CN114672206B - 一种水性双组分道路标线涂料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性双组分道路标线涂料，属于标线涂料生产领域。所述涂料由组分A、组分B混合而成，所述组分A主要由水性快干丙烯酸乳液、pH调节剂、分散剂、消泡剂、脱泡剂、增稠剂、润湿分散剂、水性胺类固化剂、成膜助剂、金红石型钛白粉、填料、防冻剂和水混合而成；所述组分B为丙烯酸环氧杂化乳液。与现有技术相比，本发明的双组分道路标线涂料具有耐久性优异、附着力强、早期耐水性好、耐氯离子腐蚀强、与玻璃珠的粘结力强等特点，具有很好的推广应用价值。

Description

一种水性双组分道路标线涂料

技术领域

本发明涉及道路标线涂料生产领域，具体提供一种双组分道路标线涂料。

背景技术

现有技术的标线涂料主要分为热熔涂料、水性涂料两类。热熔涂料应用较为广泛，其厚度基本在2.0mm左右，存在经高低温变化之后易开裂、剥落、碳排放高等问题。水性标线涂料具有环保、施工方便、涂层薄等特点，但存在的耐久性差、早期耐水性差、持久性反光能力差等问题。

发明内容

本发明是针对上述现有技术的不足，提供一种双组分道路标线涂料，具有耐久性优异、附着力强、早期耐水性好、耐氯离子腐蚀强、与玻璃珠的粘结力强等特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：双组分道路标线涂料，其特点是由组分A、组分B混合而成，所述组分A主要由水性快干丙烯酸乳液、pH调节剂、分散剂、消泡剂、脱泡剂、增稠剂、润湿分散剂、水性胺类固化剂、成膜助剂、金红石型钛白粉、填料、防冻剂和水混合而成；所述组分B为丙烯酸环氧杂化乳液。

各原料的优选重量配比为：

各原料的最佳重量配比为：

上述标线涂料的组分A混合均匀之后，再与B组分的丙烯酸环氧杂化乳液混合；B组分是借助一种特殊的分子杂化技术将反应性环氧树脂和丙烯酸树脂通过物理和化学方式得到的杂化树脂，具有水性和油性双重特性的成膜特点；A、B组分按照一定的比例进行混合，其中B组分环氧官能团会与A组分中的水性胺类固化剂发生交联(在该体系中，B组份也会发生自交联反应)，提高涂层的早期耐水性、交联密度、附着力、硬度以及耐腐蚀性能等；再配合A组分中的水性快干丙烯酸乳液，能够综合提高涂层的耐磨性、耐候性等性能。

作为优选，所述pH调节剂为胺类中和剂，特别优选为2-氨基-2-甲基-1-丙醇(如陶氏AMP-95)或二甲基乙醇胺(巴斯夫DMEA)等。

作为优选，所述分散剂为低泡聚酸颜料分散剂，如陶氏BD-901、BYK 190、Tego740w等。

作为优选，所述消泡剂为有机改性聚硅氧烷乳液(赢创Tego825)或有机硅类消泡剂(DOW 8590、YQ 240)。

作为优选，所述脱泡剂为有机改性聚醚硅氧烷共聚物乳液，如TEGO902w、BYK-016等。

作为优选，所述润湿分散剂为非离子型醇乙氧基类表面活性剂，如陶氏BD-109、EF-106。

作为优选，所述水性胺类固化剂为环氧胺类固化剂。

作为优选，所述填料为重钙、滑石粉、沉淀法硫酸钡、石英粉和/或高岭土。

作为优选，所述成膜助剂为十二酯醇成膜剂(如伊斯曼Texanol)和/或甲醇。

作为优选，所述防冻剂为丙二醇、乙二醇和/或丙三醇等醇类助溶剂。

作为优选，所述增稠剂为无溶剂非离子型聚氨酯流变改性剂，如陶氏8w、陶氏12w、RM-2020NPR、万华U605、U505等。

作为优选，组分A的制备方法包括：

S1.在300-400rpm/min的转速下将水性快干丙烯酸乳液搅拌至树脂均匀分布，然后依次加入分散剂、部分消泡剂(消泡剂总量的1/3-1/2)、脱泡剂、润湿分散剂、pH调节剂，充分搅拌至混合料均匀；

