CN108102490B - 一种水性厚浆标线涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及道路标线涂料技术领域，具体涉及一种水性厚浆标线涂料及其制备方法。该涂料由水性丙烯酸乳液、水性分散剂、硅铝类多孔微球、无机填料、氯化石蜡、水性聚乙烯蜡乳液、二氯甲烷、乙醇、水、硅酸锂、硅酸钠、食用碱、氯化钠、偶联剂、成膜助剂、颜料组成；各原料在限定的用量范围内协同作用，制备的厚浆标线涂料固含量高，干燥速度快，渗透性强，与地面结合力强、强度高，耐铲雪、抗车辙，常温条件下即可进行刮敷施工。本发明制备方法，限定各原料的混料顺序、加热温度和搅拌时间，并在一定压力条件下进行乳化剪切，制备的厚浆标线涂料稳定性好，进一步提高涂料制备标线的干燥速度、与地面的结合力和标线强度。

Description

一种水性厚浆标线涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及道路标线涂料技术领域，具体涉及一种水性厚浆标线涂料及其制备方法。

背景技术

公路、高速公路、城市道路、机场及码头等路面的道路分界线、横道线及安全带等标志线，是疏导交通、指导车辆运行、行人安全及判断交通违章事故的重要标志。由于道路铺率的急剧增加，对路面的标志涂料提出了更高的要求。目前，在道路标线涂料中应用最为广泛的是常温型道路标线涂料。常温性道路标线涂料以其生产工艺简单和施工应用方便而得到广泛应用。但一般的常温型道路标线涂料因其固体含量低，道路标线涂的涂层较薄(一般仅为0.1～0.3mm)，难以保证涂层的硬度和强度，无法粘附足够多的玻璃反光珠，进而无法达到夜晚反光效果，使用寿命短(一般仅为3个月左右)，致使道路标线划线施工频繁，既影响交通运作，又增加了施工划线的人力物力。目前使用的一些厚浆型道路标线涂料因其固含量高(一般为65％以上)，且具反光性能，使用寿命长，但是传统的厚浆型道路标线涂料均需要预先加热才能使用的溶剂型厚浆涂料，虽然后续也研究开发出水性厚浆涂料，但是往往存在干燥速度慢，施工周期长，影响车辆通行。

因此，需要针对应用于道路标线的水性厚浆涂料的配方和工艺方法进行改进，提高其干燥、固含量、使用寿命等性能。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种水性厚浆标线涂料，固含量高，形成的标线涂层易干燥、路面结合力强、抗车辙性能优异、使用寿命长。

同时，本发明还在于提供一种水性厚浆标线涂料的制备方法。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：

一种水性厚浆标线涂料，由以下重量份数的原料制备而成：水性丙烯酸乳液20～30份、水性分散剂2～5份、硅铝类多孔微球5～10份、无机填料40～50份、氯化石蜡6～8份、水性聚乙烯蜡乳液2～3份、二氯甲烷5～8份、乙醇2～3份、水8～10份、硅酸锂1～1.5份、硅酸钠0.5～1份、食用碱1～1.5份、氯化钠1～1.5份、偶联剂2～5份、成膜助剂2～5份、颜料5～8份。

