CN108949001B - 一种环保标线涂料及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种环保标线涂料及其生产方法，该标线涂料的主要原料重量份组成为：丙烯酸树脂170‑230份、改性间戊二烯石油树脂20‑35份、耐黄变聚氨酯预聚体45‑66份、氯化橡胶用量为丙烯酸树脂用量的1/10、石墨粉用量为丙烯酸树脂用量的1/10、长余辉聚氨酯夜光粉28‑40份、颜料30‑40份、填料60‑81份、助剂15‑20份、抗氧剂5‑11份、溶剂245‑320份、扩链剂25‑37份。本发明提供的环保标线涂料综合性能高，尤其耐磨性优异，使用寿命长，在无光条件下可以持续发光，持续时间长，可法对驾驶员形成及时、持续、显著的提醒及警示；本发明提供的环保标线涂料生产方法简单高效，适合工业生产。

Description

一种环保标线涂料及其生产方法
技术领域
本发明属于标线涂料技术领域，尤其涉及一种环保标线涂料及其生产方法。
背景技术
目前国内交通发展越来越快，道路标线已经广泛应用于各等级的公路和机场环境中，是交通出行和交通安全的重要组成部分。
一方面，道路标线保障交通安全需要保障其自身的完整性；但道路标线在交通道路上涂装后不但要经过风吹、日晒、雨淋外，还要经过路面的油污浸渍，车轮的碾压磨损，甚者在北方的冬天还要经常面临防滑链的撕裂，除雪剂的侵蚀等，因此，对标线涂料的粘结强度、耐磨性、抗裂性和柔韧性等提出了更高的要求，尤其是标线涂料的耐磨性能。
另一方面，道路标线保障交通安全需要发挥夜间引导作用；现有技术中的某些道路交通路标线涂料由于添加了反光材料，当行驶车辆的灯光照射到采用该种道路交通路标线涂料所制作的各种路面交通标志时，此些路面交通标志会反射出光线，由此提醒并警示驾驶员，从而减少甚到避免交通事故的发生。然而，由于该种涂料自身在无光源的时候无法发光，必须依赖行驶车辆的灯光，而行驶车辆的灯光照射是极为有限的，距离只有几十米，因此仅借助该种涂料的发光无法对驾驶员形成及时、持续、显著的提醒及警示。
为了弥补现有处方的不足，发明人进行了大量的实验研究，最终确定了本发明。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题与缺陷，本发明的目的是提供一种环保标线涂料。
本发明的另一目的是提供上述环保标线涂料的生产方法。
本发明提供一种环保标线涂料，所述标线涂料的主要原料重量份组成为：丙烯酸树脂170-230份、改性间戊二烯石油树脂20-35份、耐黄变聚氨酯预聚体45-66份、氯化橡胶用量为丙烯酸树脂用量的1/10、石墨粉用量为丙烯酸树脂用量的1/10、长余辉聚氨酯夜光粉28-40份、颜料30-40份、填料60-81份、助剂15-20份、抗氧剂5-11份、溶剂245-320份、扩链剂25-37份。
优选地，所述环保标线涂料的原料重量份组成为：丙烯酸树脂190份、改性间戊二烯石油树脂28份、耐黄变聚氨酯预聚体50份、氯化橡胶19份、石墨粉19份、长余辉聚氨酯夜光粉35份、颜料33份、填料70份、助剂18份、抗氧剂8份、溶剂280份、扩链剂30份。
优选地，所述溶剂由二甲苯、丙酮、乙酸丁酯、异丙醇、二氯甲烷组成，所述二甲苯、丙酮、乙酸丁酯、异丙醇、二氯甲烷的按重量份比68：4：11：8：92。
优选地，所述耐黄变聚氨酯预聚体由14-26重量份的六亚甲基二异氰酸酯和66-75重量份的分子量为1000-3000的聚醚多元醇预聚而成。
