CN112831301A - 一种高反光的环保型彩色防滑路面及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高反光的环保型彩色防滑路面及其制备方法。所述方法为：首先修补清扫路面；然后摊铺环保型彩色防滑路面胶粘剂，在胶粘剂上撒布彩色陶瓷颗粒；待胶粘剂固化后，喷涂环保型彩色防滑路面面层保护剂，喷涂后3‑5min内撒布路面标线用玻璃珠。所述的环保型彩色防滑路面胶粘剂是经过聚氨酯增韧改性的，断裂伸长率和抗剪切强度具有较好的匹配性，铺设的彩色防滑路面抗裂性能和耐疲劳性能有了显著提升。面层保护剂的使用有效地提升了彩色防滑路面陶瓷颗粒的抗剥落能力，也进一步提升了环保型彩色防滑路面的抗水损能力。玻璃珠的撒布，有效地提升了彩色防滑路面的逆反射系数，为彩色防滑路面在雨天和夜晚提供更高的安全指示。

Description

一种高反光的环保型彩色防滑路面及其制备方法

技术领域

本发明属于路面养护技术领域，具体涉及一种高反光的环保型彩色防滑路面及其制备方法。

背景技术

随着公路建设的发展，道路环保、高效、多功能化、定制化、个性化和安全化成为了新的发展趋势。目前的彩色路面中可以广泛应用行车道路的主要以彩色防滑路面为主。这类型路面具有抗磨耗、防滑、交通警示和美化环境等多种功能。但是随着彩色防滑路面的应用场所的逐步推开，广泛应用于旅游景区、公园步道、长下坡、急转弯、隧道出入口、机场跑道、公交车道、收费站出入口、停车场等场所，而不同类型的场所需要不同类型的功能需要，除了防滑和警示的作用以外，还需要其他一些辅助功能。

目前的彩色防滑路面应用的在不同场景中应用时还不能根据场景需求实现定制化的工能需要，主要还是以传统的防滑和警示为主。为了将彩色防滑路面应用于高速公路、山区弯道和山路时，既能起到防滑警示的作用，还能起到道路标线和标志的指示、引导和警戒的作用，那么就需要对彩色路面进行功能化改造。目前的彩色路面环保性能不足，且施工后开裂掉粒严重，也导致其难以附加其他新的功能和作用。

为了将彩色路面更好地应用于山区公路和高速公路，需要将道路标线的功能集成到彩色防滑路面中。因此制备一种节能环保、施工便捷、粘接强度和断裂伸长率适中且可以有效地防止陶瓷颗粒过早脱落的基础上，整合道路标线的指示和引导的功能，且可以适用于我国沥青路面现状的环保型彩色防滑路面具有重要的现实意义。

发明内容

为了有效的克服目前水性环氧树脂收缩率大且断裂伸长率不足而引起的彩色防滑路面开裂问题，以及早期掉粒严重导致彩色防滑路面磨耗性能不足的问题，同时整合了道路标线的指示和引导的作用，本发明开发了一种高反光的环保型彩色防滑路面及其制备方法。

所述的高反光的环保型彩色防滑路面的制备方法为：

1)将施工的路面清理吹扫干净，施工地面需清洁、无油污、无粉化、无明水、无浮灰；对基面破损部位用环氧砂浆进行补修，混凝土表面须清洁干燥、坚固；

2)将100质量份环保型彩色防滑路面胶粘剂A组分、150质量份环保型彩色防滑路面胶粘剂B组分、100质量份自来水和10质量份颜料混合，在1000-1500rpm转速下搅拌3-5min后倾倒在施工路面上，摊铺开后撒布粒径为1-3mm的彩色陶瓷颗粒，直至彩色陶瓷颗粒完全覆盖住环保型彩色防滑路面胶粘剂为止；固化24h以上，用扫帚将表面未完全粘结的彩色陶瓷颗粒清扫干净，并用路面吹扫工具吹扫；

3)按质量比为1.2-1.5:2将环保型彩色防滑路面面层保护剂A组分和环保型彩色防滑路面面层保护剂B组分混合均匀，喷涂于路面表面；喷涂后3-5min内，通过人工撒布或者分布筛均匀地抛洒路面标线用玻璃珠，洒布量为200-350g/m²，待实干以后即得到高反光的环保型彩色防滑路面。

所述的环保型彩色防滑路面胶粘剂A组分的制备方法为:

