CN112940579A - 一种耐磨损彩色防滑路面涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及建筑材料技术领域，具体公开了一种耐磨损彩色防滑路面涂料及其制备方法。一种耐磨损彩色防滑路面涂料，包括以下重量份数的原料：聚甲基丙烯酸甲酯树脂30‑45份、聚酰胺树脂20‑30份、着色颜料5‑20份、环氧树脂胶10‑15份、硅酸钠10‑15份、改性云母粉5‑10份、填料60‑100份、助剂5‑10份；其制备方法为：将聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚酰胺树脂、着色颜料、填料和助剂熔融，搅拌均匀后加入环氧树脂胶和硅酸钠混合物熔融并搅拌均匀，冷却得到耐磨损彩色防滑路面涂料。本申请的耐磨损彩色防滑路面涂料涂抹于路面，可以使道路更美观、标识更醒目、行车更安全。

Description

一种耐磨损彩色防滑路面涂料及其制备方法
技术领域
本申请涉及建筑材料技术领域，更具体地说，它涉及一种耐磨损路面防滑涂料及其制备方法。
背景技术
随着机动车的不断增加，以及交通的发展，对于道路的建设不仅仅只需要满足基本的使用功能，还要兼顾安全性和美观性。而彩色防滑路面不仅可以对司机起到警示作用，而且还可起到防滑的作用，可以大大减少交通事故的发生。目前，彩色路面的种类较多，具体包括热拌彩色沥青混凝土路面、彩色乳化沥青稀浆封层、彩色抗滑磨耗层、彩色水泥灌浆沥青路面、彩色沥青乳液混合料和彩色喷漆技术等。
目前彩色道路防滑涂料按组分可分为单组分、双组份和多组分防滑涂料。而目前彩色道路防滑涂料中还存在耐磨性和防滑性能不高的缺点。因此，为了施工方便、更好的提升性能，研制一种防滑性能和耐磨性均较好的彩色路面防滑涂料非常有必要。
发明内容
为了提高路面彩色防滑涂料的防滑性和耐磨性，本申请提供一种耐磨损彩色防滑路面涂料及其制备方法。
第一方面，本申请提供的一种耐磨损彩色防滑路面涂料，采用如下的技术方案：
一种耐磨损彩色防滑路面涂料，包括以下重量份数的原料：聚甲基丙烯酸甲酯树脂30-45份、聚酰胺树脂20-30份、着色颜料5-20份、环氧树脂胶10-15份、硅酸钠10-15份、改性云母粉5-10份、填料60-100份、助剂5-10份。
通过采用上述技术方案，聚甲基丙烯酸甲酯树脂具有良好的机械性能、韧性、绝缘性和耐候性；聚酰胺树脂具有很好的耐热性、耐磨损性以及阻燃性，聚甲基丙烯酸甲酯树脂与聚酰胺树脂两者相互配合，可以增大制备得到的路面涂料的摩擦系数，提升防滑性；环氧树脂胶和硅酸钠的加入可以使涂料的各个组分粘结在一起，更有利于各个组份之间的相互作用；改性云母不仅能够增大摩擦系数增加涂料的摩擦性，使涂料更防滑，而且还能够增加涂料的强度，使得制备得到的涂料更耐磨损。因此，在本申请各个成份相互作用、相互配合，可以使制备得到的涂料更耐磨损以及摩擦系数更大，更防滑。
可选的，所述着色颜料为纳米二氧化钛、氧化锌和氧化铁中的一种或几种。
通过采用上述技术方案，纳米二氧化钛、氧化锌和氧化铁不仅能够为涂料着色，而且还能够提升涂料的防水性能，并且使涂料更耐高温，从而提升涂料的整体性能。
可选的，所述助剂包括以下重量份数的原料：邻苯二甲酸二辛酯2-6份、聚乙烯蜡3-5份。
通过采用上述技术方案，可以增强涂料涂膜的柔软性、提升表面张力和渗透性，并且可以使着色颜料、填料等各个组分在涂料中分散均匀，从而进一步提升涂料的耐磨性和防滑性能。
可选的，所述填料包括以下重量份数的原料：碳酸钙15-30份、碳化硅15-30份、硅石粉15-20份、氧化锌晶须10-20份、聚丙烯树脂粒子5-10份；其中改性云母粉由云母粉经过改性剂改性得到。