优选地，所述扩链剂由4-7重量份二甲硫基甲苯二胺和33-38重量份的分子量为1000的多元醇脱水后合成。
进一步的，本发明提供上述环保标线涂料的生产方法，所述方法包括如下步骤：
1)按重量份将异丙醇、二氯甲烷打入反应釜，开启搅拌后加入上述重量份的氯化橡胶，按重量份将二甲苯、丙酮、乙酸丁酯打入反应釜，搅拌至橡胶完全溶化后，加入上述重量份的丙烯酸树脂和改性间戊二烯石油树脂，根据各阶段物料混合、融化要求，使反应釜转速为300-1440转/分，使丙烯酸树脂完全溶解；
2)将重量份的耐黄变聚氨酯预聚体加入扩链剂中搅拌均匀后，加入抗氧剂及长余辉聚氨酯夜光粉，搅拌均匀得混合物；
3)在步骤1)制备的浆料中，在不超过45℃的温度条件下，在500-1440转/分的转速下加入上述重量份数的石墨粉、颜料、填料、助剂以及步骤2)制备的混合物搅拌15-30分钟，使其分散均匀；
4)在步骤3)将物料分散均匀后通过输送泵或分散釜加压的方式均速将物料输入研磨机，研磨过程中研磨机夹套始终保持冷却降温系统开启冷却状态，控制温度为不超过45℃，待物料研磨至15微米以下后开始成品包装混合均匀后包装。
以上组成原料的重量是以重量份作为配比，在生产时可按照比例增大或减少，如大规模生产可以以公斤为单位，或以吨为单位，小规模生产也可以以克或毫克为单位，重量可以增大或者减小，但各组成之间的重量配比的比例不变。且以上重量配比的比例是经过科学筛选得到的，可以相应调整组成的量的配比，增加或减少不超过100％，效果不变。
有益效果：
本发明提供的环保标线涂料环保，综合性能高，尤其耐磨性优异，使用寿命长，在无光条件下可以持续发光，持续时间长，可法对驾驶员形成及时、持续、显著的提醒及警示；本发明提供的环保标线涂料生产方法简单高效，适合工业生产。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案，下面对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
实施例1
本实施例的标线涂料的原料重量份组成为：丙烯酸树脂190份、改性间戊二烯石油树脂28份、耐黄变聚氨酯预聚体50份、氯化橡胶19份、石墨粉19份、长余辉聚氨酯夜光粉35份、颜料33份、填料70份、助剂18份、抗氧剂8份、溶剂280份和扩链剂30份。
需要说明的是，
其中，溶剂由二甲苯、丙酮、乙酸丁酯、异丙醇、二氯甲烷组成，所述二甲苯、丙酮、乙酸丁酯、异丙醇、二氯甲烷的按重量份比68：4：11：8：92。溶剂的选择和配比并非简单搭配或者常规选择的，而是经过发明人长期大量试验组合的，以此比例生产的表现涂料性能最为优异。
其中，耐黄变聚氨酯预聚体由15份的六亚甲基二异氰酸酯和70份的分子量为1000-3000的聚醚多元醇预聚而成。
其中，扩链剂由5重量份二甲硫基甲苯二胺和36重量份的分子量为1000的多元醇脱水后合成。
其中，填料由碳酸钙粉、硫酸钡、滑石粉混合而成，碳酸钙粉、硫酸钡、滑石粉按重量份比为1:1:3。
其中，颜料为钛白粉、有机黄、铬黄、钼红、永固红、炭黑、铁红、酞青蓝或酞青绿金属络合染料的一种或两种以上的混合物。
其中，助剂包括如下质量分数的原料：DOP增塑剂88％、流平润湿分散剂8％和消泡剂4％。