1)将蓖麻油、聚乙二醇2000、碳酸二甲酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯在40℃抽真空干燥箱中干燥去除其中的水分，然后放置于CaCl₂的干燥器中，25℃下放置72h；

2)将摩尔量10份的蓖麻油和摩尔量10份的聚乙二醇2000的混合物溶解到摩尔量30份的碳酸二甲酯中，在45℃下搅拌均匀直至完全溶解，然后在N₂保护下，升温至70℃，3000rpm机械搅拌反应3h，N₂出口设置5℃的冷凝回收装置，用于收集蒸发出的碳酸二甲酯；

3)称取摩尔量20份的4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯缓慢滴加到步骤2)的反应混合物中，滴加完毕后保持反应条件不变，继续反应3h，制得反应产物①；

4)称量摩尔量为15份的氢化双酚A型环氧树脂或者六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯置于反应器中，在氮气保护、反应温度为70℃、搅拌速度为1500rpm的条件下添加三氟化硼乙醚，三氟化硼乙醚添加量为氢化双酚A型环氧树脂或者六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯的0.5wt％，搅拌均匀后，缓慢滴加反应产物①，滴加时间为3h，滴加完毕后继续搅拌反应2h，得到反应产物②；

5)将反应产物②加热至80℃，并停止通N₂，在N₂出口的5℃的冷凝回收装置处连接抽真空泵，在3000rpm搅拌速度下恒温恒速抽真空处理，直至没有气泡产生为止得到淡黄色透明粘液物质为反应产物③；

6)向反应产物③中添加摩尔量为85份的双酚A环氧树脂E51，调整反应温度为60℃，调整搅拌速度为3000rpm，拆除抽真空装置，让整个反应设备与大气联通，然后缓慢滴加去离子水30min-2h，滴加完成后保持温度和搅拌速度继续反应30min，得到固含量为50wt％的改性环氧树脂乳液；

7)向步骤6)得到的改性环氧树脂乳液中添加质量分数均为0.5％的稳定剂和流平剂，继续搅拌15min后呈现均质的乳白色乳液，即为环保型彩色防滑路面胶粘剂A组分。

所述的环保型彩色防滑路面胶粘剂B组分的制备步骤包括：

1)称取摩尔量70份的甲基环戊二胺与摩尔量10份的聚醚胺在反应器中，加热至60℃搅拌混合均匀，通氮气保护；

2)将摩尔量80份的四氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯，缓慢滴加到步骤1)的反应器中，滴加完成后继续保持在60℃下搅拌12h，搅拌速度为1500rpm，直至变为棕黄色粘稠液体；

3)将摩尔量20份的己二醇二缩水甘油醚缓慢滴加到步骤2)的产物中，滴加完成后继续保持在60℃下搅拌8h，搅拌速度为1500rpm；

4)保持温度和转速不变，缓慢滴加去离子水到步骤3)的产物中，配制成固含量为50wt％的棕黄色均质液体，滴加完毕后持续搅拌直至不起沫无拉丝现象，即得到环保型彩色防滑路面胶粘剂B组分。

所述的环保型彩色防滑路面面层保护剂A组分的制备步骤包括：

1)将蓖麻油、三羟甲基丙烷、碳酸二甲酯、HMDI、甲基丙烯酸羟乙酯、双羟甲基丁酸在40℃抽真空干燥箱中干燥去除其中的水分，然后放置于CaCl₂的干燥器中，25℃下放置72h；

2)将摩尔量为60份的HMDI放置于反应器中，调整反应温度为70-75℃，搅拌速度为1500rpm，通N₂保护，N₂出口设置5℃的冷凝回收装置，然后缓慢滴加溶解有摩尔量为3份的三羟甲基丙烷和摩尔量为7份的蓖麻油的碳酸二甲酯溶液，滴加完成后继续反应1h；

3)调整反应温度至60℃，将摩尔量为18份的甲基丙烯酸羟乙酯滴加到步骤2)的反应器中，滴加时间为1h，搅拌速度为3000rpm；

4)进一步降低反应温度至40℃，然后保持搅拌速度不变，向步骤3)的产物中添加过硫酸钾，然后缓慢的滴加摩尔量为54份的MMA单体，滴加时间为1h，滴加完成后迅速加入苯酚，苯酚的添加量是MMA质量的0.5％；