通过采用上述技术方案，碳酸钙、碳化硅、硅石粉、氧化锌晶须和聚丙烯树脂粒子的加入，不仅能够提升涂料的摩擦系数，使得涂料表层摩擦力增大，从而提升防滑效果，而且与涂料中其他组份相互配合，相互之间有更高的相容性，从而使防滑性能进一步提升，提升涂料的耐磨性，并有效延长使用寿命。
可选的，所述改性云母粉的改性剂包括以下重量份数的原料：吐温2-4份、氨丙基三乙氧基硅烷1-2份。
通过采用上述技术方案，采用本申请的改性剂对云母粉进行改性，可以增大云母的粒径，并且增强云母的吸附性能，使改性云母表面吸附更多的物质，使得改性后的云母更粗糙，从而使得制备得到的涂料的防滑性能以及耐磨损性能得到进一步的提升。
可选的，所述改性云母粉时，云母粉：改性剂为（3-5）:1，云母粉中加入改性剂，边搅拌边加热至150-250℃，以120-180℃恒温保持0.5-1.5h，过滤并烘干得到改性云母粉。
通过采用上述技术方案，云母粉和改性剂采用合适的比例，能够更好的对云母粉进行改性，使制备得到的涂料的防滑性、耐磨损性能达到最高。
第二方面，本申请提供一种耐磨损彩色防滑路面涂料的制备方法，采用如下的技术方案：
一种耐磨损彩色防滑路面涂料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按重量份数称取聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚酰胺树脂、着色颜料、环氧树脂胶、硅酸钠、改性云母粉、填料、助剂。
（2）将聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚酰胺树脂、着色颜料、填料和助剂熔融，搅拌均匀，得到第一混合物；
（3）将环氧树脂胶和硅酸钠在150-200℃的温度下熔融并搅拌均匀，得到第二混合物；
（4）向第一混合物中加入第二混合物，在200-300℃的温度下搅拌均匀后，冷却得到耐磨损彩色防滑路面涂料。
通过采用上述技术方案，将聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚酰胺树脂、着色颜料、填料和助剂熔融，再与环氧树脂胶和硅酸钠的熔融物混合，可以使得各个成份充分熔融，且能够提升相容性、各个成份之间更好的反应、混合、在涂料中分布更均匀，从而更有利于提升涂料的性能，使得涂料更耐磨损，更防滑。
可选的，步骤（2）中所述的熔融温度是300-500℃，升温速度为30-50℃/min。
通过采用上述技术方案，以30-50℃/min的升温速度，升温至300-500℃进行熔融，可以使基丙烯酸甲酯树脂、聚酰胺树脂、着色颜料、填料和助剂能够充分的熔融、且有利于相互之间反应，更好的发挥各组份的功效，使得制备得到的涂料防滑、耐磨性能好。
可选的，步骤（4）中所述的冷却降温速度为10-20℃/min。
通过采用上述技术方案，采用10-20℃/min的降温速度，缓慢匀速降温，使得涂料中各个组份受热均匀，能够更好的保持各组份之间的相容性，以及各个组分的性能，从而保持制备涂料的高防滑、高耐磨性。
可选的，步骤（4）中所述的冷却温度为25-30℃。
通过采用上述技术方案，将涂料冷却至25-30℃，此种温度下的涂料能够更好的与路面相结合，施工更方便，从而使涂抹于本申请的耐磨损彩色防滑路面涂料其防滑、耐磨性能更好。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚酰胺树脂、着色颜料、环氧树脂胶、硅酸钠、改性云母粉、填料和助剂相结合，由于改性云母粉具有吸附性强的性能，其表面吸附其他组份的物质，增大云母的粒径，因此获得了增大摩擦系数，使得制备得到的路面涂料取得了防滑、耐磨损、寿命长的效果，其施工后在路面上可形成高达5mm的突起涂层，车辆通过时的瞬间可产生振动效果，提醒司机减速行使。