其中，长余辉聚氨酯夜光粉的制备方法如下：由55％的Nco为10％的聚氨酯预聚体，加入800目透明玻璃粉5％，所述透明玻璃为钠钙硅酸盐玻璃，再加入10％多元醇苯甲酸酯、1％抗氧剂1010、20％的纳米级稀土铝酸盐夜光粉及5％的2，4，6-三(对甲氧基苯乙烯基)-1，3，5-均三嗪，搅拌均匀后加入4％的二甲硫基甲苯二胺，继续搅拌均匀后摊铺成3毫米厚胶板，完全固化后用打粉机制成粉末。其中，抗氧剂1010为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
本发明的聚氨酯橡胶树脂为无色树脂，提高了弹性和透光性，同时通过添加钠钙硅酸盐玻璃，使制备的长余辉聚氨酯夜光粉具有较强的穿透性，即使在下雪天、雾天或道路吸附大量灰尘后，依然可以为夜间的道路标线提供充足的亮度，为夜间的车辆指引方向。多元醇苯甲酸酯作为增塑剂，在长余辉聚氨酯夜光粉中能够起到提高长余辉聚氨酯夜光粉耐候性的作用，延长维持较高发光性能的年限。通过添加抗氧剂1010，能够起到延长余辉时间、提高余辉强度的作用，添加二甲硫基甲苯二胺作为硫化剂，可以与聚氨酯橡胶树脂接触，延长聚氨酯橡胶树脂的分子量，从而提高聚氨酯橡胶树脂的力学性能。添加2，4，6-三(对甲氧基苯乙烯基)-1，3，5-均三嗪作为光转换剂，使其可以同时吸收紫外光和可见光，白天时呈红色，夜晚时则发出黄色的光。
另外，本实施例提供一种环保标线涂料的生产方法，所述方法包括如下步骤：所述方法包括如下步骤：
1)按重量份将异丙醇、二氯甲烷打入反应釜，开启搅拌后加入上述重量份的氯化橡胶，按重量份将二甲苯、丙酮、乙酸丁酯打入反应釜，搅拌至橡胶完全溶化后，加入上述重量份的丙烯酸树脂和改性间戊二烯石油树脂，根据各阶段物料混合、融化要求，使反应釜转速为300-1440转/分，使丙烯酸树脂完全溶解；
2)将重量份的耐黄变聚氨酯预聚体加入扩链剂中搅拌均匀后，加入抗氧剂及长余辉聚氨酯夜光粉，搅拌均匀得混合物；
3)在步骤1)制备的浆料中，在不超过45℃的温度条件下，在500-1440转/分的转速下加入上述重量份数的石墨粉、颜料、填料、助剂以及步骤2)制备的混合物搅拌15-30分钟，使其分散均匀；
4)在步骤3)将物料分散均匀后通过输送泵或分散釜加压的方式均速将物料输入研磨机，研磨过程中研磨机夹套始终保持冷却降温系统开启冷却状态，控制温度为不超过45℃，待物料研磨至15微米以下后开始成品包装混合均匀后包装。
实施例2
本实施例的环保标线涂料，所述标线涂料的主要原料重量份组成为：丙烯酸树脂170份、改性间戊二烯石油树脂20份、耐黄变聚氨酯预聚体45份、氯化橡胶17份、石墨粉17份、长余辉聚氨酯夜光粉28份、颜料30份、填料60份、助剂15份、抗氧剂5份、溶剂245份、扩链剂25份。
其中，耐黄变聚氨酯预聚体由14重量份的六亚甲基二异氰酸酯和66重量份的分子量为1000-3000的聚醚多元醇预聚而成。
其中，扩链剂由4重量份二甲硫基甲苯二胺和33重量份的分子量为1000的多元醇脱水后合成。
本实施例2提供的环保标线涂料的其他各原料以及环保标线涂料的制备方法与实施例1相同。
实施例3
本实施例的环保标线涂料，所述标线涂料的主要原料重量份组成为：丙烯酸树脂230份、改性间戊二烯石油树脂35份、耐黄变聚氨酯预聚体66份、氯化橡胶23份、石墨粉23份、长余辉聚氨酯夜光粉40份、颜料40份、填料81份、助剂20份、抗氧剂11份、溶剂320份、扩链剂37份。
其中，耐黄变聚氨酯预聚体由26重量份的六亚甲基二异氰酸酯和75重量份的分子量为1000-3000的聚醚多元醇预聚而成。
其中，扩链剂由7重量份二甲硫基甲苯二胺和38重量份的分子量为1000的多元醇脱水后合成。