S2.将转速调到450-550rpm，搅拌状态下向混合料中加入水性胺类固化剂稀释液，搅拌均匀，所述水性胺类固化剂稀释液是水性胺类固化剂的甲醇水稀释剂，水性胺类固化剂、甲醇、水的质量比为(0.5-3):(0.5-1.5):1。

S3.将转速调到550-650rpm，边搅拌边加入钛白粉，搅拌均匀后，再加入填料，继续搅拌至均匀；

S4.依次加入成膜助剂、余量消泡剂、防冻剂、增稠剂、水，分散均匀；

S5.隔绝空气条件下，快速过滤分装，得到组分A。

将制备的组分A与组分B充分混合后，即可利用车载式喷涂机或普通喷涂机进行道路标线施工。如果需要，还可以配合相应的级配面撒玻璃珠，可得到厚度小于0.6mm的道路标线(包括玻璃珠的厚度)。

与现有技术相比，本发明双组分道路标线涂料具有以下突出的有益效果：

(1)与传统热熔标线相比，在同寿命周期下可以做到超薄(0.2-0.6mm)。

(2)采用的杂化树脂具有水性和油性的双重特性，涂层通过化学交联、自交联等技术实现了很好的耐久性，并且在沥青和混凝土路面都具有特殊附着力和磨损性能。

(3)B组分与A组分中的水性胺类固化剂的化学交联反应、以及乳液的自交联反应，使本发明涂料早期耐水性优异，可在一个较宽泛的温度范围内实现快速干燥。

(4)通过双组分的化学反应及乳液的自交联反应，提高了涂料与玻璃珠的粘结力，使标线具有优异的耐磨性、耐候性及持久反光能力(在保持薄膜的情况，两年逆反射系数仍然可以≥100)。在两年平均日交通量12000的加速磨损下，涂料和玻璃珠依然保持优异的附着性，标线涂抹基本未出现磨损及开裂情况(同比条件下，热熔标线则易出现剥落及开裂等情况)。

(5)耐水性及耐碱性优异，是目前标准的2倍。

(6)通过在涂料中添加具有水油双重特性的杂化材料与水性胺类固化剂、配合润湿分散剂等交联材料及相应助剂，使涂料的致密性以及硬度提高，提升涂料的耐氯离子的腐蚀。

(7)绿色环保：产品中不含有机溶剂，低VOC排放。

(8)碳排放低，0.034Kg·CO₂/m²，相较一般热熔标线低80％左右。

(9)覆线性较强，可以不用除线直接施工。

附图说明

所放结果图均为最优测试图，其它附图不在本专利中体现；

附图1水性双组分涂料交联固化示意图；

附图2双组分涂料柔韧性及抗冲击机械性能测试结果图；

附图3涂层耐饱和食盐水的测试结果图；

附图4粘结强度测试结果图；

附图5在模拟日交通量12000的加速磨损下，玻璃珠与涂料的效果图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

如无特别说明，下述所用各成分的含量为重量百分比含量。

【实施例】

配料：

例1-例6双组分涂料制备方法：A组份：

S1.先将水性快干丙烯酸乳液加入到容器内，在350rpm/min的转速下搅拌3分钟，使树脂均匀分布；再将分散剂、1/2量的消泡剂、脱泡剂、润湿分散剂、pH调节剂依次加入，充分搅拌3min；

