浴锅中，取15％的预乳液和过硫酸铵引发剂溶液快速搅拌并逐渐升温至80℃得到种子乳液；然后加入30％的预乳液和，30％过硫酸铵引发剂溶液，丙烯酸酯，以及双丙酮丙烯酰胺，搅拌15min后在1.5h内逐滴加入剩余预乳液及过硫酸铵溶液，滴加完成后升温至80℃保温1.5h；待体系冷却至60℃，用三乙胺调节pH至9出料，即得聚丙烯酸酯/聚硅烷核壳复合乳液复合乳液。
4.根据权利要求2所述的水性交通标线涂料，其特征在于，所述含有苯乙烯磺酰基三甲氧硅丙基硫醚共聚单体的硅烷由苯乙烯和磺酰氯制备的苯乙烯磺酰氯和3-巯丙基三甲氧基硅烷在四氢呋喃催化下制得。
5.根据权利要求1所述的水性交通标线涂料，其特征在于，所述颜料为金红石型钛白粉和/或钛黄。
6.根据权利要求1所述的水性交通标线涂料，其特征在于，所述分散剂为聚丙烯酸钠盐。
7.根据权利要求1所述的水性交通标线涂料，其特征在于，所述消泡剂为破泡聚合物和聚硅氧烷溶液。
8.根据权利要求1所述的水性交通标线涂料，其特征在于，所述防冻剂为丙二醇。
9.权利要求1-5所述的水性交通标线涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)在带搅拌器的容器中加入水、钛白粉、分散剂、滑石粉、硫酸钡、高岭土、分散剂、氢氧化铵。混匀后送入锥形磨中研磨，制成细度为40微米左右的色浆；(2)在另一带搅拌器的容器中加入核壳聚合乳液、消泡剂、二甲基乙醇胺、玻璃珠、去离子水、甲醇、纳米二氧化硅、杀菌剂。经高速搅拌混匀后，加入步骤(1)制得的色浆，搅匀后经过滤即制得成品。
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