CN109651898A - 一种水性自发光标线涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及化工涂料技术领域，具体公开一种水性自发光标线涂料及其制备方法，包括：水性丙烯酸乳液35‑50份，氟碳乳液5‑10份，水性环氧乳液10‑20份，成膜助剂1‑3份，水性蜡乳液1‑3份，相变材料3‑7份，纳米填料10‑20份，钛白粉10‑20份，乙醇1‑3份，水性分散剂0.1‑0.5份，发光粉5‑10份，去离子水4‑6份。本申请提供的水性自发光标线涂料提高了水性标线涂料的快干性、耐候性、耐磨性、耐污性、粘附性、抗裂性等优点，提高了夜晚的标线辨识度，确保了交通行车安全。

Description

一种水性自发光标线涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及化工涂料技术领域，特别涉及一种水性自发光标线涂料及其制备方法。

背景技术

道路交通标线的主要功能是引导管制车辆在道路上安全的行驶，道路标线的全天候视认性是衡量道路标线涂料性能的重要指标。在高海拔低温地区，由于昼夜温差大，标线的开裂问题较为严重，尤其是常用的热熔型标线，易开裂脱落。

水性标线涂料以水为溶剂，常温施工，无需加热，节约能源，减少排放，安全环保，施工效率高，与玻璃微珠粘结性好，标线反光效果好并持久，使用寿命长，易重涂。与热熔标线相比，水性标线的韧性更好，低温条件下不易开裂。

目前，市场中广泛使用的普通道路标线漆为被动反光型，其在规范驾驶、维护交通安全中发挥了非常重要的作用。但用被动反光型标线漆制作的道路标线在夜间无光照等可视性较弱的环境下因不能反光而失去被辨认性，给交通安全带来极大危害，尤其是山区、乡镇公路等缺少夜间照明设施以及在雨、雾、夜等视线辨别能力差的环境下，普通标线涂料没有灯光照射不能反光，司机、行人等看不到标志标线，容易发生交通事故。蓄能型自发光道路标线可通过“吸光-储光-自发光”的形式进行工作，通过吸收储存日间自然光、机动车辆及各类照明灯光光能，作为夜间和无光线下的发光源，无需其他任何能源，可数小时持续发光，能够显著提高夜间道路交通标线的可辨识度，充分发挥道路标线功能，从而大大降低夜间道路交通事故的发生，同时符合低碳、环保的理念。但现有蓄能自发光标线的抗温差效果差，在高海拔地区的反复昼夜温差下，易老化开裂，从而剥落。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种水性自发光标线涂料。本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种水性自发光标线涂料，所述水性自发光标线涂料包括：

水性丙烯酸乳液35-50份，氟碳乳液5-10份，水性环氧乳液10-20份，成膜助剂1-3份，水性蜡乳液1-3份，相变材料3-7份，纳米填料10-20份，钛白粉10-20份，乙醇1-3份，水性分散剂0.1-0.5份，发光粉5-10份，去离子水4-6份。

可选地，所述水性自发光标线涂料还包括：消泡剂0.1-0.5份，增稠剂0.1-0.5份，水性催干剂0.5-1.5份，多功能助剂0.2-0.5份，抗紫外剂0.1-1份。

可选地，所述相变材料为吸附了聚乙二醇的有机膨润土。

可选地，所述水性丙烯酸乳液为苯丙乳液、纯丙乳液、醋丙乳液中的一种或几种。

可选地，所述氟碳乳液包括丙烯酸酯类和氟树脂共聚物阴离子型乳液，其固含量为40-50％。

可选地，所述水性自发光标线涂料中还包括水性环氧固化剂；所述水性环氧乳液和所述水性环氧固化剂的含量比为55-45:55-45。

可选地，所述水性环氧固化剂包括水性环氧固化剂HTW208，GCA01，GCA02中的一种。

可选地，所述消泡剂为水性消泡剂OS-5201、聚醚类消泡剂OS-5201、FoamStar A10中的任意一种或多种。

第二方面，本发明提供一种水性自发光标线涂料的制备方法，包括步骤：

1)备料：量取重量份：水性丙烯酸乳液35-50份，氟碳乳液5-10份，水性环氧乳液10-20份，成膜助剂1-3份，水性蜡乳液1-3份，相变材料3-7份，纳米填料10-20份，钛白粉10-20份，乙醇1-3份，水性分散剂0.1-0.5份，发光粉5-10份，去离子水4-6份，备用。