S2.将转速缓慢调至500rpm，加入水性环氧胺类固化剂(水性环氧胺类固化剂的甲醇水稀释剂，水性环氧胺类固化剂、甲醇、水的质量比为2:1:1)，搅拌8min；

S3.缓慢提升转速至600rpm，边搅拌边加入钛白粉，搅拌10min；钛白粉分散均匀之后，边搅拌边添加800目重钙，搅拌10min；

S4.再依次加入成膜助剂、余量消泡剂、防冻剂、增稠剂、水等分散5分钟左右，确保A组分分散均匀之后，粘度(100KU左右)、pH值(10左右)符合控制标准，搅拌好的涂料隔绝空气，使用100目滤网进行快速过滤分装，A组分生产完成。

B组分：丙烯酸环氧杂化乳液。

注：①生产完毕，减少与空气接触时间，防止表面成膜，影响使用性能。

②A组分必须使用100目滤网进行过滤防止因未分散好的颗粒堵塞喷枪枪口，影响施工效果。

③A组分、B组合混合之后30min之内施工完毕。

组分A与组分B充分混合，利用车载式喷涂机进行喷涂施工。

在喷涂涂料的同时，还可以配合面撒级配(300-600μm)玻璃珠。如附图1所示，在紫外线的照射下，内部小分子随着水分挥发的同时发生交联，即可形成坚固的涂层，并使玻璃珠粘附在涂层上。

例7单组分涂料制备方法：

与上述双组分涂料中A组分制备方法相同。

【实验例】

1.涂层性能测试

对实施例所述方法得到的各涂料涂层进行性能测试，测试内容及数据如下：

备注：

(1)粘结强度(拉开法，见图4)：底材为无纤维石棉板，尺寸/mm-150×70×5，刮涂一道位置(100×70×5)，湿膜厚度0.4mm，在阳光下直射6h，标准养护(温度25℃，50％R.H.)48h后测试；

(2)耐湿热循环：按JG/T 25—2017规定进行，(23±2)℃水中浸泡18h，(-25±2)℃冷冻3h，(50±2)℃热烘3h为一次循环。循环完成后，立即在GB/T 37356中规定的自然日光或人造日光下目视观察涂膜，如三块试板中有二块未出现起泡、开裂、剥落、掉粉、明显变色、明显失光等涂膜病态现象，则评为“无异常”。如出现以上涂膜病态现象按GB/T 1766—2008进行描述。

(3)涂层柔韧性：底材为马口铁尺寸/mm-100×60×0.2，喷涂一道，干膜厚度100μm，阳光下直射6h，标准养护(温度23±2℃，50％R.H.)48h后测试；

(4)涂料自交联结构：将固化好的涂料进行制样，采用IRAffinity-1S红外光谱仪测试。

(5)耐饱和食盐水：底材为无纤维石棉板，尺寸/mm-150×70×5，喷涂一道，干膜厚度0.4mm，在阳光下直射6h，标准养护(温度25℃，50％R.H.)48h后放进饱和食盐水中；

(6)铅笔硬度：底材为无纤维石棉板，尺寸/mm-150×70×5，喷涂一道，干膜厚度0.4mm，在阳光下直射6h，标准养护(温度25℃，50％R.H.)48h后，采用铅笔测试。

(7)耐冲击：底材为马口铁尺寸/mm-120×25×0.2，喷涂一道，干膜厚度100μm，阳光下直射6h，标准养护(温度25℃，50％R.H.)48h后测试，BGD302漆膜冲击器进行测试；

(8)低温柔韧性及粘结强度：(-25±2)℃冷冻4h，(23±2)℃，50％R.H.放置4h为一次循环。循环结束，如三块试板中有二块柔韧性和之前差别不大，粘结强度变化不大，则认为无变化。

通过以上的测试结果可以看出，采用双组分环氧改性丙烯酸涂料之后，在涂层较薄的情况下还能保证各项性能优异。该涂料方便施工，虽然是双组分水性涂料，但其施工需要两组分混合施工，可操作时间较长；混合环氧类物质之后，使涂层交联程度变大，具有耐久性优异、附着力强、早期耐水性好、低温柔韧性好、耐氯离子腐蚀强、环保以及能够与玻璃珠具有很强的粘结力等特点；通过铲子铲涂好标线模拟抗铲能力均无问题。可以应用于极寒、多雪(融雪剂、雪铲)地区的标线施划。

