CN111944380A - 一种聚合物改性热熔反光标线涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚合物改性热熔反光标线涂料及其制备方法，该聚合物改性热熔反光标线涂料由以下组分制成：高分子聚合物1‑5份，交联剂0.1‑0.5份，促进剂0.1‑0.5份，石油树脂10‑30份，颜料1‑20份，填料1‑60份，玻璃珠18‑25份，增塑剂0.5‑5份，界面剂0.1‑0.5份，以上份数均是重量份数计；本发明解决了热熔标线与路面附着力差的问题，通过化学反应接枝的方法，将低温性能更优的聚合物接枝到树脂上，从而改善热熔反光标线的低温抗裂性能，同时提升石油树脂与聚合物在高温条件下的稳定性，与此同时通过界面剂增加反光标线涂料与沥青路面结合力，界面剂一定程度上可以降低热熔反光标线涂料的热熔施工温度，具有环保节能的特点。
Description
技术领域
本发明涉及道路标线技术领域，特别是涉及一种聚合物改性热熔反光标线涂料及其制备方法。
背景技术
随着公路事业的不断发展，我国公路总里程数已接近300万公里，在公路建设过程中，道路标线具有不可或缺的位置，因为道路标线不仅是车辆各行其道的分界线，同时也是保障交通安全的生命线。据相关单位统计，我国公路标线总量约 4亿平方米至5亿平方米，由于自然及人为原因，道路标线每1-2年需更新一次，因此道路标线的市场体量巨大。
目前，我国道路标线涂料主要有四大类：热熔标线、溶剂型标线、双组份标线、水性标线等。在我国道路标线产品中，热熔标线市场占比约为80%，溶剂型标线市场占比约为15%，双组份标线及水性标线约占比5%；其中，虽然溶剂型标线具有成本低，施工简便快捷、初期醒目、视认性好等优点，但其厚度薄、附着力差、耐磨性差、寿命短、VOC排放大等缺点也较为显著；一般仅在城市道路使用，不适合高速公路、国省道等重交通使用。双组份标线的具有逆反射系数高、厚度薄、耐久型好等优点，但其AB组分需现场配比，对施工工艺及人员要求高，且价格昂贵是限制其大规模推广应用的主要因素。水性标线与路面附着力强，养护时无需对原路面标线进行处理，但其固化时间长，且耐磨性较差，主要作为溶剂型标线的替代品。
热熔标线优点是制作工艺简单、施工简便、不黏胎时间短（小于3分钟），可快速开放交通；且造价较低、性价比较高；其寿命一般24个月左右；其缺点是受温差影响较大，使用期易产生裂缝，且与玻璃珠等的粘附性较差。本发明针对热熔标线易受温差影响产生裂缝的问题，通过聚合物改性的方式生产低温性能优异且粘附性更好的热熔反光标线。热熔标线涂料主要由树脂、颜填料、玻璃珠、增塑剂等组成，其中颜填料为各种颜料和钙粉、砂子等填充料。
以现有技术制备的热熔标线的有以下不足：1、受温差影响大，易产生温缩裂缝；2、与玻璃珠的粘附力不足，易造成逆反光系数的快速下降；3、耐磨性较差；4、涂料与路面的附着力较差。
发明内容
本发明主要解决常规热熔标线与路面附着力差的问题，通过化学反应接枝的方法，将低温性能更优的聚合物接枝到树脂上，从而改善热熔反光标线的低温抗裂性能和与路面的粘结性能，同时提升石油树脂与聚合物的高温稳定性，改善热熔反光标线施工过程中的离析现象，而且制备工艺简单且成本较低。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种聚合物改性热熔反光标线涂料，由以下组分制成：
高分子聚合物1-5份，
交联剂0.1-0.5份，
促进剂0.1-0.5份，
石油树脂10-30份，
颜料1-20份，
填料1-60份，
玻璃珠18 -25份，
增塑剂0.5-5份，
界面剂0.1-0.5份，
以上份数均是重量份数计。
进一步的，所述高分子聚合物为的苯乙烯丁二烯三嵌段共聚物（SBS）、天然橡胶、丁苯橡胶 （SBR）、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）、聚丁二烯（PB）、聚苯乙烯（PS）一种或者几种。
进一步的，所述交联剂为马来酸酐、硫化钾、硫化钠、单质硫、甲基丙烯酸、聚异丁烯的一种或几种。
进一步的，所述促进剂为过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、过氧化二叔丁基、氧化锌、氧化镁的一种或几种。
进一步的，所述增塑剂为聚乙烯蜡、邻苯二甲酸二辛酯、15#白油、26#白油、36#白油的一种或几种。
进一步的，所述界面剂为脂肪酰胺、聚氧乙烯基酰胺，烷基聚丙烯多胺，烷基醚多胺的一种或几种。