5)搅拌速度调整为3000rpm，反应温度调整为60℃，将摩尔量8份的双羟甲基丁酸滴加到步骤4)的产物中，滴加完毕后继续反应1h，然后一次性加入摩尔量为8份的三乙胺搅拌30min，通过抽真空加热的方式去除反应物中多余的碳酸二甲酯溶剂，直至粘稠液体不再有气泡产生；

6)添加去离子水调整固含量为50wt％，添加消泡剂后搅拌均匀，即得环保型彩色路面面层保护剂A组分。

所述的环保型彩色路面面层保护剂B组分的制备步骤包括：

1)将摩尔量40份六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯放置于反应器中，调整反应温度至60℃，搅拌速度1500rpm，通氮气保护，滴加摩尔量15份的聚醚胺D400，制得环氧树脂预聚物；

2)称取摩尔量50份的蓖麻油，加入三氟化硼乙醚，三氟化硼乙醚的质量为蓖麻油质量的0.5％，然后搅拌均匀后调整反应温度为60℃，通氮气保护，搅拌速度调整为1500rpm；

3)将步骤1)制备的环氧树脂预聚物缓慢滴加到步骤2)的混合物中，滴加时间2h，保持在60℃下搅拌反应6h，搅拌速度为1500rpm，滴加DMC调整产物的粘度；

4)保持反应温度和搅拌速度不变，向步骤3)的产物中滴加摩尔量为20份的经过DMPA接枝改性的HMDI，滴加完毕后继续反应1h；

5)保持温度和转速不变，一次性加入摩尔量为20份的三乙醇胺中和步骤4)的产物，然后抽真空去除多余的DMC，直至反应物液体中无气泡产生为止，然后缓慢滴加去离子水，配制成固含量为50wt％的分散液，滴加完毕后持续搅拌直至不起沫无拉丝现象，即得到环保型彩色路面面层保护剂B组分。

环保型彩色防滑路面胶粘剂的合成中：

需要严格控制加料速度和反应温度，尤其是在聚氨酯预聚反应和聚氨酯改性环氧树脂的过程中，加料速度和反应温度是影响实验成功的关键，温度和搅拌速度不合适会引发凝胶或者爆聚反应。

在聚氨酯改性环氧树脂完成后，有机溶剂碳酸二甲酯需要抽真空回收，如果回收不干净，会引起后续乳化过程出现分层、乳化不完全以及乳液粘度过大等问题。在环保型彩色防滑路面胶粘剂B组分制备过程中，采用四氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯可以提升B组分与A组分中E51的相容性，有利于胶粘剂固化过程中双组份的更快速反应，而且四氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯相比于E51具有更好地空间转动能力，且不饱和键的存在也提升了胶黏剂固化反应完成后整个体系的抗水损能力要优于直链缩水甘油酯。

在环保型彩色防滑路面面层保护剂的合成过程中：

需要控制反应温度和反应速度，聚氨酯的聚合过程中不得添加聚氨酯催化剂，防止催化剂残留导致的产品存储稳定性不足，以及后期样品粘度提升导致喷涂机难以施工的问题。实验过程中采用HMDI型异氰酸酯既可以防止苯环结构的异氰酸酯的紫外老化导致的黄化粉化，同时HMDI相比于苯环结构的异氰酸酯反应活性较低，有更长的操作时间，但是相比于HDI而言反应活性更高，避免了实干时间过长的问题。

在MMA接枝改性聚氨酯预聚体时，需要控制反应温度和搅拌速度，让MMA自由基聚合所放出的热量及时散发出去，同时控制MMA添加速度，防止出现爆聚导致预聚物出现凝胶，反应完毕后添加少量的苯酚可以有效地阻止聚氨酯预聚体重端链中未完全反映的丙烯酸根进一步自聚导致体系不稳定。

面层保护剂A和B组分中进行预聚的过程主要是由于异氰酸酯和蓖麻油反应活性较低且分子量较小，不预聚容易导致施工后难以成膜，聚合度低导致面层保护剂反应不完全。

TMP和蓖麻油均具有接枝改性的作用，但是引入蓖麻油主要是为了提升预聚体的分子量，TMP含量太低是容易导致交联反应的节点密度降低导致强度较差，TMP含量过高容易引起预聚体软端分子量太短，聚合物的韧性和延展性较差，因此综合使用需求选择了TMP和蓖麻油摩尔比为3:7。