2)将称取的水性丙烯酸乳液、氟碳乳液、水性环氧乳液、水性分散剂、成膜助剂加入分散缸中，搅拌均匀。

3)边搅拌边均匀加入已称好的钛白粉、纳米填料，添加完后继续搅拌均匀。

4)将已称取的水性蜡乳液、相变材料、发光粉加入分散缸，搅拌均匀，然后加入已称取的乙醇、去离子水，搅拌均匀。

5)经200目的滤网过滤，滤液静置5分钟，即可装桶，密封包装。

可选地，所述相变材料的制备方法包括步骤：

取膨润土1份，聚乙二醇15份；将聚乙二醇置于烧杯中，水浴加热融化，然后将纳米有机膨润土慢慢加入聚乙二醇中，搅拌直至聚乙二醇分散吸附到膨润土的多孔结构中以得到所述相变材料。

本发明的水性标线涂料采用了水性丙烯酸乳液、氟碳乳液和水性环氧乳液组合作为主要成膜物质，水性丙烯酸乳液使水性标线涂料达到快干的效果，同时具有耐水、耐碱、耐紫外线照射能力好，氟碳乳液提高了水性标线涂料的耐候性、耐污性，水性环氧乳液提高了水性标线涂料的漆膜硬度、耐磨性及与路面的粘附性。三者选择合适的比例，配合使用，提高了水性标线涂料的快干性、耐候性、耐磨性、耐污性、粘附性、抗裂性等优点。铕激活的铝酸锶发光粉发光亮度高、余晖时间长、无放射性、耐热、抗氧化性能好，发光粉吸收日光、车灯光等，夜晚释放光，实现自发光，提高夜晚的标线辨识度，确保了交通行车安全。相变材料在白天温度高时吸收日光的辐射储能，晚上温度较低时放出热量，起到调温均温的作用，减少了高海拔低温地区昼夜温差大，尤其是晚上低温对对标线的损害，减少标线的开裂脱落。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

一种水性自发光标线涂料，该水性自发光标线涂料可应用于高海拔低温地区，该水性自发光标线涂料的组成为：水性丙烯酸乳液35-50份，氟碳乳液5-10份，水性环氧乳液10-20份，成膜助剂1-3份，水性蜡乳液1-3份，相变材料3-7份，纳米填料10-20份，钛白粉10-20份，乙醇1-3份，水性分散剂0.1-0.5份，发光粉5-10份，去离子水4-6份。

还可以包括：消泡剂0.1-0.5份，增稠剂0.1-0.5份，水性催干剂0.5-1.5份，多功能助剂0.2-0.5份，抗紫外剂0.1-1份。

所述水性丙烯酸乳液为快干型苯丙乳液、纯丙乳液、醋丙乳液的一种或几种。

所述氟碳乳液包括特种丙烯酸酯类、特种氟树脂共聚物阴离子型乳液，固含量为40-50％，具有优异的耐候性、耐水性、耐污染性、耐化学品性。所述水性环氧乳液是一种水分散型环氧树脂，具有纯环氧树脂的特性，固含量为50％，环氧当量为200-500。所述水性环氧乳液还包括水性环氧固化剂。水性环氧乳液：水性环氧固化剂为55:45～45:55

所述固化剂可以是水性环氧固化剂HTW208，GCA01，GCA02中的一种。所述的成膜助剂可以是醇酯十二。所述的水性蜡乳液可以是水性聚乙烯蜡乳液。在成膜过程中由于蜡的“漂浮效应”，使得漆膜最上层有蜡的保护，能够提高漆膜抗污染性能，使其具有荷叶自洁功效。成膜后，蜡附在漆膜表面，使其具有疏水、疏油性能，能在刮风、下雨自然条件下灰尘等自动离开漆膜。所述的相变材料包括吸附了聚乙二醇的有机膨润土。

所述的相变材料制备方法如下：纳米有机水性系列膨润土1份，聚乙二醇15份。将聚乙二醇置于烧杯中，用水浴加热融化，然后将纳米有机膨润土慢慢加入聚乙二醇中，边加边缓慢搅拌。加完后快速搅拌20-40min，聚乙二醇分散吸附到有机膨润土的多孔结构中，即得相变材料。

所述的消泡剂可以是水性消泡剂OS-5201、聚醚类消泡剂OS-5201、FoamStar A10中的一种。

所述的增稠剂可以是罗门哈斯ASE-60。

所述的纳米填料可以是纳米碳化硅，粒径为800nm。其具有化学稳定性高，耐磨，耐高温，耐腐蚀，耐酸碱溶剂等优点。

所述的钛白粉可以是金红石型钛白粉R800。所述的乙醇为95％工业乙醇。所述的发光粉可以是铕激活的铝酸锶发光粉。所述的抗紫外剂包括水性紫外线吸收剂UV-106。

所述的水性分散剂为日本诺普科SN-5027、陶氏CF-32中的一种。具有改善涂料的储存稳定性、增加光泽和流平性等特点，对钛白粉、滑石粉、碳酸钙、氧化锌、立德粉、高岭土、群青等各种无机颜(填)料都具有良好的分散效果。