可选的，所述水性丙烯酸乳液的固含量为40～50％；水性聚乙烯蜡乳液固含量为40～50％。

可选的，所述水性分散剂多已内配多元醇-多乙烯亚胺嵌段共聚物与油酸钠按照1：2质量比的混合物。

可选的，所述无机填料为石英砂、二氧化硅、滑石粉、碳酸钙、白刚玉中的一种或两种及两种以上与反光玻璃微珠的混合物。

可选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

可选的，所述成膜助剂为醇酯-12。

可选的，所述颜料为钛白粉。

上述水性厚浆标线涂料的制备方法，包括以下操作步骤：

1)向反应釜中加入水性丙烯酸乳液，加热至50～60℃，然后加入氯化石蜡、食用碱、氯化钠和偶联剂，混合搅拌0.5～1小时；

2)降低温度至40～45℃后，加入水性聚乙烯蜡乳液、硅酸锂、硅酸钠，混合搅拌0.5～1小时；

3)升温至50～55℃后，加入硅铝类多孔微球和1/3的水，混合搅拌分散0.5～1小时；

4)降低温度至20～25℃，加入无机填料、二氯甲烷、乙醇、成膜助剂、颜料和剩余的水，混合搅拌0.5～1小时，然后再加压乳化剪切0.5～1小时，即完成。

可选的，步骤4)中所述加压乳化剪切的压力为0.15～0.18MPa，乳化剪切采用高速剪切乳化匀质机在2800～2900rpm的转速下进行乳化剪切。

本发明水性厚浆标线涂料，各原料在限定的用量范围内协同作用，制备的厚浆标线涂料固含量高，干燥速度快，渗透性强，与地面结合力强、强度高，耐铲雪、抗车辙，常温条件下即可进行刮敷施工。

本发明水性厚浆标线涂料的制备方法，限定各原料的混料顺序、加热温度和搅拌时间，并在一定压力条件下进行乳化剪切，制备的厚浆标线涂料稳定性好，固态物质能够长时间的稳定分散，并提高各原料的融合状态，提高各原料之间的相互配合作用，进一步提高涂料制备标线的干燥速度、与地面的结合力和标线强度。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

一种水性厚浆标线涂料，由以下重量份数的原料制备而成：水性丙烯酸乳液25份、多已内配多元醇-多乙烯亚胺嵌段共聚物1份、油酸钠2份、硅铝类多孔微球8份、石英砂25份、二氧化硅5份、白刚玉10份、反光玻璃微珠2份、氯化石蜡7份、水性聚乙烯蜡乳液2.5份、二氯甲烷6份、乙醇2.5份、水9份、硅酸锂1.2份、硅酸钠0.7份、食用碱1.2份、氯化钠1.3份、硅烷偶联剂3份、醇酯-12 3份、钛白粉7份；其中水性丙烯酸乳液的固含量为42.5％；水性聚乙烯蜡乳液固含量为46.5％。

上述水性厚浆标线涂料的制备方法，包括以下操作步骤：

1)向反应釜中加入水性丙烯酸乳液，加热至55℃，然后加入氯化石蜡、食用碱、氯化钠和硅烷偶联剂，混合搅拌0.7小时；

2)降低温度至42℃后，加入水性聚乙烯蜡乳液、硅酸锂、硅酸钠，混合搅拌0.8小时；

3)升温至52℃后，加入硅铝类多孔微球和1/3的水，混合搅拌分散0.7小时；

4)降低温度至22℃，加入石英砂、二氧化硅、白刚玉、反光玻璃微珠、二氯甲烷、乙醇、醇酯-12、钛白粉和剩余的水，混合搅拌0.7小时，然后采用高速剪切乳化匀质机在0.16MPa的压力下，2885rpm转速下乳化剪切0.7小时，即完成。

实施例2

一种水性厚浆标线涂料，由以下重量份数的原料制备而成：水性丙烯酸乳液20份、多已内配多元醇-多乙烯亚胺嵌段共聚物0.7份、油酸钠0.14份、硅铝类多孔微球5份、石英砂23份、碳酸钙6份、白刚玉8份、反光玻璃微珠3份、氯化石蜡6份、水性聚乙烯蜡乳液2份、二氯甲烷5份、乙醇2份、水8份、硅酸锂1份、硅酸钠0.5份、食用碱1份、氯化钠1份、硅烷偶联剂2份、醇酯-12 2份、钛白粉5份；其中水性丙烯酸乳液的固含量为40.5％；水性聚乙烯蜡乳液固含量为40.3％。

上述水性厚浆标线涂料的制备方法，包括以下操作步骤：

1)向反应釜中加入水性丙烯酸乳液，加热至50℃，然后加入氯化石蜡、食用碱、氯化钠和硅烷偶联剂，混合搅拌0.5小时；

2)降低温度至40℃后，加入水性聚乙烯蜡乳液、硅酸锂、硅酸钠，混合搅拌0.5小时；

3)升温至50℃后，加入硅铝类多孔微球和1/3的水，混合搅拌分散0.5小时；

4)降低温度至20℃，加入石英砂、碳酸钙、白刚玉、反光玻璃微珠、二氯甲烷、乙醇、醇酯-12、钛白粉和剩余的水，混合搅拌0.7小时，然后采用高速剪切乳化匀质机在0.15MPa的压力下，2800rpm转速下乳化剪切0.7小时，即完成。

