CN114316725A - 一种道路标线用快速固化水性底涂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种道路标线用快速固化水性底涂，组分A由100～300重量份水、4～8重量份润湿剂、5～10重量份分散剂、1～3重量份消泡剂、400～600重量份偏高岭土、100～300重量份颜料和200～400重量份石油树脂乳液混合构成，组分B由400～600重量份改性硅酸钾溶液、400～600重量份颜料和5～10重量份硅酸盐稳定剂混合构成，按照组分A与组分B的重量比为1∶0.6～1混合使用。本发明的道路标线用快速固化水性底涂刮涂施工后2h以内干燥固化，反应固化比较迅速，能有效减短施工工期，延长标线的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于道路标线漆技术领域，涉及一种道路标线用底涂，特别是一种可以快速固化的道路标线专用水性底涂。
背景技术
道路标线在安全行驶、疏导交通、判断交通事故责任等方面起着重要的作用。随着国民经济的迅速发展，道路标线漆作为道路安全的重要材料，也得到了迅速丰富和发展。目前的道路标线漆主要包括热熔型、溶剂型、水基型等各种类型，多用于各类沥青、混凝土道路，也可用于跑道、厂房地面、运动球场区域划分等场合。
随着道路标线材料的快速发展，配套标线的底涂材料也得到了一定的发展。在一些特定场合的道路标线施工中需要使用底涂，以增强道路标线漆与路面之间的附着力，防止路面水分碱性物质侵害漆膜，有效增加道路标线漆的使用寿命，增强道路标线的耐久性。
目前常用的道路标线底漆多为溶剂型，VOC含量高，气味大，易燃，环保性差，不符合当前国家的环保要求。
而现有的水性类底漆多为丙烯酸型和环氧树脂型，主要依靠水分挥发来干燥固化成膜，干燥速度较为缓慢，一般需要24h以上。但在道路施工中对时间要求非常紧迫，往往工期较短、施工紧张。
发明内容
本发明的目的是提供一种道路标线用快速固化水性底涂，以解决现有道路标线水性底涂干燥固化慢的问题。
本发明所述的道路标线用快速固化水性底涂由组分A和组分B组成，其中，所述组分A由100～300重量份水、4～8重量份润湿剂、5～10重量份分散剂、1～3重量份消泡剂、400～600重量份偏高岭土、100～300重量份颜料和200～400重量份石油树脂乳液混合构成；所述组分B由400～600重量份改性硅酸钾溶液、400～600重量份颜料和5～10重量份硅酸盐稳定剂混合构成。
使用时，将组分A与组分B按照重量比为1∶0.6～1混合后使用。
其中，所述的改性硅酸钾溶液是在硅酸钾与甲基硅酸钾的混合水溶液中加入硅烷偶联剂和硅溶胶反应得到的pH值12～13、模数6～7.5、固含量30～35wt.%的改性材料。
具体地，所述的改性硅酸钾溶液可以按照下述方法制备得到：向100重量份固含量40～50wt.%的硅酸钾水溶液中加入20重量份固含量30～40wt.%的甲基硅酸钾水溶液，搅拌下升温至40～45℃，滴入5重量份硅烷偶联剂，持续搅拌10～30min后再缓慢加入62.5重量份20～30wt.%硅溶胶，反应1～3h制备得到改性硅酸盐溶液。
进一步地，所述的润湿剂为阴离子型表面活性剂或非离子型表面活性剂。
更进一步地，所述的阴离子型表面活性剂可以包括但不限于是烷基硫酸盐、烷基磺酸盐、脂肪酸或脂肪酸酯硫酸盐、羧酸皂类、磷酸酯类、蓖麻油硫酸化合物、油酸丁基酯硫酸化合物等各种常规的阴离子表面活性剂。
更进一步地，所述的非离子型表面活性剂可以包括但不限于是烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物、多元醇型非离子表面活性剂等各种常规的非离子表面活性剂。
进一步地，所述的分散剂为共聚羧酸的铵盐或钠盐、多聚磷酸盐中的一种，或几种的混合物。