本实施例3提供的环保标线涂料的其他各原料以及环保标线涂料的制备方法与实施例1相同。
对比例1
本实施例的环保标线涂料，所述标线涂料的主要原料重量份组成为：丙烯酸树脂190份、改性间戊二烯石油树脂28份、耐黄变聚氨酯预聚体50份、氯化橡胶7份、石墨粉7份、长余辉聚氨酯夜光粉35份、颜料33份、填料70份、助剂18份、抗氧剂8份、溶剂280份和扩链剂30份。
本对比例1提供的环保标线涂料的其他各原料以及环保标线涂料的制备方法与实施例1相同。
对比例2
本实施例的环保标线涂料，所述标线涂料的主要原料重量份组成为：丙烯酸树脂190份、改性间戊二烯石油树脂28份、耐黄变聚氨酯预聚体50份、氯化橡胶30份、石墨粉30份、长余辉聚氨酯夜光粉35份、颜料33份、填料70份、助剂18份、抗氧剂8份、溶剂280份和扩链剂30份。
本对比例2提供的环保标线涂料的其他各原料以及环保标线涂料的制备方法与实施例1相同。
对比例3
本实施例的环保标线涂料，所述标线涂料的主要原料重量份组成为：丙烯酸树脂190份、改性间戊二烯石油树脂11份、耐黄变聚氨酯预聚体24份、氯化橡胶19份、石墨粉19份、长余辉聚氨酯夜光粉35份、颜料33份、填料70份、助剂18份、抗氧剂8份、溶剂150份和扩链剂22份。
本对比例3提供的环保标线涂料的其他各原料以及环保标线涂料的制备方法与实施例1相同。
对比例4
本实施例的环保标线涂料，所述标线涂料的主要原料重量份组成为：丙烯酸树脂190份、改性间戊二烯石油树脂66份、耐黄变聚氨酯预聚体100份、氯化橡胶19份、石墨粉19份、长余辉聚氨酯夜光粉35份、颜料33份、填料70份、助剂18份、抗氧剂8份、溶剂280份和扩链剂60份。
本对比例4提供的环保标线涂料的其他各原料以及环保标线涂料的制备方法与实施例1相同。
对比例5
本实施例的环保标线涂料，所述标线涂料的主要原料重量份组成为：丙烯酸树脂190份、耐黄变聚氨酯预聚体50份、石墨粉19份、长余辉聚氨酯夜光粉35份、颜料33份、填料70份、助剂18份、抗氧剂8份、溶剂280份和扩链剂30份。
本对比例5提供的环保标线涂料的其他各原料以及环保标线涂料的制备方法与实施例1相同。
对比例6
本实施例的环保标线涂料，所述标线涂料的主要原料重量份组成为：丙烯酸树脂190份、改性间戊二烯石油树脂28份、氯化橡胶19份、石墨粉19份、长余辉聚氨酯夜光粉35份、颜料33份、填料70份、助剂18份、抗氧剂8份、溶剂280份。
本对比例6提供的环保标线涂料的其他各原料以及环保标线涂料的制备方法与实施例1相同。
对比例7
本实施例的标线涂料的原料重量份组成为：改性醇酸树脂190份、改性间戊二烯石油树脂28份、耐黄变聚氨酯预聚体50份、天然橡胶19份、石墨粉19份、长余辉聚氨酯夜光粉35份、颜料33份、填料70份、助剂18份、抗氧剂8份、溶剂280份和扩链剂30份。
本对比例7提供的环保标线涂料的其他各原料以及环保标线涂料的制备方法与实施例1相同。
对比例8
本实施例的标线涂料的原料重量份组成为：丙烯酸树脂190份、改性间戊二烯石油树脂28份、耐黄变聚氨酯预聚体50份、氯化橡胶19份、石墨粉19份、长余辉聚氨酯夜光粉35份、颜料33份、填料70份、助剂18份、抗氧剂8份、溶剂280份和扩链剂30份。
需要说明的是，溶剂由二甲苯、丙酮、乙酸丁酯、异丙醇、二氯甲烷组成，所述二甲苯、丙酮、乙酸丁酯、异丙醇、二氯甲烷的按重量份比92：11：4：8：68。