本发明的优势在于：

1.本发明制备的环保型彩色防滑路面胶粘剂是经过聚氨酯增韧改性的，而且经过聚氨酯增韧改性的水性环氧树脂具有良好的增韧效果，断裂伸长率和抗剪切强度相比于市售水性环氧树脂有了显著提高；抗拉强度、断裂伸长率和抗剪切强度有较好的匹配性，使得所制备彩色防滑路面抗裂性能和耐疲劳性能有了显著提升；

2.所制备的聚氨酯接枝改性过的环氧树脂过程中引入了大分子量的PEG结构，使得其具有一定的乳化能力，可以将E51乳化为稳定乳液，但是相比于现有的水性环氧树脂中的乳化剂乳化能力较差，主要是因为聚氨酯改性环氧树脂中亲水基团所占分子量相对较低，因为较多的亲水基团引入会使得最终产品的抗水损能力显著衰减，因此满足乳化能力时尽量少的引入亲水分子连段；

3.聚氨酯改性环氧树脂中引入了HMDI和精炼蓖麻油，且环氧树脂采用的氢化双酚A型环氧树脂具有了更好地空间活动能力和旋转能力，使得环保型彩色路面胶粘剂断裂伸长率和抗剪切强度性能较优；

4.面层保护剂的使用有效地提升了彩色防滑路面陶瓷颗粒的抗剥落能力也进一步提升了环保型彩色防滑路面的抗水损能力；

5.玻璃珠可以很好地沉入到透明的面层保护剂内部或者部分镶嵌于面层保护剂表面，能够起到雨天和夜间指示交通的作用，同时可以根据道路需求和指示要求，对撒布玻璃珠的图案、形状进行定制化设计。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容并不局限于下面的实施例。

实施例1：

一、环保型彩色防滑路面胶粘剂A组分的制备:

1)将蓖麻油(纯度99.5％)、聚乙二醇2000、碳酸二甲酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(简称HMDI)在40℃抽真空干燥箱中干燥去除其中的水分，然后放置于CaCl₂的干燥器中，25℃下放置72h；

2)将摩尔量10份的蓖麻油和摩尔量10份的聚乙二醇(分子量2000)的混合物溶解到摩尔量30份的碳酸二甲酯中，在45℃的温度下，放置于反应器中，搅拌均匀直至完全溶解，然后给反应器提供99.99％的N₂保护，反应器采用油浴加热，反应温度调整为70℃，机械搅拌速度3000rpm，N₂出口设置5℃的冷凝回收装置，用于收集蒸发出的碳酸二甲酯，该反应过程需要控制反应温度，加快搅拌速度，防止反应过程的放热不能及时散发导致爆聚反应，出现凝胶团聚现象；

3)称取摩尔量20份的4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(简称HMDI)，缓慢滴加到2)的反应器中，滴加速度为10mol/h，滴加完毕后保持反应条件不变，继续反应3h，制得反应产物①；

4)称量摩尔量为15份的六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯置于反应器中，提供氮气保护，反应温度调整到70℃，搅拌速度1500rpm，添加质量分数为六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯0.5％的三氟化硼乙醚，搅拌均匀后，缓慢的滴加反应产物①，滴加时间为3h，滴加完毕后继续搅拌反应2h，得到反应产物②；在该反应过程中需要控制搅拌速度让反应更充分，降低反应温度，防止温度过高导致聚氨酯中的NH-与环氧基反应程度加深，导致聚氨酯改性环氧树脂凝胶固化；

5)将反应产物②加热至80℃，并停止通N₂，在N₂出口的5℃的冷凝回收装置处连接抽真空泵，进行抽真空操作，反应器搅拌速度调整至3000rpm，恒温恒速抽真空处理1h，刚开始反应产物②中有大量气泡产生，直至没有气泡产生为止得到淡黄色透明粘液物质为反应产物③；

6)向反应产物③中添加摩尔量为85份的双酚A环氧树脂E51，调整反应温度为60℃，调整搅拌速度为3000rpm，拆除抽真空装置，让整个反应设备与大气连通，然后缓慢得滴加去离子水，整个滴加过程为30min，滴加完成后保持温度和搅拌速度不变继续搅拌30min，配制成固含量为50％的改性环氧树脂乳液④；