其中，更进一步地，所述的多聚磷酸盐包括但不限于是多聚磷酸钠或六偏磷酸钠。
进一步地，所述的消泡剂为矿物油类消泡剂、有机硅类消泡剂或聚醚类消泡剂中的一种，或几种的任意组合。
进一步地，所述的偏高岭土是一种以高岭土在800～900°低温煅烧脱水形成的粒径600～4000目、白度85以上的高活性人工火山灰材料。
进一步地，所述的颜料为涂料中常规使用的各种颜料，本发明对其没有特别限定。
更进一步地，所述的颜料可以包括但不限于是钛白粉、氧化锌、硫酸钡、铁/铅/镉系金属氧化物或盐、碳酸钙、重晶石粉、石英粉、滑石粉、高岭土、云母粉、硅灰石中的一种或几种的组合。
更进一步地，本发明的道路标线用快速固化水性底涂中，组分A和组分B中的颜料可以相同，也可以不相同。
进一步地，所述的石油树脂乳液是C5或C9石油树脂经乳化后的产物。
进一步地，所述的硅酸盐稳定剂为季铵盐类稳定剂。
本发明所述道路标线用快速固化水性底涂的组分A和组分B都是以各自所述重量份的组分混合均匀并独立包装得到的。
优选地，所述的组分A是将所述重量份的组分水、润湿剂、分散剂、消泡剂、偏高岭土和颜料依次投入混合机中，800rpm以上高速分散15～30min，然后在500rpm低速下加入石油树脂乳液分散均匀得到。
优选地，所述的组分B是将所述重量份的改性硅酸盐溶液、颜料和硅酸盐稳定剂投入混合机中，800rpm以上高速分散10～20min得到。
本发明道路标线用快速固化水性底涂的使用方法为将组分A和组分B按要求的重量比混合均匀后进行刮涂施工。
刮涂施工对于涂料的粘度和流动性要求较高，因此，本发明的道路标线用快速固化水性底涂要求在施工期间不能出现假稠、沉淀、凝固等问题。另外，本发明的水性底涂在施工时不能额外加水，否则容易导致后期开裂。
本发明的道路标线用快速固化水性底涂选择偏高岭土与改性硅酸钾溶液合成人造矿物聚合物，具有反应迅速、成膜强度高、反应物形态稳定等优势，能够有效增强底涂的附着力和强度。其主要机理为硅酸盐矿物在碱性硅酸钾溶液中溶解为铝硅配合物，铝硅配合物由固体颗粒表面向颗粒间隙扩散，形成凝胶相的Kx(AlO2)y(SiO2)z•nKOH•mH2O，导致碱性的硅酸钾溶液与硅铝配合物之间发生聚合反应，最后凝胶相排出剩余水分，固结硬化形成人造矿物聚合体。
因此，以本发明道路标线用快速固化水性底涂进行刮涂施工时，在0.5～2mm的薄型刮涂工艺下，水性底涂的反应固化比较迅速，基本可以控制在2h以内干燥固化。
进而，本发明以硅溶胶对硅酸钾和甲基硅酸钾进行改性，能有效地增强硅酸钾、甲基硅酸钾在反应后的人造矿物微孔内的渗透力。同时，由于甲基硅酸钾的水溶液也属于强碱性，水解产生的OH-能参与人造矿物聚合物的反应，产生的硅醇基与硅酸盐材料中的硅醇基反应脱水交联，从而实现“反毛细管效应”形成优异的憎水层，排除多余水分，加快干燥速度，同时具有微膨胀、增加密实度功能。
本发明的道路标线用快速固化水性底涂还选用石油树脂乳液，用于改善人造矿物底涂的韧性。单纯的人造矿物非常容易受固化干燥速度不同的影响，产生局部收缩不均匀，导致开裂，因此，加入一定量的聚合树脂有助于提高改善体系的柔韧性，抗开裂。同时，石油树脂与沥青路面的相容性较好，还可以增强底涂对沥青路面的附着力。
本发明的道路标线用快速固化水性底涂专为道路标线漆配套使用，具有干燥固化速度快、安全环保、成本低廉、易施工等特点，属环境友好型产品，可有效减短施工工期，延长道路标线的使用寿命。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，从而使本领域技术人员能很好地理解和利用本发明，而不是限制本发明的保护范围。