2、本申请中优选采用碳酸钙、碳化硅、硅石粉、氧化锌晶须和聚丙烯树脂粒子作为填料，由于氧化锌晶须具有耐磨、减振、消音、防滑的功效，与碳化硅、硅石粉、聚丙烯树脂粒子相互作用，大大提升了涂料的耐磨和防滑性能。
3、本申请的方法，以30-50℃/min的升温速度，升温至300-500℃的温度将基丙烯酸甲酯树脂、聚酰胺树脂、着色颜料、填料和助剂进行熔融，不仅能够使原料熔融，填料均匀分布于涂料中，与其他原料相互配合、相互反应，使得各个成份之间紧密粘结，防止填料迁移，进一步提升了涂料的耐磨和防滑性能。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
聚甲基丙烯酸甲酯树脂：生产厂家：日本三菱丽阳有限公司，生产型号：10577；
聚酰胺树脂：生产厂家：济南昭合新材料有限公司，生产型号：昭合；
环氧树脂胶：生产厂家：禄丰青青防水材料厂，生产型号：斯温格环氧修补砂浆；
硅酸钠：生产厂家：济南清海化工有限公司，生产型号：水玻璃；
云母粉：生产厂家：石家庄华邦矿产品有限公司，生产型号：ym；
吐温：生产厂家：西安浩天生物工程有限公司，生产型号：吐温；
氨丙基三乙氧基硅烷：生产厂家：湖北科孚乐材料科技有限公司，生产型号：min98%；
碳化硅：生产厂家：河北九星化工产品有限公司，生产型号：SF90；
硅石粉：生产厂家：凌源市红日矿业有限公司，生产型号：红日；
氧化锌晶须：生产厂家：兰州黄河锌镁纳米材料研究所，生产型号：黄河锌品；
聚丙烯树脂粒子：生产厂家：东莞市亚辉塑胶原料有限公司，生产型号：H1500。
实施例
实施例1
一种耐磨损彩色防滑路面涂料，包括以下原料：聚甲基丙烯酸甲酯树脂40kg、聚酰胺树脂25kg、着色颜料15kg、环氧树脂胶12kg、硅酸钠12kg、改性云母粉8kg、填料80kg、助剂8kg。
其中改性云母粉是在12kg云母粉中加入含有吐温2kg和氨丙基三乙氧基硅烷1kg的改性剂，边搅拌边加热至200℃，然后以150℃恒温保持1h，过滤并烘干得到改性云母粉；着色颜料为纳米二氧化钛5kg、氧化锌8kg和氧化铁2kg；填料为碳酸钙20kg、碳化硅20kg、硅石粉18kg、氧化锌晶须15kg、聚丙烯树脂粒子7kg；助剂为邻苯二甲酸二辛酯4kg、聚乙烯蜡4kg。
一种耐磨损彩色防滑路面涂料，其制备方法包括如下步骤： 将聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚酰胺树脂、着色颜料、填料和助剂放入混料机中以40℃/min的升温速度升温至400℃熔融，搅拌均匀后加入在180℃温度下熔融并搅拌均匀的环氧树脂胶和硅酸钠的混合物，并在250℃温度下搅拌均匀后，以15℃/min的速度降温至28℃，得到耐磨损彩色防滑路面涂料。
实施例2
与实施例1的区别：聚甲基丙烯酸甲酯树脂30kg、聚酰胺树脂30kg、着色颜料5kg、环氧树脂胶15kg、硅酸钠10kg、改性云母粉5kg、碳酸钙25kg、碳化硅25kg、硅石粉20kg、氧化锌晶须20kg、聚丙烯树脂粒子10kg、邻苯二甲酸二辛酯2kg、聚乙烯蜡3kg。
实施例3
与实施例1的区别：聚甲基丙烯酸甲酯树脂45kg、聚酰胺树脂20kg、着色颜料20kg、环氧树脂胶10kg、硅酸钠15kg、改性云母粉10kg、碳酸钙25kg、碳化硅25kg、硅石粉20kg、氧化锌晶须20kg、聚丙烯树脂粒子10kg、邻苯二甲酸二辛酯6kg、聚乙烯蜡4kg。
实施例4
与实施例1的区别：改性云母粉是在15kg云母粉中加入含有吐温4kg和氨丙基三乙氧基硅烷1kg的改性剂。
实施例5
与实施例1的区别：改性云母粉是在12kg云母粉中加入含有吐温2kg和氨丙基三乙氧基硅烷2kg的改性剂。