7)向6)中添加质量为④总质量0.5％的稳定剂PVA和0.5％的流平剂烷基改性有机硅氧烷，继续搅拌15min后呈现均质的乳白色乳液为止，即为环保型彩色防滑路面胶粘剂A组分。

二、环保型彩色防滑路面胶粘剂B组分的制备：

1)称取摩尔量70份的甲基环戊二胺(TAC-900)与摩尔量10份的聚醚胺D400在反应器中加热至60℃搅拌混合均匀，通氮气保护；

2)将摩尔量80份的四氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯，缓慢滴加到1)中，滴加速度摩尔量0.5份/min，保持在60℃搅拌12h，搅拌速度为1500rpm，直至液体变为棕黄色粘稠液体；

3)将摩尔量20份的己二醇二缩水甘油醚缓慢滴加到2)中，滴加速度摩尔量0.5份/min，保持在60℃下搅拌8h，搅拌速度为1500rpm，液体的粘度逐步增加，颜色仍然为棕黄色粘稠液体，滴加速度和反应温度不可过快，过快会导致凝胶现象；

4)保持温度和转速不变，缓慢滴加去离子水到3)中，配置成固含量为50％的棕黄色均质液体，滴加完毕后持续搅拌直至不起沫无拉丝现象，即可得到环保型彩色防滑路面胶粘剂B组分。

三、环保型彩色防滑路面面层保护剂A组分的制备：

1)将蓖麻油(纯度99.5％)、三羟甲基丙烷(TMP)、碳酸二甲酯(DMC)、HMDI、甲基丙烯酸羟乙酯和双羟甲基丁酸(DMBA)在40℃抽真空干燥箱中干燥去除其中的水分，然后放置于CaCl₂的干燥器中，25℃下放置72h；

2)将摩尔量为60份的HMDI放置于反应器中，调整反应温度为70℃～75℃，搅拌速度为1500rpm，通N₂保护，N₂出口设置5℃的冷凝回收装置，用于收集蒸发出的碳酸二甲酯(反应温度过高会引起预聚物分子量增加过快，导致后续接枝改性困难，不加催化剂是为了控制反应速度)，然后缓慢滴加溶解有TMP和蓖麻油的DMC溶液(共含有TMP摩尔量为3份，蓖麻油摩尔量为7份)，滴加速度为5摩尔份/h，滴加完成后继续反应1h；

3)调整反应温度至60℃，将摩尔量为18份的甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)滴加到2)中，滴加时间为1h，搅拌速度为3000rpm(降低反应速度，提升放热，防止HEMA自聚)；

4)进一步降低反应温度至40℃，然后保持搅拌速度不变，向3)中添加过硫酸钾，过硫酸钾的质量为HEMA质量的0.5％，然后缓慢的滴加摩尔量为54份的MMA单体，滴加时间为1h，滴加完成后迅速加入苯酚，苯酚的添加量是MMA质量的0.5％(防止经过MMA接枝改性的聚氨酯预聚体发生自由基聚合导致凝胶团聚)；

5)搅拌速度调整为3000rpm，反应温度调整为60℃，将摩尔量8份DMBA滴加到4)中，滴加速度2份/h，滴加完毕后继续反应1h，然后一次性加入摩尔量为8份的三乙胺搅拌30min，然后通过抽真空加热的方式去除反应物中多余的DMC溶剂，直至粘稠液体不再有气泡产生；

6)然后添加去离子水调整固含量为50％，添加总固含量的0.5wt％的聚醚改性有机硅型消泡剂搅拌均匀，即制备成环保型彩色防滑路面面层保护剂A组分。

四、环保型彩色防滑路面面层保护剂B组分的制备：

1)将摩尔量40份六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯放置于反应器中，调整反应温度至60℃，搅拌速度1500rpm，通氮气保护，滴加摩尔量15份的聚醚胺D400，滴加速度为5份/h，制得环氧树脂预聚物；

2)称取摩尔量50份的蓖麻油，加入蓖麻油质量0.5％的三氟化硼乙醚，然后搅拌均匀后调整反应温度为60℃，通氮气保护，搅拌速度调整为1500rpm；

3)将1)制备的环氧树脂预聚物，缓慢滴加到2)中，滴加时间2h，保持在60℃搅拌反应6h，搅拌速度为1500rpm，反应完成后向其中加入DMC调整产物粘度；

4)保持反应温度和搅拌速度不变，向3)中滴加摩尔量为20份的经过DMPA接枝改性的HMDI，滴加速度5份/h，滴加完毕后继续反应1h；

5)保持温度和转速不变，一次性加入摩尔量为20份的三乙醇胺中和4)的产物，然后抽真空去除多余的DMC，直至反应物液体中无气泡产生为止，然后缓慢滴加去离子水，配制成固含量为50％的分散液，滴加完毕后持续搅拌直至不起沫无拉丝现象，即得到环保型彩色防滑路面面层保护剂B组分。