本发明实施例中涉及到的实验方法、生产工艺、仪器以及设备，其名称和简称均属于本领域内常规的名称，在相关用途领域内均非常清楚明确，本领域内技术人员能够根据该名称理解常规工艺步骤并应用相应的设备，按照常规条件或制造商建议的条件进行实施。
本发明实施例中使用的各种原料或试剂，并没有来源上的特殊限制，均为可以通过市售购买获得的常规产品。也可以按照本领域技术人员熟知的常规方法进行制备。
本发明提供了一种道路标线用快速固化水性底涂，包括有独立包装设置的组分A和组分B。
组分A：水100～300重量份、润湿剂4～8重量份、分散剂5～10重量份、消泡剂1～3重量份、偏高岭土400～600重量份、颜料100～300重量份、石油树脂乳液200～400重量份。
组分B：改性硅酸钾溶液400～600重量份、颜料400～600重量份、硅酸盐稳定剂5～10重量份。
按照上述重量份数，将原料水、润湿剂、分散剂、消泡剂、偏高岭土和颜料依次投入到混合机中，800rpm高速分散15～30min中，然后降低转速至500rpm，加入石油树脂乳液均匀分散，至无气泡、结块，出料得到组分A。
按照上述重量分数，将改性硅酸钾溶液、颜料和硅酸盐稳定剂投入混合机中，800rpm高速分散10～20min，待分散均匀后，出料得到组分B。
其中的改性硅酸钾溶液是按照下述方法制备得到：向100重量份固含量42wt.%的硅酸钾水溶液中加入20重量份固含量40wt.%的甲基硅酸钾水溶液，在400～600rpm的搅拌速度下升温至45℃搅拌10～20min，滴入5重量份硅烷偶联剂，控制温度恒定持续搅拌10～30min后，再缓慢加入62.5重量份25wt.%硅溶胶，继续保持温度恒定反应1～3h后，停止加热，冷却至室温后出料，制备得到pH值12，模数6～7.5、固含量35wt.%的改性硅酸盐溶液。
目前尚无关于道路标线水性底涂的相关国家、行业标准。因此，本发明主要检测道路标线用快速固化水性底涂的以下项目，并规定技术要求如下，用作测试对比。
实施例1。
本实施例的道路标线用快速固化水性底涂是由下述组分A和组分B按照1∶0.7的重量比混合组成的。
组分A：水 200份，润湿剂LCN 407 4份，分散剂SN 5040 10份，消泡剂NXZ 3份，1200目偏高岭土 400份，80～120目石英砂 183份，石油树脂乳液 200份。
组分B：改性硅酸钾溶液 400份，400目重钙 590份，硅酸盐稳定剂ST 10份。
实施例2。
本实施例的道路标线用快速固化水性底涂是由下述组分A和组分B按照1∶0.8的重量比混合组成的。
组分A：水 150份，润湿剂BD 109 6份，分散剂BYK 190 8份，消泡剂Tego Airex901W 3份，800目偏高岭土 500份，600目石英砂 83份，石油树脂乳液 250份。
组分B：改性硅酸钾溶液 550份，200目石英砂 442份，硅酸盐稳定剂827 8份。
实施例3。
本实施例的道路标线用快速固化水性底涂是由下述组分A和组分B按照1∶0.8的重量比混合组成的。
组分A：水 138份，润湿剂TEGO 4100 4份，分散剂SN 5029 5份，消泡剂DF 103 3份，2000目偏高岭土 400份，1250目滑石粉 250份，石油树脂乳液 200份。
组分B：改性硅酸钾溶液 495份，600目重钙 500份，硅酸盐稳定剂ST 5份。
实施例4。
本实施例的道路标线用快速固化水性底涂是由下述组分A和组分B按照1∶0.6的重量比混合组成的。
组分A：水 133份，润湿剂BYK 349 8份，分散剂TEGO 750W 6份，消泡剂NXZ 3份，1250目偏高岭土 400份，400目石英砂 150份，石油树脂乳液 300份。
组分B：改性硅酸钾溶液 420份，400目重钙 570份，硅酸盐稳定剂827 10份。
应用例。
分别使用各实施例制备的道路标线用快速固化水性底涂，将组分A与组分B按重量比混合搅拌均匀，测试密度，查看施工性能。
