CN108610846B - 一种高速公路护栏用涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高速公路护栏用涂料，包括：树脂基料、分散剂、流平剂、助溶剂、溶剂、纳米材料、防闪锈剂和消泡剂，制备工艺为：将分散剂、流平剂、助溶剂、溶剂、纳米材料和防闪锈剂混合并分散得到分散液料；将树脂基料加入分散液料并搅拌，并加入消泡剂后继续搅拌即得到涂料。本发明涂料的制备工艺简单，无需特殊大型设备，所制备的高速公路护栏用涂料硬度可达9H以上，耐磨抗刮痕、电气绝缘性能优越，耐高温，耐紫外线老化，防污抗污，方便打理；涂料喷涂操作简便，不用拆卸高速公路护栏，成本低，喷涂后的涂料干燥速度可调。

Description

一种高速公路护栏用涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于化工领域，涉及一种涂料，尤其涉及一种高速公路护栏用涂料及其制备方法。
背景技术
高速公路护栏的主要形式是半钢性护栏，是一种以波纹状钢护栏板相互拼接并由主柱支撑的连续结构。
高速公路护栏的表面处理分为热镀锌和镀锌喷塑两种：热镀锌是将除锈后的钢件浸入500℃左右融化的锌液中，使钢构件表面附着锌层，从而起到防腐的目的，工艺流程为：成品酸洗-水洗-加助镀液-烘干-挂镀-冷却-药化-清洗-打磨-热镀锌完工。热镀锌后的高速公路护栏防腐防刮，锌层厚，抗氧化时间长防腐防锈效果好。镀锌喷塑即静电粉末喷涂，是将塑料粉末喷涂在零件上的一种表面处理方法。利用静电发生器使塑料粉末带电，吸附在铁板表面，然后经过180～220℃的烘烤，使粉末熔化黏附在金属表面，镀锌喷塑的优点是不需稀料，施工对环境无污染，对人体无毒害；涂层外观质量优异，附着力及机械强度强；喷涂施工固化时间短；涂层耐腐耐磨能力高出很多；不需底漆；施工简便，对工人技术要求低；成本低于喷漆工艺；喷涂过程中不会出现喷漆工艺中常见的流淌现象。波形护栏多采用这种技术对表面进行处理，一般情况下，有以下3种方式：1.钢板直接喷塑。2.钢板冷镀锌喷塑。3.钢板热镀锌喷塑，现有的高速公路护栏多采用镀锌喷塑进行表面处理。
由于高速公路护栏表面采用镀锌工艺，所以翻新漆不易直接涂刷，涂刷后附着力不够，造成短时间就会脱落起皮，高速公路护栏陈旧后，大多数只能采取拆除换新。造成二次拆除安装费用增加，人工及运输费用增加，还会造成高速公路交通的不便利。综合费用较高。目前市场的翻新漆表面硬度不够，抗划伤性能差，耐候性，耐久性，抗腐蚀性差，且不具备现场翻新条件，需要对旧护栏就行拆除，对加热热源要求高，不符合国家政策。到目前为止还没有一款可以满足要求的高速公路护栏翻新漆。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种高速公路护栏用涂料及其制备方法，旨在解决现有高速公路护栏用涂料成本高且在进行高速公路护栏表面处理时工艺繁琐的问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高速公路护栏用涂料，以100重量份计，包括以下重量份数的原料：树脂基料45-60份、分散剂0.1-0.2份、流平剂0.1-0.2份、助溶剂0-0.2份、溶剂30-50份、纳米材料5-10份、防闪锈剂0-0.2份，余量为消泡剂。
本发明的有益效果为：本发明所制备的高速公路护栏用涂料硬度可达9H以上，耐磨抗刮痕、电气绝缘性能优越，耐高温，耐紫外线老化，防污抗污，方便打理；涂膜透明度高，光泽度高，镜面度高，润色效果好，防锈、防滑、耐腐蚀、防水疏水、防霉变等性能优越；涂料喷涂操作简便，不用拆卸高速公路护栏，成本低，喷涂后的涂料干燥速度可调，快干10min内表干，也可以慢干。
进一步，树脂材料为水性丙烯酸常温自干树脂、水性自干醇酸树脂、水性自干环氧树脂、水性自干聚氨酯树脂、水性自干陶瓷树脂、水性自干聚脲树脂、水性自干环氧磷酸树脂、水性自干有机硅树脂的任一种或任意几种的混合。本发明采用上述特定的树脂制成的涂料可常温施工常温固化，无需UV或烘烤等固化设备等专业工具、专业技术人员，可大大降低常规生产成本，环保无毒、绿色健康、不污染环境、方便废弃回收，不产生二次成本。