实施例6
与实施例1的区别：改性云母粉是在15kg云母粉中加入含有吐温2kg和氨丙基三乙氧基硅烷1kg的改性剂。
实施例7
与实施例1的区别：将聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚酰胺树脂、着色颜料、填料和助剂放入混料机中以30℃/min的升温速度升温至500℃熔融，搅拌均匀后加入在150℃温度下熔融并搅拌均匀的环氧树脂胶和硅酸钠的混合物，并在300℃温度下搅拌均匀后，以10℃/min的速度降温至30℃，得到耐磨损彩色防滑路面涂料。
实施例8
与实施例1的区别：将聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚酰胺树脂、着色颜料、填料和助剂放入混料机中以50℃/min的升温速度升温至300℃熔融，搅拌均匀后加入在200℃温度下熔融并搅拌均匀的环氧树脂胶和硅酸钠的混合物，并在200℃温度下搅拌均匀后，以20℃/min的速度降温至25℃，得到耐磨损彩色防滑路面涂料。
实施例9
与实施例1的区别：将聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚酰胺树脂、着色颜料、填料和助剂以100℃/min的升温速度升温至300℃熔融，搅拌均匀。
实施例10
与实施例1的区别：将聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚酰胺树脂、着色颜料、填料和助剂放入混料机中以5℃/min的升温速度升温至100℃熔融，搅拌均匀。
实施例11
与实施例1的区别：向熔融并搅拌均匀的聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚酰胺树脂、着色颜料、填料和助剂的混合物中加入在400℃温度下熔融并搅拌均匀的环氧树脂胶和硅酸钠的混合物，并在100℃温度下搅拌均匀后，以50℃/min的速度降温至25℃。
实施例12
与实施例1的区别：向熔融并搅拌均匀的聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚酰胺树脂、着色颜料、填料和助剂的混合物中加入在100℃温度下熔融并搅拌均匀的环氧树脂胶和硅酸钠的混合物，并在500℃温度下搅拌均匀后，以5℃/min的速度降温至25℃。
实施例13
与实施例1的区别：改性云母粉是在12kg云母粉中加入含有吐温0.5kg和氨丙基三乙氧基硅烷2.5kg的改性剂。
实施例14
与实施例1的区别：改性云母粉是在12kg云母粉中加入含有吐温2.6kg和氨丙基三乙氧基硅烷0.4kg的改性剂。
实施例15
与实施例1的区别：改性云母粉是在12kg云母粉中加入含有吐温4kg和氨丙基三乙氧基硅烷2kg。
实施例16
与实施例1的区别：改性云母粉是在12kg云母粉中加入含有吐温1.2kg和氨丙基三乙氧基硅烷0.6kg。
对比例
对比例1
与实施例1的区别：不添加改性云母粉。
对比例2
与实施例1的区别：用云母粉替换为改性云母粉。
对比例3
与实施例1的区别：不添加聚酯酰胺。
对比例4
与实施例1的区别：聚甲基丙烯酸甲酯树脂20kg、聚酰胺树脂30kg。
对比例5
与实施例1的区别：聚甲基丙烯酸甲酯树脂100kg、聚酰胺树脂50kg。
对比例6
与实施例1的区别：改性云母粉添加80kg。
对比例7
与实施例1的区别：改性云母粉添加1kg。
对比例8
先将助剂聚氨酯预聚体( PU) 20kg和环氧树脂( EP) 50kg投入到反应器中，再加入邻苯二甲酸二辛酯5kg、滑石粉20kg、纳米无机阻燃剂5kg、甲苯二异氰酸酯2kg、彩色陶瓷5kg、着色玻璃5kg、着色铝矾土5kg，高速分散2小时，使之混溶均匀，用研磨机将主剂研磨至细度合格后，过滤、包装; 使用时将主剂与固化剂按100:30的比例混合均匀后在适用期内使用。