本对比例8提供的环保标线涂料的其他各原料以及环保标线涂料的制备方法与实施例1相同。
对比例9
本实施例的标线涂料的原料重量份组成为：丙烯酸树脂190份、改性间戊二烯石油树脂28份、耐黄变聚氨酯预聚体50份、氯化橡胶19份、石墨粉19份、颜料33份、填料70份、助剂18份、抗氧剂8份、溶剂280份和扩链剂30份。
本对比例9提供的环保标线涂料的其他各原料以及环保标线涂料的制备方法与实施例1相同。
对比例10
本实施例的标线涂料的原料重量份组成为：丙烯酸树脂190份、改性间戊二烯石油树脂28份、耐黄变聚氨酯预聚体50份、氯化橡胶19份、石墨粉19份、长余辉聚氨酯夜光粉35份、颜料33份、填料70份、助剂18份、抗氧剂8份、溶剂280份和扩链剂30份。
其中，长余辉聚氨酯夜光粉的制备方法如下：由53％的Nco为10％的聚氨酯预聚体，再加入20％多元醇苯甲酸酯、1％抗氧剂1010、20％的纳米级稀土铝酸盐夜光粉及6％的2，4，6-三(对甲氧基苯乙烯基)-1，3，5-均三嗪，继续搅拌均匀后摊铺成3毫米厚胶板，完全固化后用打粉机制成粉末。
本对比例10提供的环保标线涂料的其他各原料以及环保标线涂料的制备方法与实施例1相同。
对比例11
本实施例的标线涂料的原料重量份组成为：丙烯酸树脂190份、改性间戊二烯石油树脂28份、耐黄变聚氨酯预聚体50份、氯化橡胶19份、石墨粉19份、长余辉聚氨酯夜光粉35份、颜料33份、填料70份、助剂18份、抗氧剂8份和溶剂280份。
本对比例11提供的环保标线涂料的其他各原料以及环保标线涂料的制备方法与实施例1相同。
实验例1
对实施例1-3和对比例1-8，进行性能测试，结果如下表1
Figure BDA0001746421290000131
Figure BDA0001746421290000141
实验例2
在纸带磨擦涂覆实施例1-3和对比例1-8对应的标线涂料，通过RCA耐磨试验机在175g力的荷重参数下进行产品耐磨性测试，结果如下表2
测试项目 测试结果(以见底材为限)
实施例1 380次
实施例2 360次
实施例3 362次
对比例1 179次
对比例2 335次
对比例3 304次
对比例4 235次
对比例5 186次
对比例6 295次
对比例7 278次
对比例8 312次
经实验验证，实施例1-3的环保标线涂料相对于对比例1-8具有更好的性能，附着力好、韧性大、强度高、很好的抗冲击性，并且呈现出优良的平流性与防滑性，耐磨性更加突出，其中，实施例1的环保标线涂料性能最优；本发明的环保标线涂料对组份和配比是有严格要求的，不可随意改变，生产方法也是特定的不能改变的，否则得到产品性能满不了要求。
需要说明的是，经过大量试验得出，且氯化橡胶和石墨粉相对于丙烯酸树脂用量比是特定的，只有在这个比例组份的相容性是最好的，得到的环保标线涂料的耐磨性是最好的，不可随意改动，克服了技术偏见。例如，氯化橡胶比例提高，韧性提高，硬度反而大大降低，得到产品的耐磨性反而降低。
实验例3
在道路上涂覆实施例1-3和对比例9-11制备的环保标线涂料，阳光下或灯下照射2小时候测试可以持续发光的时间，每1h检测一次，至余辉强度≤500mcd/m2，记录最大发光时间。按照实施例1和对比例9-11制备的环保标线涂料的发光性能，结果见表3。
Figure BDA0001746421290000151