五、高反光的环保型彩色防滑路面的制备：

1)将施工的路面清理吹扫干净，施工地面需清洁、无油污、无粉化、无明水、无浮灰；

2)对基面破损部位用环氧砂浆进行补修，混凝土表面须清洁干燥、坚固；

3)将100质量份环保型彩色防滑路面胶粘剂A组分、150质量份环保型彩色防滑路面胶粘剂B组分、100质量份自来水和10质量份颜料混合；用搅拌器搅拌均匀，搅拌速度为1500rpm，搅拌时间5min，直至乳液呈现均匀的颜料颜色；

4)将配制好的环保型彩色防滑路面胶粘剂倾倒在施工路面上，用留有锯齿状的橡皮刮子(锯齿的宽度2mm，深度为3mm)摊铺开后，等待环保型彩色防滑路面胶粘剂自动流成完全平整；

5)通过自上而下的方式撒布粒径为1～3mm的彩色陶瓷颗粒，直至彩色陶瓷颗粒完全覆盖住环保型彩色防滑路面胶粘剂为止；

6)待环保型彩色防滑路面胶粘剂完全凝固后(≥24h)，用扫帚将表面未完全粘结的彩色陶瓷颗粒清扫干净，并用路面吹扫工具统一吹扫；

7)收完多余集料后，将环保型彩色防滑路面面层保护剂A和B组分按照质量比1.5:2混合，然后添加水调节整个面层保护剂的粘度，通过喷涂机喷涂于路面表面；

8)在刚喷涂完面层保护剂后5min之内，通过人工撒布抛洒路面标线用玻璃珠(应符合GB/T 24722-2009)，洒布量为300g/m²，待实干以后即可制备得到高反光的环保型彩色防滑路面。

上述制备的环保型彩色防滑路面胶粘剂性能评价：

1)将上述配制的环保型彩色防滑路面胶粘剂，留出一部分做力学性能测试，其余部分制备成湿轮磨耗试件。

2)为了更好地测试不同材料制备成的彩色防滑路面寿命，本发明采用加速加载疲劳试验机进行试验，制作原型AC-13沥青混合料试件，厚度5cm，然后在试件表层根据彩色防滑路面施工方法，摊铺彩色防滑路面，并于室温养护后清理表面多余的陶瓷颗粒。称量未摊铺彩色防滑路面的试块的质量m₀，铺设彩色防滑路面且收集完多余集料后试块质量m₁，加速加载疲劳试验完成后将表面悬浮的多余陶瓷颗粒和废料清理干净后，再次称量试件质量m₂，通过质量损失比例来衡量彩色防滑路面的抗疲劳性能。

抗疲劳性能p＝(m₁-m₂)/(m₁-m₀)*100％

3)环保性能测试：通过测试胶粘剂中VOCs含量来评价材料的环保性能；

4)乳液存储稳定性测试：通过3000rpm，30min离心后观察试验分层情况；

5)粘度测试：考察胶粘剂混合后的流动性能，用于考察实际施工性能；

6)固化时间：用于考察施工封闭时间，用于衡量实际施工过程中的开放交通时间；

7)力学性能测试：用于评价材料力学性能及材料收缩率。

对比例1：

常规水性环氧树脂胶粘剂：由质量比1:1的水性环氧树脂乳液(武汉仕全兴新材料科技股份有限公司)和水性环氧树脂固化剂(山东豪耀新材料有限公司)配制，添加5wt％的颜料，搅拌均匀后留出一部分做力学性能测试，其余部分制备成湿轮磨耗试件。不撒布玻璃珠。性能测试方法同实施例1。

对比例2：

聚氨酯胶粘剂：由4:1的3070树脂(河南思德化工科技有限公司)和MDI-50固化剂(万华化学集团股份有限公司)配制，添加5wt％的颜料，搅拌均匀后留出一部分做力学性能测试，其余部分制备成湿轮磨耗试件。不撒布玻璃珠。性能测试方法同实施例1。