分散剂为：BYK902、BYK2015、BYK141、SN5040、EFKA4050的任一种。
发明人在试验过程中发现，上述分散剂的作为原料制成的涂料润湿效果好，研磨时间短，产出量高，处理后产物具有优良抗絮凝特性，阻止分散粒子的重新聚集。
流平剂为：BYK306、EFKA3777、BNK333、BYK333、TEGO450、SRE3045、DC57的任一种。本发明采用上述型号的流平剂作为原料制成的涂料能有效防止缩孔、橘皮等缺陷的产生，还可以改善涂料的粘结性。
助溶剂为：乙二醇、丙二醇、异丙醇、正丁醇的任一种。本发明采用该助溶剂能有效提高原料在溶剂中的溶解度，毒副作用少，刺激作用小。
溶剂为:丙酮、乙醇、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇乙醚醋酸酯的任一种。
纳米材料为：纳米铝粉、纳米银铝粉、纳米银粉和以球磨湿法所制备的纳米铝银浆的任一种。
所述防闪锈剂为：R-760F、DH-7940、FA-179、K-303、CH 07A、LF 1207的任一种或几种的混合；原料采用上述的特定成分的防闪锈剂制成的涂料不仅具有稳定高效的缓蚀效果和安全方便的管理使用方法，而且在应用开发过程中应适应绿色化学的要求，降低产品的环境负荷。
所述消泡剂为：THIX-278、THIX-108、HD-201、GPE-20、Y-630、Y-623的任一种或几种的混合。
本发明还提供一种高速公路护栏用涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1)将分散剂、流平剂、助溶剂、溶剂、纳米材料和防闪锈剂按重量份数混合并分散得到分散液料；
步骤2)将树脂基料按重量份数加入所述分散液料并搅拌，并按照重量份数加入消泡剂后继续搅拌即得到所述涂料。
本发明高速公路护栏用涂料的制备方法的制备工艺简单，无需特殊大型设备，节省成本且所制备出的涂料喷涂操作简便，喷涂效果好。
进一步，步骤1)中所述分散的转速为800-1200rpm，分散时间为45-60min。
步骤2)中加入树脂基料后的搅拌时间为10min，加入消泡剂后继续搅拌的时间为5min。
采用上述进一步的有益效果为：使涂料中的各组分充分混合分散。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例采用的水性丙烯酸自干树脂、水性自干醇酸树脂、水性自干环氧树脂、水性自干聚氨酯树脂、水性自干陶瓷树脂、水性自干聚脲树脂、水性自干环氧磷酸树脂、水性自干有机硅树脂均可以为深圳市海能化工有限公司所生产的产品。
实施例1
本发明的高速公路护栏用涂料按重量份数计包括：水性丙烯酸常温自干树脂45g、BYK902 0.1g、BYK306 0.1g、乙二醇0.2g、丙酮30g、纳米铝粉5g、R-760F 0.2g，THIX-2780.2g；
上述涂料通过以下方法制备获得：
1)将BYK902、BYK306、乙二醇、丙酮纳米铝粉和R-760F按重量份数混合并在800rpm的转速下分散45min得到分散液料；
步骤2)将水性丙烯酸常温自干树脂按重量份数加入所述分散液料并搅拌10min，并按照重量份数加入THIX-278后继续搅拌5min即得到所述涂料。
对所制备的涂料进行性能检测，检测指标及结果见表1。
表1实施例测试指标、方法及结果
测试指标 测试结果
附着力(画圈法) 1N/cm<sup>2</sup>
耐冲击力(重锤冲击试验) 59kgf.cm
耐盐雾试验(干膜100um，醋酸铜盐水喷雾法) 3000小时表面完好
耐老化试验(滤过的氙弧辐射) 1800小时表面完好
耐湿热试验(水浸渍法) 1800小时表面完好
涂膜硬度(硬度壁测试法) 7h
柔韧性(依照GB1731-1993检测) 1级
耐高低温 -50℃-500℃
毒性试验(动物实验) 符合工业漆安全标准
干燥时间 表干≤30min，实干≤8h
如表1所示，实施例1所制备的涂料硬度大，附着力高，耐磨抗刮痕、耐高温低温，耐紫外线老化，耐腐蚀、防水疏水等性能优越。
实施例2