从表3可以看出，实施例1-3制备的环保标线涂料的夜晚持续发光时间与初始余辉强度均显著优于对比例9-11。本发明的环保标线涂料对组份和配比是有严格要求的，不可随意改变，否则影响环保标线涂料的光学性能；长余辉聚氨酯夜光粉末生产方法也是特定的不能改变的，否则影响环保标线涂料的光学性能。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种环保标线涂料，其特征在于，所述标线涂料的主要原料重量份组成为：丙烯酸树脂170-230份、改性间戊二烯石油树脂20-35份、耐黄变聚氨酯预聚体45-66份、氯化橡胶用量为丙烯酸树脂用量的1/10、石墨粉用量为丙烯酸树脂用量的1/10、长余辉聚氨酯夜光粉28-40份、颜料30-40份、填料60-81份、助剂15-20份、抗氧剂5-11份、溶剂245-320份、扩链剂25-37份；
其中，长余辉聚氨酯夜光粉的制备方法如下：由55％的Nco为10％的聚氨酯预聚体，加入800目透明玻璃粉5％，所述透明玻璃为钠钙硅酸盐玻璃，再加入10％多元醇苯甲酸酯、1％抗氧剂1010、20％的纳米级稀土铝酸盐夜光粉及5％的2，4，6-三(对甲氧基苯乙烯基)-1，3，5-均三嗪，搅拌均匀后加入4％的二甲硫基甲苯二胺，继续搅拌均匀后摊铺成3毫米厚胶板，完全固化后用打粉机制成粉末。
2.根据权利要求1所述的环保标线涂料，其特征在于，所述标线涂料的原料重量份组成为：丙烯酸树脂190份、改性间戊二烯石油树脂28份、耐黄变聚氨酯预聚体50份、氯化橡胶19份、石墨粉19份、长余辉聚氨酯夜光粉35份、颜料33份、填料70份、助剂18份、抗氧剂8份、溶剂280份、扩链剂30份。
3.根据权利要求2所述的环保标线涂料，其特征在于，所述溶剂由二甲苯、丙酮、乙酸丁酯、异丙醇、二氯甲烷组成，所述二甲苯、丙酮、乙酸丁酯、异丙醇、二氯甲烷的按重量份比68：4：11：8：92。
4.根据权利要求2所述的环保标线涂料，其特征在于，所述耐黄变聚氨酯预聚体由14-26重量份的六亚甲基二异氰酸酯和66-75重量份的分子量为1000-3000的聚醚多元醇预聚而成。
5.根据权利要求2所述的环保标线涂料，其特征在于，所述扩链剂由4-7重量份二甲硫基甲苯二胺和33-38重量份的分子量为1000的多元醇脱水后合成。
6.一种如权利要求3所述的环保标线涂料的生产方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
1)按重量份将异丙醇、二氯甲烷打入反应釜，开启搅拌后加入上述重量份的氯化橡胶，按重量份将二甲苯、丙酮、乙酸丁酯打入反应釜，搅拌至橡胶完全溶化后，加入上述重量份的丙烯酸树脂和改性间戊二烯石油树脂，根据各阶段物料混合、融化要求，使反应釜转速为300-1440转/分，使丙烯酸树脂完全溶解；
2)将重量份的耐黄变聚氨酯预聚体加入扩链剂中搅拌均匀后，加入抗氧剂及长余辉聚氨酯夜光粉，搅拌均匀得混合物；
3)在步骤1)制备的浆料中，在不超过45℃的温度条件下，在500-1440转/分的转速下加入上述重量份数的石墨粉、颜料、填料、助剂以及步骤2)制备的混合物搅拌15-30分钟，使其分散均匀；
4)在步骤3)将物料分散均匀后通过输送泵或分散釜加压的方式均速将物料输入研磨机，研磨过程中研磨机夹套始终保持冷却降温系统开启冷却状态，控制温度为不超过45℃，待物料研磨至15微米以下后开始成品包装混合均匀后包装。
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