实施例3

一种水性厚浆标线涂料，由以下重量份数的原料制备而成：水性丙烯酸乳液30份、多已内配多元醇-多乙烯亚胺嵌段共聚物1.7份、油酸钠3.4份、硅铝类多孔微球10份、石英砂30份、二氧化硅5份、滑石粉3份、白刚玉10份、反光玻璃微珠2份、氯化石蜡8份、水性聚乙烯蜡乳液3份、二氯甲烷8份、乙醇3份、水10份、硅酸锂1.5份、硅酸钠1份、食用碱1.5份、氯化钠1.5份、硅烷偶联剂5份、醇酯-12 5份、钛白粉8份；其中水性丙烯酸乳液的固含量为49.2％；水性聚乙烯蜡乳液固含量为48.9％。

上述水性厚浆标线涂料的制备方法，包括以下操作步骤：

1)向反应釜中加入水性丙烯酸乳液，加热至60℃，然后加入氯化石蜡、食用碱、氯化钠和硅烷偶联剂，混合搅拌1小时；

2)降低温度至45℃后，加入水性聚乙烯蜡乳液、硅酸锂、硅酸钠，混合搅拌1小时；

3)升温至55℃后，加入硅铝类多孔微球和1/3的水，混合搅拌分散1小时；

4)降低温度至25℃，加入石英砂、二氧化硅、滑石粉、白刚玉、反光玻璃微珠、二氯甲烷、乙醇、醇酯-12、钛白粉和剩余的水，混合搅拌1小时，然后采用高速剪切乳化匀质机在0.18MPa的压力下，2900rpm转速下乳化剪切1小时，即完成。

上述实施例1～3中提供的标线涂料的颜料为钛白粉用于形成白色标线，也可以根据实际标线颜色的需要选择其他颜色的颜料，如铅铬黄等。

对比例1

本对比例标线涂料与实施例1不同的是调整多已内配多元醇-多乙烯亚胺嵌段共聚物与油酸钠的质量比为2：1，其他同实施例1。

对比例2

本对比例标线涂料与实施例1不同的是省去多已内配多元醇-多乙烯亚胺嵌段共聚物，调整油酸钠的用量为3份，其他同实施例1。

对比例3

本对比例标线涂料与实施例1不同的是省去油酸钠，调整多已内配多元醇-多乙烯亚胺嵌段共聚物3份，其他同实施例1。

对比例4

本对比例标线涂料与实施例1不同的是省去氯化石蜡，其他同实施例1。

对比例5

本对比例标线涂料与实施例1不同的是省去氯化石蜡、硅酸锂和硅酸钠，其他同实施例1。

对比例6

本对比例标线涂料与实施例1不同的是省去氯化石蜡、硅酸锂、硅酸钠、食用碱，其他同实施例1。

对比例7

本对比例标线涂料与实施例1不同的是省去氯化石蜡、硅酸锂、硅酸钠、食用碱和氯化钠，其他同实施例1。

对比例8

本对比例标线涂料与实施例1不同的是，其制备过程中步骤3)升温至55℃后，加入硅铝类多孔微球和全部的水，混合搅拌分散1小时，其他同实施例1。

对比例9

本对比例标线涂料与实施例1不同的是，其制备过程中步骤3)升温至55℃后，加入硅铝类多孔微球和全部的水，混合搅拌分散1小时，其他同实施例1。

对比例10

本对比例标线涂料与实施例1不同的是，其制备过程中步骤3)升温至55℃后，加入硅铝类多孔微球和1/4的水，混合搅拌分散1小时，其他同实施例1。

对比例11

本对比例标线涂料与实施例1不同的是，其制备过程中步骤3)中不进行升温操作，直接加入硅铝类多孔微球和1/3的水，混合搅拌分散1小时，其他同实施例1。

试验例

试验方法：选择同一区域的沥青试验路面，在该路面上分别采用常温刮敷的方式涂刷实施例1、对比例1～11制备的标线涂料形成标线，标线厚度相同，对不同标线涂料形成标线的各项性能采用国标方法进行检测，结果如下表1所示：