本发明的高速公路护栏用涂料按重量份数计包括：水性自干醇酸树脂60g、BYK2015 0.2g、EFKA3777 0.2g、丙二醇0.2g、乙醇50g、纳米银铝粉10g、DH-7940 0.2g，THIX-108 0.1g；
上述涂料通过以下方法制备获得：
1)将BYK2015、EFKA3777、丙二醇、乙醇、纳米银铝粉和DH-7940按重量份数混合并在1200rpm的转速下分散60min得到分散液料；
步骤2)将水性自干醇酸树脂按重量份数加入所述分散液料并搅拌10min，并按照重量份数加入THIX-108后继续搅拌5min即得到所述涂料。
对所制备的涂料进行性能检测，检测指标及结果见表2。
表2实施例测试指标、方法及结果
测试指标 测试结果
附着力(画圈法) 1N/cm<sup>2</sup>
耐冲击力(重锤冲击试验) 60kgf.cm
耐盐雾试验(干膜100um，醋酸铜盐水喷雾法) 3000小时表面完好
耐老化试验(滤过的氙弧辐射) 1800小时表面完好
耐湿热试验(水浸渍法) 1800小时表面完好
涂膜硬度(硬度壁测试法) 7h
柔韧性(依照GB1731-1993检测) 1级
耐高低温 -50℃-500℃
毒性试验(动物实验) 符合工业漆安全标准
干燥时间 表干≤30min，实干≤8h
如表2所示，实施例2所制备的涂料硬度大，附着力高，耐磨抗刮痕、耐高温低温，耐紫外线老化，耐腐蚀、防水疏水等性能优越。
实施例3
本发明的高速公路护栏用涂料按重量份数计包括：水性自干环氧树脂50g、BYK1410.15g、BNK333 0.14g、异丙醇0.1g、丙二醇甲醚45g、纳米铝银浆8g、FA-179 0.16g，HD-2010.08g；
上述涂料通过以下方法制备获得：
1)将BYK141、BNK333、异丙醇、丙二醇甲醚、纳米铝银浆和FA-179按重量份数混合并在1000rpm的转速下分散50min得到分散液料；
步骤2)将水性自干环氧树脂按重量份数加入所述分散液料并搅拌10min，并按照重量份数加入HD-201后继续搅拌5min即得到所述涂料。
对所制备的涂料进行性能检测，检测指标及结果见表3。
表3实施例测试指标、方法及结果
测试指标 测试结果
附着力(画圈法) 1N/cm<sup>2</sup>
耐冲击力(重锤冲击试验) 62kgf.cm
耐盐雾试验(干膜100um，醋酸铜盐水喷雾法) 3000小时表面完好
耐老化试验(滤过的氙弧辐射) 1800小时表面完好
耐湿热试验(水浸渍法) 1800小时表面完好
涂膜硬度(硬度壁测试法) 7h
柔韧性(依照GB1731-1993检测) 1级
耐高低温 -50℃-500℃
毒性试验(动物实验) 符合工业漆安全标准
干燥时间 表干≤30min，实干≤8h
如表3所示，实施例3所制备的涂料硬度大，附着力高，耐磨抗刮痕、耐高温低温，耐紫外线老化，耐腐蚀、防水疏水等性能优越。
实施例4
本发明的高速公路护栏用涂料按重量份数计包括：水性自干聚氨酯树脂55g、SN5040 0.14g、BYK333 0.19g、正丁醇0.13g、丙二醇丁醚35g、纳米铝银浆8g、K-303 0.14g，GPE-20 0.1g；
上述涂料通过以下方法制备获得：
1)将SN5040、BYK333、正丁醇、丙二醇丁醚、纳米铝银浆和K-303按重量份数混合并在850rpm的转速下分散60min得到分散液料；
步骤2)将水性自干聚氨酯树脂按重量份数加入所述分散液料并搅拌10min，并按照重量份数加入GPE-20后继续搅拌5min即得到所述涂料。
对所制备的涂料进行性能检测，检测指标及结果见表4。
表4实施例测试指标、方法及结果
测试指标 测试结果
附着力(画圈法) 1N/cm<sup>2</sup>
耐冲击力(重锤冲击试验) 60kgf.cm
耐盐雾试验(干膜100um，醋酸铜盐水喷雾法) 3000小时表面完好
耐老化试验(滤过的氙弧辐射) 1800小时表面完好
耐湿热试验(水浸渍法) 1800小时表面完好
涂膜硬度(硬度壁测试法) 7h
柔韧性(依照GB1731-1993检测) 1级
耐高低温 -50℃-500℃
毒性试验(动物实验) 符合工业漆安全标准
干燥时间 表干≤30min，实干≤8h