使用200µm涂布器，将水性底涂刮涂于玻璃板上，测试干燥时间。养护48h时后，测试耐水、耐碱性能。
使用40mm×40mm×160mm的砂浆抗压试模，以水性底涂灌料浇筑成型，按养护时间分别测试抗压强度。
从上述测试结果可以看出，各实施例将组分A和组分B混合得到底涂后，其流动性均能保持30min以上不发生假稠、沉淀、分层现象，且干燥固化时间也都较短，基本能控制在4h以内，效果较好的甚至1.5h即可固化。固化成型后的抗压强度均达到设定要求，涂膜耐水性、耐碱性能均符合涂料的测试标准。
本发明以上实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制本发明仅为以上所述实施例。本领域普通技术人员在不脱离本发明原理和宗旨的情况下，针对这些实施例进行的各种变化、修改、替换和变型，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种道路标线用快速固化水性底涂，由组分A和组分B组成，所述组分A由100～300重量份水、4～8重量份润湿剂、5～10重量份分散剂、1～3重量份消泡剂、400～600重量份偏高岭土、100～300重量份颜料和200～400重量份石油树脂乳液混合构成；所述组分B由400～600重量份改性硅酸钾溶液、400～600重量份颜料和5～10重量份硅酸盐稳定剂混合构成，使用时，将组分A与组分B按照重量比为1∶0.6～1混合后使用；
其中，所述的改性硅酸钾溶液是在硅酸钾与甲基硅酸钾的混合水溶液中加入硅烷偶联剂和硅溶胶反应得到的pH值12～13、模数6～7.5、固含量30～35wt.%的改性材料。
2.根据权利要求1所述的道路标线用快速固化水性底涂，其特征是所述改性硅酸钾溶液按照下述方法制备：向100重量份固含量40～50wt.%的硅酸钾水溶液中加入20重量份固含量30～40wt.%的甲基硅酸钾水溶液，搅拌下升温至40～45℃，滴入5重量份硅烷偶联剂，持续搅拌10～30min后再缓慢加入62.5重量份20～30wt.%硅溶胶，反应1～3h制备得到改性硅酸盐溶液。
3.根据权利要求1所述的道路标线用快速固化水性底涂，其特征是所述润湿剂为阴离子型表面活性剂或非离子型表面活性剂，所述阴离子型表面活性剂是烷基硫酸盐、烷基磺酸盐、脂肪酸或脂肪酸酯硫酸盐、羧酸皂类、磷酸酯类、蓖麻油硫酸化合物或油酸丁基酯硫酸化合物，所述非离子型表面活性剂是烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物或多元醇型非离子表面活性剂。
4.根据权利要求1所述的道路标线用快速固化水性底涂，其特征是所述分散剂为共聚羧酸的铵盐或钠盐、多聚磷酸盐中的一种，或几种的混合物。
5.根据权利要求4所述的道路标线用快速固化水性底涂，其特征是所述多聚磷酸盐包括多聚磷酸钠或六偏磷酸钠。
6.根据权利要求1所述的道路标线用快速固化水性底涂，其特征是所述消泡剂为矿物油类消泡剂、有机硅类消泡剂或聚醚类消泡剂中的一种，或几种的任意组合。
7.根据权利要求1所述的道路标线用快速固化水性底涂，其特征是所述颜料是钛白粉、氧化锌、硫酸钡、铁/铅/镉系金属氧化物或盐、碳酸钙、重晶石粉、石英粉、滑石粉、高岭土、云母粉、硅灰石中的一种或几种的组合。
8.根据权利要求1所述的道路标线用快速固化水性底涂，其特征是组分A和组分B中的颜料相同或不相同。
9.根据权利要求1所述的道路标线用快速固化水性底涂，其特征是所述硅酸盐稳定剂为季铵盐类稳定剂。
10.根据权利要求1所述的道路标线用快速固化水性底涂，其特征是将组分A和组分B按所述重量比混合均匀后刮涂施工。
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