表1

试验验证实施例2和实施例3制备的涂料形成标线的各项性能与实施例基本等同。

由上述表1所示的数据可知，实施例1涂料形成标线的各项性能均优于对比例1～3，对比例1～3与实施例1的不同在于水性分散剂的选择不同，由此可见分散剂能够影响涂料的各原料的分散融合性能，本发明通过选择合适的分散剂组成，将多已内配多元醇-多乙烯亚胺嵌段共聚物和油酸钠按照一定的比例复配使用，与其他组分协同作用，提升各原料的相互融合作用效果，提升涂料形成标线的综合性能；

实施例1涂料形成标线的强度、耐磨性能和耐水性能均优于对比例4优于对比例5优于对比例6优于对比例7，实施例1涂料形成标线与路面结合力强，由此可见本发明通过加入氯化石蜡、硅酸锂、硅酸钠、食用碱和氯化钠结合使用，相互之间产生协同作用，提升涂料的渗透性能，进而提高涂料形成标线与路面的结合力，提升标线的强度、耐磨性能和耐水性能；

实施例1涂料形成标线的表干速率和干燥放行速率明显优于对比例8～11，由此可见本发明通过限定硅铝类多孔微球的加入方式，加入时加水量，以及加入过程中的温度控制条件，提升涂料形成标线的干燥速率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种水性厚浆标线涂料，其特征在于，由以下重量份数的原料制备而成：水性丙烯酸乳液20～30份、水性分散剂2～5份、硅铝类多孔微球5～10份、无机填料40～50份、氯化石蜡6～8份、水性聚乙烯蜡乳液2～3份、二氯甲烷5～8份、乙醇2～3份、水8～10份、硅酸锂1～1.5份、硅酸钠0.5～1份、食用碱1～1.5份、氯化钠1～1.5份、偶联剂2～5份、成膜助剂2～5份、颜料5～8份；所述水性分散剂为多已内配多元醇-多乙烯亚胺嵌段共聚物与油酸钠按照1：2质量比的混合物；

所述的水性厚浆标线涂料的制备方法，包括以下操作步骤：

1)向反应釜中加入水性丙烯酸乳液，加热至50～60℃，然后加入氯化石蜡、食用碱、氯化钠和偶联剂、水性分散剂，混合搅拌0.5～1小时；

2)降低温度至40～45℃后，加入水性聚乙烯蜡乳液、硅酸锂、硅酸钠，混合搅拌0.5～1小时；

3)升温至50～55℃后，加入硅铝类多孔微球和1/3的水，混合搅拌分散0.5～1小时；

4)降低温度至20～25℃，加入无机填料、二氯甲烷、乙醇、成膜助剂、颜料和剩余的水，混合搅拌0.5～1小时，然后再加压乳化剪切0.5～1小时，即完成。

2.如权利要求1所述的水性厚浆标线涂料，其特征在于，所述水性丙烯酸乳液的固含量为40～50％；水性聚乙烯蜡乳液固含量为40～50％。

3.如权利要求1所述的水性厚浆标线涂料，其特征在于，所述无机填料为石英砂、二氧化硅、滑石粉、碳酸钙、白刚玉中的一种或两种及两种以上与反光玻璃微珠的混合物。

4.如权利要求1所述的水性厚浆标线涂料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

5.如权利要求1所述的水性厚浆标线涂料，其特征在于，所述成膜助剂为醇酯-12。

6.如权利要求1所述的水性厚浆标线涂料，其特征在于，所述颜料为钛白粉。

7.如权利要求1所述的水性厚浆标线涂料，其特征在于，步骤4)中所述加压乳化剪切的压力为0.15～0.18MPa，乳化剪切采用高速剪切乳化匀质机在2800～2900rpm的转速下进行乳化剪切。