如表4所示，实施例4所制备的涂料硬度大，附着力高，耐磨抗刮痕、耐高温低温，耐紫外线老化，耐腐蚀、防水疏水等性能优越。
实施例5
本发明的高速公路护栏用涂料按重量份数计包括：水性自干陶瓷树脂50g、EFKA4050 0.2g、TEGO450 0.1g、乙二醇乙醚醋酸酯45g、纳米铝银浆8g、CH 07A 0.2g、Y-6300.2g；
上述涂料通过以下方法制备获得：
1)将EFKA4050、TEGO450、乙二醇乙醚醋酸酯、纳米铝银浆和CH 07A按重量份数混合并在950rpm的转速下分散56min得到分散液料；
步骤2)将水性自干陶瓷树脂按重量份数加入所述分散液料并搅拌10min，并按照重量份数加入Y-630后继续搅拌5min即得到所述涂料。
对所制备的涂料进行性能检测，检测指标及结果见表5。
表5实施例测试指标、方法及结果
测试指标 测试结果
附着力(画圈法) 1N/cm<sup>2</sup>
耐冲击力(重锤冲击试验) 60kgf.cm
耐盐雾试验(干膜100um，醋酸铜盐水喷雾法) 3000小时表面完好
耐老化试验(滤过的氙弧辐射) 1800小时表面完好
耐湿热试验(水浸渍法) 1800小时表面完好
涂膜硬度(硬度壁测试法) 7h
柔韧性(依照GB1731-1993检测) 1级
耐高低温 -50℃-500℃
毒性试验(动物实验) 符合工业漆安全标准
干燥时间 表干≤30min，实干≤8h
如表5所示，实施例5所制备的涂料硬度大，附着力高，耐磨抗刮痕、耐高温低温，耐紫外线老化，耐腐蚀、防水疏水等性能优越。
实施例6
本发明的高速公路护栏用涂料按重量份数计包括：水性自干聚脲树脂45g、BYK1410.2g、SRE3045 0.2g、异丙醇0.16g、二乙二醇乙醚醋酸酯45g、纳米银粉8g、LF 1207 0.17g，Y-623 0.15g；
上述涂料通过以下方法制备获得：
1)将BYK141、SRE3045、异丙醇、二乙二醇乙醚醋酸酯、纳米银粉和LF1207按重量份数混合并在1100rpm的转速下分散56min得到分散液料；
步骤2)将水性自干聚脲树脂按重量份数加入所述分散液料并搅拌10min，并按照重量份数加入Y-623后继续搅拌5min即得到所述涂料。
对所制备的涂料进行性能检测，检测指标及结果见表6。
表6实施例测试指标、方法及结果
测试指标 测试结果
附着力(画圈法) 1N/cm2
耐冲击力(重锤冲击试验) 60kgf.cm
耐盐雾试验(干膜100um，醋酸铜盐水喷雾法) 3000小时表面完好
耐老化试验(滤过的氙弧辐射) 1800小时表面完好
耐湿热试验(水浸渍法) 1800小时表面完好
涂膜硬度(硬度壁测试法) 7h
柔韧性(依照GB1731-1993检测) 1级
耐高低温 -50℃-500℃
毒性试验(动物实验) 符合工业漆安全标准
干燥时间 表干≤30min，实干≤8h
如表6所示，实施例6所制备的涂料硬度大，附着力高，耐磨抗刮痕、耐高温低温，耐紫外线老化，耐腐蚀、防水疏水等性能优越。
实施例7
本发明的高速公路护栏用涂料按重量份数计包括：水性自干环氧磷酸树脂58g、SN5040 0.13g、DC57 0.15g、乙二醇0.08g、丙二醇丁醚40g、纳米银铝粉5g、R-760F、DH-7940、FA-179以1：1：1的质量比混合的混合物0.02g、GPE-20 0.2g；
上述涂料通过以下方法制备获得：
1)将SN5040、DC57、乙二醇、丙二醇丁醚、纳米银铝粉和、R-760F、DH-7940、FA-179以1：1：1的质量比混合的混合物按重量份数混合并在850rpm的转速下分散45min得到分散液料；
步骤2)将水性自干环氧磷酸树脂按重量份数加入所述分散液料并搅拌10min，并按照重量份数加入GPE-20后继续搅拌5min即得到所述涂料。
对所制备的涂料进行性能检测，检测指标及结果见表7。
表7实施例测试指标、方法及结果
测试指标 测试结果
附着力(画圈法) 1N/cm<sup>2</sup>
耐冲击力(重锤冲击试验) 60kgf.cm
耐盐雾试验(干膜100um，醋酸铜盐水喷雾法) 3000小时表面完好
耐老化试验(滤过的氙弧辐射) 1800小时表面完好
耐湿热试验(水浸渍法) 1800小时表面完好