性能检测试验
检测实施例1-16和对比例1-8的表层摆值（BPN）、抗弯拉强度、耐变形性。
检测方法/试验方法
表层摆值（BPN）采用摆式仪法测量；抗弯拉强度按照JTG40-2011的检测标准进行检测；耐变形性按照《交通部彩色防滑路面标准JTT_712—2008》的5.4.3中的方法进行检测。
表1路面涂料性能检测
BPN 抗弯拉强度（MPa） 耐变形性（％）
实施例1 85.59 7.18 95.26
实施例2 84.37 7.09 94.83
实施例3 84.66 7.13 94.65
实施例4 83.76 7.02 93.51
实施例5 84.08 7.04 94.12
实施例6 83.93 7.11 93.92
实施例7 84.02 7.09 94.05
实施例8 83.87 7.12 94.26
实施例9 75.76 6.48 80.13
实施例10 70.28 6.15 81.42
实施例11 70.49 6.03 80.35
实施例12 71.14 6.09 80.09
实施例13 65.37 5.62 72.39
实施例14 63.42 5.73 72.06
实施例15 64.97 5.21 70.37
实施例16 65.36 5.98 71.64
对比例1 59.13 4.83 66.37
对比例2 60.73 4.72 63.15
对比例3 67.36 5.28 69.35
对比例4 66.28 5.19 68.26
对比例5 65.01 5.09 67.79
对比例6 64.93 5.37 73.19
对比例7 62.57 4.98 68.25
对比例8 60.27 4.76 65.23
结合实施例1-8和对比例8并结合表1可以看出，对比例8为现有技术中常用的彩色防滑路面涂料的制备方法，采用本申请聚甲基丙烯酸甲酯树脂30-45份、聚酰胺树脂20-30份、着色颜料5-20份、环氧树脂胶10-15份、硅酸钠10-15份、改性云母粉5-10份、填料60-100份、助剂5-10份为原料制备得到的耐磨损彩色防滑路面涂料，其表层摆值（BPN）、抗弯拉强度、耐变形性均较现有技术得到了较大的提升，其防滑性能和耐磨损能力均得到了很大的提升。
结合实施例1-3和对比例1-7并结合表1可以看出，改变彩色防滑路面涂料原料的的用量、成份均会对最终得到的耐磨损彩色防滑路面涂料的性能有影响。而本申请实施例聚甲基丙烯酸甲酯树脂40kg、聚酰胺树脂25kg、纳米二氧化钛5kg、氧化锌8kg和氧化铁2kg、环氧树脂胶12kg、硅酸钠12kg、改性云母粉8kg、碳酸钙20kg、碳化硅20kg、硅石粉18kg、氧化锌晶须15kg、聚丙烯树脂粒子7kg、邻苯二甲酸二辛酯4kg、聚乙烯蜡4kg，使最终得到的耐磨损彩色防滑路面涂料的表层摆值（BPN）、抗弯拉强度、耐变形性最高，BPN为85.59、抗弯拉强度为7.18MPa、耐变形性95.26％。
结合实施例1和实施例7-12并结合表1可以看出，改变制备方法的熔融温度、升降温速度等的改变均对最终得到的耐磨损彩色防滑路面涂料的性能产生影响，本申请的实施例中，采用将聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚酰胺树脂、着色颜料、填料和助剂放入混料机中以40℃/min的升温速度升温至400℃熔融，搅拌均匀后加入在180℃温度下熔融并搅拌均匀的环氧树脂胶和硅酸钠的混合物，并在250℃温度下搅拌均匀后，以15℃/min的速度降温至28℃的制备方法得到的耐磨损彩色防滑路面涂料其性能最好。