进一步的，所述的玻璃微珠的折射率大于1.5。
本发明还提供一种聚合物改性热熔反光标线涂料的制备方法，包括如下步骤：
（1）将石油树脂融化并加热至160-200℃，加入聚合物恒温利用胶体磨剪切20-30 min；
（2）将交联剂与促进剂按比例缓慢加入上述步骤（1）混合物中，在160-200℃的条件下反应30-45min，即得到聚合物改性石油树脂；通过造粒机，将聚合物改性石油树脂制成颗粒状；
（3）将步骤（2）所述的颗粒状聚合物改性石油树脂中加入增塑剂，机械搅拌混合10min；将颜料，填料和玻璃珠，按比例逐步加入，至搅拌均匀，即成品聚合物改性热熔反光标线涂料；
本发明还提供了一种所述的聚合物改性热熔反光标线涂料为原料热熔型反光标线施工工艺，将所述聚合物改性热熔反光标线涂料热熔至150-200℃后用设备直接铺设即可，所述热熔型反光标线厚度为1.5-2.5mm。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的通过对聚合物对石油树脂进行化学接枝改性，将低温性能更优的聚合物接枝到树脂上，从而改善热熔反光标线的低温抗裂性能，并改善热熔反光标线施工过程中的离析现象，与此同时利用界面活性剂的作用，显著提高涂料与路面的粘结性能，并可以降低热熔标线涂料的施工温度10℃以上，具有工艺简单、节能环保及成本较低等特点。
具体实施方式
下列通过给出的本发明的具体实施例及对比例将进一步清楚地了解本发明，但它们不是对本发明的限定。
另外，在本发明的实施例中，聚合物热熔反光标线的软化点试验、涂膜外光试验、不粘胎干燥时间试验、色度性能试验、低温抗裂性能试验均采用《路面标线涂料》（JT/T280-2004）所规定的标准；离析实验参照JTG E20-2011实施。
实施例1：
（1） 将15份C5石油树脂加热至175℃；
（2） 将1份SBS加入上述树脂中，利用胶体磨的剪切分散作用，将SBS与石油树脂混合均匀，剪切时间30min，剪切温度175℃；
（3） 将0.15份单质硫与0.1份过氧化二异丙苯加入上述混合物中，在175℃的条件下恒温反应30min；通过造粒机，将上述聚合物改性石油树脂制成颗粒状。
（4） 将0.5份聚乙烯蜡、1.3份26#白油、0.1份聚氧乙烯基酰胺、4份钛白粉、5份国标1号玻璃珠、20份国标2号玻璃珠、12份石英砂、40份重质碳酸钙依次加入上述热熔状态的聚合物改性石油树脂中，经机械搅拌，即可得到聚合物改性热熔反光标线涂料。
所得聚合物热熔反光标线涂料如的技术指标如表1。
实施例2：
（1） 将30份C5石油树脂加热至180℃；
（2） 将3份SBS加入上述树脂中，利用胶体磨剪切分散作用，将SBS与石油树脂混合均匀，剪切时间30min，剪切温度175℃；
（3） 将0.2份硫化钾与0.1份过氧化二异丙苯加入上述混合物中，在175℃的条件下恒温反应30min；通过造粒机，将上述聚合物改性石油树脂制成颗粒状；
（4） 将0.5份聚乙烯蜡、2份26#白油、0.2份烷基聚丙烯多胺、0.3份烷基醚多胺、4份钛白粉、5份国标1号玻璃珠、20份国标2号玻璃珠、12份石英砂、48份重质碳酸钙依次加入上述热熔状态的聚合物改性石油树脂中，经机械搅拌，即可得到聚合物改性热熔反光标线涂料。
所得聚合物热熔反光标线涂料如的技术指标如表1。
实施例3：
（1） 将10份C5石油树脂加热至175℃；
（2） 将2份SBR加入上述树脂中，利用胶体磨或剪切机的剪切分散作用，将SBR与石油树脂混合均匀，剪切时间20min；
（3） 将0.25份马来酸酐与0.2份过氧化二叔丁基加入上述混合物中，在175℃的条件下恒温反应30min；通过造粒机，将上述聚合物改性石油树脂制成颗粒状。
（4） 将0.5份聚乙烯蜡、1.3份26#白油、0.3份烷基醚多胺、0.2份、4份钛白粉、5份国标1号玻璃珠、20份国标2号玻璃珠、12份石英砂、40份重质碳酸钙依次加入上述颗粒状聚合物改性石油树脂中，经机械搅拌，即可得到聚合物改性热熔反光标线涂料。
所得聚合物热熔反光标线涂料如的技术指标如表1。
对比例1：
在本对比例中，石油树脂未实施聚合物改性的过程，15份C5石油树脂与0.5份聚乙烯蜡、1.3份26#白油、4份钛白粉、5份国标1号玻璃珠、20份国标2号玻璃珠、12份石英砂、40份重质碳酸钙依次加入上述颗粒状聚合物改性石油树脂中，经机械搅拌10min中，即可得到常规热熔反光标线涂料，具体技术指标如表1所示。
对比例2：