涂膜硬度(硬度壁测试法) 7h
柔韧性(依照GB1731-1993检测) 1级
耐高低温 -50℃-500℃
毒性试验(动物实验) 符合工业漆安全标准
干燥时间 表干≤30min，实干≤8h
如表7所示，实施例7所制备的涂料硬度大，附着力高，耐磨抗刮痕、耐高温低温，耐紫外线老化，耐腐蚀、防水疏水等性能优越。
实施例8
本发明的高速公路护栏用涂料按重量份数计包括：水性自干有机硅树脂45g、BYK902 0.2g、TEGO450 0.18g、异丙醇0.2g、丙二醇丁醚50g、纳米银铝粉7g、DH-79400.04g、GPE-20 0.2g；
上述涂料通过以下方法制备获得：1)将BYK902、TEGO450、异丙醇、丙二醇丁醚、纳米银铝粉和DH-7940按重量份数混合并在950rpm的转速下分散50min得到分散液料；
步骤2)将水性自干有机硅树脂按重量份数加入所述分散液料并搅拌10min，并按照重量份数加入GPE-20后继续搅拌5min即得到所述涂料。
试验例：
2017年6月6日-6月11日于京藏高速平罗段1000x4米路段采用实施例8的涂料进行涂料喷涂，不拆卸机械喷涂二遍，干膜100um，工期5天完成，其中喷涂漆用时3天，施工人员为3个专业工人。测试指标、方法及结果如表8:
表8试验例测试指标、方法及结果
测试指标 测试结果
附着力(画圈法) 1N/cm<sup>2</sup>
耐冲击力(重锤冲击试验) 60kgf.cm
耐盐雾试验(干膜100um，醋酸铜盐水喷雾法) 3000小时表面完好
耐老化试验(滤过的氙弧辐射) 1800小时表面完好
耐湿热试验(水浸渍法) 1800小时表面完好
涂膜硬度(硬度壁测试法) 7h
柔韧性(依照GB1731-1993检测) 1级
耐高低温 -50℃-500℃
毒性试验(动物实验) 符合工业漆安全标准
干燥时间 表干≤30min，实干≤8h
如表8所示，实施例8所制备的涂料硬度大，附着力高，耐磨抗刮痕、耐高温低温，耐紫外线老化，耐腐蚀、防水疏水等性能优越；涂料喷涂操作简便，不用拆卸高速公路护栏，成本低，喷涂后的涂料干燥速度可调。

Claims (3)

1.一种高速公路护栏用涂料，其特征在于，以100重量份计，包括以下重量份数的原料：树脂基料45-60份、分散剂0.1-0.2份、流平剂0.1-0.2份、助溶剂0-0.2份、溶剂30-50份、纳米材料5-10份、防闪锈剂0-0.2份，余量为消泡剂；
所述树脂基料为：水性自干聚氨酯树脂、水性自干陶瓷树脂、水性自干聚脲树脂、水性自干环氧磷酸树脂、水性自干有机硅树脂的任一种或几种的混合；
所述流平剂为：BYK306、EFKA3777、BNK333、BYK333、TEGO450、DC57的任一种或几种的混合；
所述分散剂为：BYK2015、BYK141、SN5040、EFKA4050的任一种或几种的混合；
所述助溶剂为：乙二醇、丙二醇、异丙醇、正丁醇的任一种或几种的混合；所述纳米材料为粒径为10-50nm的纳米银铝粉、纳米铝银浆、纳米银粉的任一种或几种的混合；
所述溶剂为:丙酮、乙醇、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇乙醚醋酸酯的任一种或几种的混合。
2.一种高速公路护栏用涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)按照权利要求1所述一种高速公路护栏用涂料称取各原料；
步骤2)将分散剂、流平剂、助溶剂、溶剂、纳米材料和防闪锈剂混合并分散得到分散液料；
步骤3)将树脂基料加入所述分散液料并搅拌，再加入消泡剂后继续搅拌即得到所述涂料。
3.根据权利要求2所述的一种高速公路护栏用涂料的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述分散的转速为800-1200rpm，分散时间为45-60min；所述步骤3)中加入树脂基料后的搅拌时间为10min，加入消泡剂后继续搅拌的时间为5min。
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