对比例3：

MMA胶粘剂：由质量比100:2的MMA树脂(太原筹诚科技有限公司)和过氧化二苯甲酰引发剂制得，添加5wt％的颜料，搅拌均匀后留出一部分做力学性能测试，其余部分制备成湿轮磨耗试件。不撒布玻璃珠。性能测试方法同实施例1。

上述各性能测试结果如下表所示，试验方法参照相关标准。

通过实验中结果可以看出来，经过本发明制备的环保型彩色防滑路面材料性能整体上优于常规水性环氧树脂、聚氨酯，抗疲劳性能不及MMA，但是环保性能优于MMA。

添加面层保护剂后的环保型彩色防滑路面在抗水损和疲劳试验性能上有了显著提升，主要得益于环保型彩色胶粘剂+陶瓷颗粒+面层保护剂形成了三明治结构，使得陶瓷颗粒具有更好地嵌入性，具有更好地抗磨损能力。玻璃珠的撒布，有效地提升了彩色防滑路面的逆反射系数，为彩色防滑路面在雨天和夜晚提供更高的安全指示。

Claims (5)

1.一种高反光的环保型彩色防滑路面的制备方法，其特征在于，所述的制备方法的具体步骤为：

1)将施工的路面清理吹扫干净，施工地面需清洁、无油污、无粉化、无明水、无浮灰；对基面破损部位用环氧砂浆进行补修，混凝土表面须清洁干燥、坚固；

2)将100质量份环保型彩色防滑路面胶粘剂A组分、150质量份环保型彩色防滑路面胶粘剂B组分、100质量份自来水和10质量份颜料混合，在1000-1500rpm转速下搅拌3-5min后倾倒在施工路面上，摊铺开后撒布粒径为1-3mm的彩色陶瓷颗粒，直至彩色陶瓷颗粒完全覆盖住环保型彩色防滑路面胶粘剂为止；固化24h以上，用扫帚将表面未完全粘结的彩色陶瓷颗粒清扫干净，并用路面吹扫工具吹扫；

3)按质量比为1.2-1.5:2将环保型彩色防滑路面面层保护剂A组分和环保型彩色防滑路面面层保护剂B组分混合均匀，喷涂于路面表面；喷涂后3-5min内，通过人工撒布或者分布筛均匀地抛洒路面标线用玻璃珠，洒布量为200-350g/m²，待实干以后即得到高反光的环保型彩色防滑路面。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的环保型彩色防滑路面胶粘剂A组分的制备方法为:

1)将蓖麻油、聚乙二醇2000、碳酸二甲酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯在40℃抽真空干燥箱中干燥去除其中的水分，然后放置于CaCl₂的干燥器中，25℃下放置72h；

2)将摩尔量10份的蓖麻油和摩尔量10份的聚乙二醇2000的混合物溶解到摩尔量30份的碳酸二甲酯中，在45℃下搅拌均匀直至完全溶解，然后在N₂保护下，升温至70℃，3000rpm机械搅拌反应3h，N₂出口设置5℃的冷凝回收装置，用于收集蒸发出的碳酸二甲酯；

3)称取摩尔量20份的4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯缓慢滴加到步骤2)的反应混合物中，滴加完毕后保持反应条件不变，继续反应3h，制得反应产物①；

4)称量摩尔量为15份的氢化双酚A型环氧树脂或者六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯置于反应器中，在氮气保护、反应温度为70℃、搅拌速度为1500rpm的条件下添加三氟化硼乙醚，三氟化硼乙醚添加量为氢化双酚A型环氧树脂或者六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯的0.5wt％，搅拌均匀后，缓慢滴加反应产物①，滴加时间为3h，滴加完毕后继续搅拌反应2h，得到反应产物②；

5)将反应产物②加热至80℃，并停止通N₂，在N₂出口的5℃的冷凝回收装置处连接抽真空泵，在3000rpm搅拌速度下恒温恒速抽真空处理，直至没有气泡产生为止得到淡黄色透明粘液物质为反应产物③；

6)向反应产物③中添加摩尔量为85份的双酚A环氧树脂E51，调整反应温度为60℃，调整搅拌速度为3000rpm，拆除抽真空装置，让整个反应设备与大气联通，然后缓慢滴加去离子水30min-2h，滴加完成后保持温度和搅拌速度继续反应30min，得到固含量为50wt％的改性环氧树脂乳液；