所述的水性催干剂为深圳吉田化工J2503，金汇利HD-CG01，OG421中的一种。

多功能助剂为陶氏AMP-95多功能助剂，上海神诺C-328多功能助剂中的一种。

本发明还提供了一种水性自发光标线涂料的制备方法，具体如下：

1)备料：将所需的各种原料按配方准确称量，备用。

2)将称取的水性丙烯酸乳液、氟碳乳液、水性环氧乳液、水性分散剂、成膜助剂、消泡剂，加入分散缸中，(200r/min)低速搅拌均5分钟，搅拌均匀。

3)提高搅拌速度至400r/min，缓慢均匀加入已称好的钛白粉、纳米填料，添加完后，提高搅拌速度至1000r/min，搅拌15分钟，搅拌均匀。

4)将已称取的水性蜡乳液、增稠剂、相变材料、发光粉、水性催干剂加入分散缸，500r/min搅拌10分钟，搅拌均匀。

5)将已称取的乙醇、去离子水、多功能助剂、抗紫外剂加入分散缸，200r/min搅拌10分钟，搅拌均匀。

6)经200目的滤网过滤，滤液静置5分钟，即可装桶，密封包装。

为达到夜间反光效果，在喷涂高海拔低温地区用水性自发光标线涂料的同时喷撒反光玻璃微珠。

所述的反光玻璃微珠折射率为1.5以上，成圆率为85％以上，粒径范围为400-1000μm。

本发明的有益效果是：

本发明的水性标线涂料采用了水性丙烯酸乳液、氟碳乳液和水性环氧乳液组合作为主要成膜物质，水性丙烯酸乳液使水性标线涂料达到快干的效果，同时具有耐水、耐碱、耐紫外线照射能力好，氟碳乳液提高了水性标线涂料的耐候性、耐污性，水性环氧乳液提高了水性标线涂料的漆膜硬度、耐磨性及与路面的粘附性。三者选择合适的比例，配合使用，提高了水性标线涂料的快干性、耐候性、耐磨性、耐污性、粘附性、抗裂性等优点。铕激活的铝酸锶发光粉发光亮度高、余晖时间长、无放射性、耐热、抗氧化性能好，发光粉吸收日光、车灯光等，夜晚释放光，实现自发光，提高夜晚的标线辨识度，确保了交通行车安全。相变材料在白天温度高时吸收日光的辐射储能，晚上温度较低时放出热量，起到调温均温的作用，减少了高海拔低温地区昼夜温差大，尤其是晚上低温对对标线的损害，减少标线的开裂脱落。