在本对比例中，石油树脂未与聚合物发生化学接枝反应，15份C5石油树脂与1份SBS先加热融合，再与0.5份聚乙烯蜡、1.3份26#白油、4份钛白粉、5份国标1号玻璃珠、20份国标2号玻璃珠、12份石英砂、40份重质碳酸钙依次加入上述颗粒状聚合物改性石油树脂中，经机械搅拌10min中，即得到常规热熔反光标线涂料，具体技术指标如表1所示。
表1
| 项目 | 对比例1 | 对比例2 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 软化点 | 103 | 99 | 101 | 97 | 105 |
| 低温抗裂性能 | -8 | -12 | -15 | -18 | -13 |
| 涂膜外观 | 干燥后良好 | 干燥后良好 | 干燥后良好 | 干燥后良好 | 干燥后良好 |
| 亮度因数 | 0.79 | 0.81 | 0.85 | 0.80 | 0.83 |
| 聚合物改性石油树脂离析 | -- | ＞5 | 0.4 | 0.9 | 0.1 |
从表1中可以看出，通过与对比例1的对比，实施例1~3的低温抗裂性能有显著的降低，说明本发明能显著提升热熔反光标线的低温抗裂性能；通过与对比例2的对比，实施例1~3中聚合改性石油树脂的离析均小于1℃，而对比例的离析超过5℃，说明本发明通过接枝反应能显著改善石油树脂与聚合物的高温稳定性。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种聚合物改性热熔反光标线涂料，其特征在于，由以下组分制成：
高分子聚合物1-5份，
交联剂0.1-0.5份，
促进剂0.1-0.5份，
石油树脂10-30份，
颜料1-20份，
填料1-60份，
玻璃珠18 -25份，
增塑剂0.5-5份，
界面剂 0.1-0.5份，
以上份数均是重量份数计。
2.根据权利要求1所述的聚合物改性热熔反光标线涂料，其特征在于，所述高分子聚合物为的苯乙烯丁二烯三嵌段共聚物（SBS）、天然橡胶、丁苯橡胶 （SBR）、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）、聚丁二烯（PB）、聚苯乙烯（PS）一种或者几种。
3.根据权利要求1所述的聚合物改性热熔反光标线涂料，其特征在于，所述交联剂为马来酸酐、硫化钾、硫化钠、单质硫、甲基丙烯酸、聚异丁烯的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的聚合物改性热熔反光标线涂料，其特征在于，所述促进剂为过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、过氧化二叔丁基、氧化锌、氧化镁的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的聚合物改性热熔反光标线涂料，其特征在于，所述增塑剂聚乙烯蜡、邻苯二甲酸二辛酯、15#白油、26#白油、36#白油的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的聚合物改性热熔反光标线涂料，其特征在于，所述界面剂为脂肪酰胺、聚氧乙烯基酰胺、烷基聚丙烯多胺，烷基醚多胺的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的聚合物改性热熔反光标线涂料，其特征在于，所述的玻璃珠的折射率大于1.5。
8.一种根据权利要求1~7任一项所述的聚合物改性热熔反光标线涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将石油树脂融化并加热至160-200℃，加入聚合物恒温利用胶体磨剪切20-30 min；
（2）将交联剂与促进剂按比例缓慢加入上述步骤（1）混合物中，在160-200℃的条件下反应30-45min，并通过造粒机，将聚合物改性石油树脂制成颗粒状；
（3）将步骤（2）所述的颗粒状聚合物改性石油树脂中按比例逐步加入增塑剂，界面剂，颜料，填料和玻璃珠，至搅拌均匀，即聚合物改性热熔反光标线涂料。
9.一种聚合物改性热熔反光标线的施工工艺，以根据权利要求1~7任一项所述的聚合物改性热熔反光标线涂料为原料，其特征在于，将所述聚合物改性热熔反光标线涂料热熔至150-200℃，用设备直接铺设即可，所述热熔型反光标线厚度为1.5-2.5mm。
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