7)向步骤6)得到的改性环氧树脂乳液中添加质量分数均为0.5％的稳定剂和流平剂，继续搅拌15min后呈现均质的乳白色乳液，即为环保型彩色防滑路面胶粘剂A组分。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的环保型彩色防滑路面胶粘剂B组分的制备步骤包括：

1)称取摩尔量70份的甲基环戊二胺与摩尔量10份的聚醚胺在反应器中，加热至60℃搅拌混合均匀，通氮气保护；

2)将摩尔量80份的四氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯，缓慢滴加到步骤1)的反应器中，滴加完成后继续保持在60℃下搅拌12h，搅拌速度为1500rpm，直至变为棕黄色粘稠液体；

3)将摩尔量20份的己二醇二缩水甘油醚缓慢滴加到步骤2)的产物中，滴加完成后继续保持在60℃下搅拌8h，搅拌速度为1500rpm；

4)保持温度和转速不变，缓慢滴加去离子水到步骤3)的产物中，配制成固含量为50wt％的棕黄色均质液体，滴加完毕后持续搅拌直至不起沫无拉丝现象，即得到环保型彩色防滑路面胶粘剂B组分。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的环保型彩色防滑路面面层保护剂A组分的制备步骤包括：

1)将蓖麻油、三羟甲基丙烷、碳酸二甲酯、HMDI、甲基丙烯酸羟乙酯、双羟甲基丁酸在40℃抽真空干燥箱中干燥去除其中的水分，然后放置于CaCl₂的干燥器中，25℃下放置72h；

2)将摩尔量为60份的HMDI放置于反应器中，调整反应温度为70-75℃，搅拌速度为1500rpm，通N₂保护，N₂出口设置5℃的冷凝回收装置，然后缓慢滴加溶解有摩尔量为3份的三羟甲基丙烷和摩尔量为7份的蓖麻油的碳酸二甲酯溶液，滴加完成后继续反应1h；

3)调整反应温度至60℃，将摩尔量为18份的甲基丙烯酸羟乙酯滴加到步骤2)的反应器中，滴加时间为1h，搅拌速度为3000rpm；

4)进一步降低反应温度至40℃，然后保持搅拌速度不变，向步骤3)的产物中添加过硫酸钾，然后缓慢的滴加摩尔量为54份的MMA单体，滴加时间为1h，滴加完成后迅速加入苯酚，苯酚的添加量是MMA质量的0.5％；

5)搅拌速度调整为3000rpm，反应温度调整为60℃，将摩尔量8份的双羟甲基丁酸滴加到步骤4)的产物中，滴加完毕后继续反应1h，然后一次性加入摩尔量为8份的三乙胺搅拌30min，通过抽真空加热的方式去除反应物中多余的碳酸二甲酯溶剂，直至粘稠液体不再有气泡产生；

6)添加去离子水调整固含量为50wt％，添加消泡剂后搅拌均匀，即得环保型彩色路面面层保护剂A组分。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的环保型彩色路面面层保护剂B组分的制备步骤包括：

1)将摩尔量40份六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯放置于反应器中，调整反应温度至60℃，搅拌速度1500rpm，通氮气保护，滴加摩尔量15份的聚醚胺D400，制得环氧树脂预聚物；

2)称取摩尔量50份的蓖麻油，加入三氟化硼乙醚，三氟化硼乙醚的质量为蓖麻油质量的0.5％，然后搅拌均匀后调整反应温度为60℃，通氮气保护，搅拌速度调整为1500rpm；

3)将步骤1)制备的环氧树脂预聚物缓慢滴加到步骤2)的混合物中，滴加时间2h，保持在60℃下搅拌反应6h，搅拌速度为1500rpm，滴加DMC调整产物的粘度；

4)保持反应温度和搅拌速度不变，向步骤3)的产物中滴加摩尔量为20份的经过DMPA接枝改性的HMDI，滴加完毕后继续反应1h；

5)保持温度和转速不变，一次性加入摩尔量为20份的三乙醇胺中和步骤4)的产物，然后抽真空去除多余的DMC，直至反应物液体中无气泡产生为止，然后缓慢滴加去离子水，配制成固含量为50wt％的分散液，滴加完毕后持续搅拌直至不起沫无拉丝现象，即得到环保型彩色路面面层保护剂B组分。