2、玻璃珠粘附性能检测

以实施例2所得涂料与玻璃珠进行粘附性测试。

做成0.4m×5m规格的漆膜，在户外使用橡胶轮胎加速往复工作，根据外观状态评价涂料与玻璃珠的附着力，通过逆反射系数评价标线的持久反光能力，涂料和玻璃珠的结合状态如附图5所示，在模拟两年平均日交通量12000的加速磨损下，涂层和玻璃珠依然保持优异的附着性，标线涂层基本未出现磨损及开裂情况(同比条件下，热熔标线则易出现剥落及开裂等情况)。

Claims (7)

1.一种水性双组分道路标线涂料，其特征在于由组分A、组分B混合而成，所述组分A由水性快干丙烯酸乳液、pH调节剂、分散剂、消泡剂、脱泡剂、增稠剂、润湿分散剂、水性胺类固化剂、成膜助剂、金红石型钛白粉、填料、防冻剂和水混合而成，所述水性胺类固化剂为环氧胺类固化剂；

所述组分B为丙烯酸环氧杂化乳液，是反应性环氧树脂和丙烯酸树脂通过物理和化学方式得到的杂化树脂，具有水性和油性双重特性的成膜特点，

各原料的重量配比为：

水性快干丙烯酸乳液 30～50份

pH调节剂 0.1～0.2份

分散剂 0.3～1份

消泡剂 0.3～0.5份

脱泡剂 0.3～0.5份

润湿分散剂 0.2～0.8份

水性胺类固化剂 3～9份

钛白粉 8～10份

填料 40～60份

成膜助剂 1～3份

防冻剂 0.3～1.0份

增稠剂 0.2～1.2份

去离子水 0～1.0份；

丙烯酸环氧杂化乳液 8～30份。

2.根据权利要求1所述的双组分道路标线涂料，其特征在于：

所述pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇或二甲基乙醇胺；

所述分散剂为低泡聚酸颜料分散剂。

3.根据权利要求1所述的双组分道路标线涂料，其特征在于：

所述消泡剂为有机改性聚硅氧烷乳液或有机硅类消泡剂；

所述脱泡剂为有机改性聚醚硅氧烷共聚物乳液。

4.根据权利要求1所述的双组分道路标线涂料，其特征在于：

所述润湿分散剂为非离子型醇乙氧基类表面活性剂。

5.根据权利要求1所述的双组分道路标线涂料，其特征在于：

所述填料为重钙、滑石粉、沉淀法硫酸钡、石英粉和/或高岭土。

6.根据权利要求1所述的双组分道路标线涂料，其特征在于：

所述成膜助剂为十二酯醇成膜剂和/或甲醇；

所述防冻剂为丙二醇、乙二醇或丙三醇；

所述增稠剂为无溶剂非离子型聚氨酯流变改性剂。

7.根据权利要求1所述的双组分道路标线涂料，其特征在于：组分A的制备方法包括：

S1. 在300-400rpm/min的转速下将水性快干丙烯酸乳液搅拌至树脂均匀分布，然后依次加入分散剂、部分消泡剂、脱泡剂、润湿分散剂、pH调节剂，充分搅拌至混合料均匀；

S2.将转速调到450-550 rpm，搅拌状态下向混合料中加入水性胺类固化剂稀释液，搅拌均匀，所述水性胺类固化剂稀释液是水性胺类固化剂的甲醇水稀释剂，水性胺类固化剂、甲醇、水的质量比为(0.5-3):(0.5-1.5):1；

S3. 将转速调到550-650 rpm，边搅拌边加入钛白粉，搅拌均匀后，再加入填料，继续搅拌至均匀；

S4.依次加入成膜助剂、余量消泡剂、防冻剂、增稠剂、水，分散均匀；

S5.隔绝空气条件下，快速过滤分装，得到组分A。

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