以下结合具体实施例予以详细说明。

实施方案1：

水性涂料配方：

所述水性自发光标线涂料中还包括水性环氧固化剂；所述水性环氧乳液和所述水性环氧固化剂的含量比为55-45:55-45。

所述固化剂为水性环氧固化剂GCA02。

1)备料：将所需的各种原料按配方准确称量，备用。

2)将称取的水性丙烯酸乳液、氟碳乳液、水性环氧乳液、水性分散剂、成膜助剂、消泡剂，加入分散缸中，(200r/min)低速搅拌均5分钟，搅拌均匀。

3)提高搅拌速度至400r/min，缓慢均匀加入已称好的钛白粉、纳米填料，添加完后，提高搅拌速度至1000r/min，搅拌15分钟，搅拌均匀。

4)将已称取的水性蜡乳液、增稠剂、相变材料、发光粉、水性催干剂加入分散缸，500r/min搅拌10分钟，搅拌均匀。

5)将已称取的乙醇、去离子水、多功能助剂、抗紫外剂加入分散缸，200r/min搅拌10分钟，搅拌均匀。

6)经200目的滤网过滤，滤液静置5分钟，即可装桶，密封包装。

实施方案2：

水性涂料配方：

1)去离子水4份

2)所述水性自发光标线涂料中还包括水性环氧固化剂；所述水性环氧乳液和所述水性环氧固化剂的含量比为55-45:55-45。

3)所述固化剂为水性环氧固化剂HTW208。

4)备料：将所需的各种原料按配方准确称量，备用。

5)将称取的水性丙烯酸乳液、氟碳乳液、水性环氧乳液、水性分散剂、成膜助剂、消泡剂，加入分散缸中，(200r/min)低速搅拌均5分钟，搅拌均匀。

6)提高搅拌速度至400r/min，缓慢均匀加入已称好的钛白粉、纳米填料，添加完后，提高搅拌速度至1000r/min，搅拌15分钟，搅拌均匀。

7)将已称取的水性蜡乳液、增稠剂、相变材料、发光粉、水性催干剂加入分散缸，500r/min搅拌10分钟，搅拌均匀。

8)将已称取的乙醇、去离子水、多功能助剂、抗紫外剂加入分散缸，200r/min搅拌10分钟，搅拌均匀。

9)经200目的滤网过滤，滤液静置5分钟，即可装桶，密封包装。

实施方案3：

水性涂料配方：

1)所述水性自发光标线涂料中还包括水性环氧固化剂；所述水性环氧乳液和所述水性环氧固化剂的含量比为55-45:55-45。

所述固化剂为水性环氧固化剂GCA01。

2)备料：将所需的各种原料按配方准确称量，备用。

3)将称取的水性丙烯酸乳液、氟碳乳液、水性环氧乳液、水性分散剂、成膜助剂、消泡剂，加入分散缸中，(200r/min)低速搅拌均5分钟，搅拌均匀。

4)提高搅拌速度至400r/min，缓慢均匀加入已称好的钛白粉、纳米填料，添加完后，提高搅拌速度至1000r/min，搅拌15分钟，搅拌均匀。

5)将已称取的水性蜡乳液、增稠剂、相变材料、发光粉、水性催干剂加入分散缸，500r/min搅拌10分钟，搅拌均匀。

6)将已称取的乙醇、去离子水、多功能助剂、抗紫外剂加入分散缸，200r/min搅拌10分钟，搅拌均匀。

7)经200目的滤网过滤，滤液静置5分钟，即可装桶，密封包装。

为达到夜间反光效果，在喷涂高海拔低温地区用水性自发光标线涂料的同时喷撒反光玻璃微珠。

所述的反光玻璃微珠折射率为1.5以上，成圆率为85％以上，粒径范围为400-1000μm。所述的高海拔低温地区用水性自发光标线涂料施工后，逆反射系数大于300MCD/m2，自发光余晖时间大于12小时。

上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种水性自发光标线涂料，其特征在于，所述水性自发光标线涂料包括：

水性丙烯酸乳液35-50份，氟碳乳液5-10份，水性环氧乳液10-20份，成膜助剂1-3份，水性蜡乳液1-3份，相变材料3-7份，纳米填料10-20份，钛白粉10-20份，乙醇1-3份，水性分散剂0.1-0.5份，发光粉5-10份，去离子水4-6份。

2.如权利要求1所述的水性自发光标线涂料，其特征在于，所述水性自发光标线涂料还包括：消泡剂0.1-0.5份，增稠剂0.1-0.5份，水性催干剂0.5-1.5份，多功能助剂0.2-0.5份，抗紫外剂0.1-1份。

3.如权利要求1或2所述的水性自发光标线涂料，其特征在于，所述相变材料为吸附了聚乙二醇的有机膨润土。

4.如权利要求1所述的水性自发光标线涂料，其特征在于，所述水性丙烯酸乳液为苯丙乳液、纯丙乳液、醋丙乳液中的一种或几种。

5.如权利要求1所述的水性自发光标线涂料，其特征在于，所述氟碳乳液包括丙烯酸酯类和氟树脂共聚物阴离子型乳液，其固含量为40-50％。

6.如权利要求1所述的水性自发光标线涂料，其特征在于，所述水性自发光标线涂料中还包括水性环氧固化剂；所述水性环氧乳液和所述水性环氧固化剂的含量比为55-45:55-45。

7.如权利要求6所述的水性自发光标线涂料，其特征在于，所述水性环氧固化剂包括水性环氧固化剂HTW208，GCA01，GCA02中的一种。

8.如权利要求2所述的水性自发光标线涂料，其特征在于，所述消泡剂为水性消泡剂OS-5201、聚醚类消泡剂OS-5201、FoamStar A10中的任意一种或多种。

9.一种水性自发光标线涂料的制备方法，其特征在于，包括步骤：

1)备料：量取重量份：水性丙烯酸乳液35-50份，氟碳乳液5-10份，水性环氧乳液10-20份，成膜助剂1-3份，水性蜡乳液1-3份，相变材料3-7份，纳米填料10-20份，钛白粉10-20份，乙醇1-3份，水性分散剂0.1-0.5份，发光粉5-10份，去离子水4-6份，备用；

2)将称取的水性丙烯酸乳液、氟碳乳液、水性环氧乳液、水性分散剂、成膜助剂加入分散缸中，搅拌均匀；

3)边搅拌边均匀加入已称好的钛白粉、纳米填料，添加完后继续搅拌均匀；

4)将已称取的水性蜡乳液、相变材料、发光粉加入分散缸，搅拌均匀，然后加入已称取的乙醇、去离子水，搅拌均匀；

5)经200目的滤网过滤，滤液静置5分钟，即可装桶，密封包装。

10.如权利要求9所述的水性自发光标线涂料，其特征在于，所述相变材料的制备方法包括步骤：

取膨润土1份，聚乙二醇15份；将聚乙二醇置于烧杯中，水浴加热融化，然后将纳米有机膨润土慢慢加入聚乙二醇中，搅拌直至聚乙二醇分散吸附到膨润土的多孔结构中以得到所述相变材料。