结合实施例1和实施例4-6以及实施例13-16并结合表1可以看出，采用不同的改性剂的对云母粉进行改性，制备得到的耐磨损彩色防滑路面涂料均会对其性能产生影响。本申请实施例中采用在12kg云母粉中加入含有吐温 2kg和氨丙基三乙氧基硅烷1kg的改性剂，边搅拌边加热至200℃，然后以150℃恒温保持1h，过滤并烘干得到的改性云母粉制备得到的耐磨损彩色防滑路面涂料其耐磨性和防滑性最好。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种耐磨损彩色防滑路面涂料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：聚甲基丙烯酸甲酯树脂30-45份、聚酰胺树脂20-30份、着色颜料5-20份、环氧树脂胶10-15份、硅酸钠10-15份、改性云母粉5-10份、填料60-100份、助剂5-10份；其中改性云母粉由云母粉经过改性剂改性得到。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨损彩色防滑路面涂料，其特征在于：所述着色颜料为纳米二氧化钛、氧化锌和氧化铁中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种耐磨损彩色防滑路面涂料，其特征在于：所述助剂包括以下重量份数的原料：邻苯二甲酸二辛酯2-6份、聚乙烯蜡3-5份。
4.根据权利要求1所述的一种耐磨损彩色防滑路面涂料，其特征在于：所述填料包括以下重量份数的原料：碳酸钙15-30份、碳化硅15-30份、硅石粉15-20份、氧化锌晶须10-20份、聚丙烯树脂粒子5-10份。
5.根据权利要求1所述的一种耐磨损彩色防滑路面涂料，其特征在于：所述改性云母粉的改性剂包括以下重量份数的原料：吐温2-4份、氨丙基三乙氧基硅烷1-2份。
6.根据权利要求5所述的一种耐磨损彩色防滑路面涂料，其特征在于：所述改性云母粉时，云母粉：改性剂为（3-5）:1；云母粉中加入改性剂，边搅拌边加热至150-250℃，以120-180℃恒温保持0.5-1.5h，过滤并烘干得到改性云母粉。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种耐磨损彩色防滑路面涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按重量份数称取聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚酰胺树脂、着色颜料、环氧树脂胶、硅酸钠、改性云母粉、填料、助剂；
（2）将聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚酰胺树脂、着色颜料、填料和助剂熔融，搅拌均匀，得到第一混合物；
（3）将环氧树脂胶和硅酸钠在150-200℃的温度下熔融并搅拌均匀，得到第二混合物；
（4）向第一混合物中加入第二混合物，在200-300℃的温度下搅拌均匀后，冷却得到耐磨损彩色防滑路面涂料。
8.根据权利要求7所述的一种耐磨损彩色防滑路面涂料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的熔融温度是300-500℃，升温速度为30-50℃/min。
9.根据权利要求7所述的一种耐磨损彩色防滑路面涂料的制备方法，其特征在于：步骤（4）中所述的冷却降温速度为10-20℃/min。
10.根据权利要求7所述的一种耐磨损彩色防滑路面涂料的制备方法，其特征在于：步骤（4）中所述的冷却温度为25-30℃。
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