CN114958067B - 一种热熔标线改性材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热熔标线改性材料及其制备方法和应用。本发明的热熔标线改性材料包括以下质量份的组分:费托蜡:40份~50份;聚酰胺树脂:5份~10份;SBS:10份~20份;轻质油:15份~25份;硅烷偶联剂:20份~30份;纳米蒙脱土:3份~7份。本发明的热熔标线改性材料的制备方法十分简单,将各组分按照配比分批次混合均匀即可。本发明的热熔标线改性材料能够有效降低热熔标线涂料的施工温度,提高了施工和易性,同时还可以提升热熔标线涂料的工程性能,改善道路标线的耐久性、耐候性、抗磨耗能力等,具有良好的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及道路标线材料技术领域,具体涉及一种热熔标线改性材料及其制备方法和应用。
背景技术
道路标线是指在道路的路面上用线条、箭头、文字、立面标记、突起路标和轮廓标等向交通参与者传递引导、限制、警告等交通信息的标识。热熔型标线涂料具有干燥速度快、耐久性好、成本低廉等优点,是目前道路标线上应用最广的材料。
热熔型标线涂料在施工时,需要先将涂料加入热熔釜中加热至220℃以上使其熔融,再将熔融的涂料倒入热熔刮涂机中,再由施工人员手推刮涂机涂覆于路面。现有的热熔型标线涂料中通常含有砷、铬、铅等多种重金属,施工过程中加热温度太高会促使重金属形成有毒气体挥发在空气中,会对施工人员造成伤害以及对环境造成污染,且加热过程中需要消耗大量的燃料以及会产出大量的二氧化碳,增加了施工成本,且还会污染环境。此外,随着行车荷载的逐年提高和行车环境的日渐复杂,现有的热熔标线由于受昼夜温差影响较大,使用期间易出现裂缝、磨损和剥落等问题,不仅严重影响标线的路用性能,而且其使用寿命也会大打折扣。
因此,开发一种能够有效降低热熔标线涂料的施工温度、可以提升热熔标线涂料的工程性能的热熔标线改性材料具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热熔标线改性材料及其制备方法和应用。
本发明所采取的技术方案是:
一种热熔标线改性材料,其包括以下质量份的组分:
费托蜡:40份~50份;
聚酰胺树脂:5份~10份;
SBS:10份~20份;
轻质油:15份~25份;
硅烷偶联剂:20份~30份;
纳米蒙脱土:3份~7份。
优选的,所述聚酰胺树脂为聚酰胺-610,链节结构为-[NH(CH2)6NHCO(CH2)8CO]-。
优选的,所述聚酰胺树脂的重均分子量为17000g/mol~23000g/mol。
优选的,所述SBS为线型SBS、星型SBS中的至少一种。
优选的,所述SBS的重均分子量为123000g/mol~150000g/mol。
优选的,所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570、硅烷偶联剂KH792中的至少一种。
优选的,所述纳米蒙脱土的干粉粒度为200目~300目,叠层厚度≤25nm。
上述热熔标线改性材料的制备方法包括以下步骤:将轻质油和硅烷偶联剂混合均匀,再加入费托蜡、聚酰胺树脂、SBS和纳米蒙脱土,加热搅拌至固体成分完全融化,再进行剪切、冷却和研磨,即得热熔标线改性材料。
优选的,上述热熔标线改性材料的制备方法包括以下步骤:将轻质油和硅烷偶联剂混合均匀,加热至150℃~170℃保温,再加入费托蜡、聚酰胺树脂、SBS和纳米蒙脱土,150℃~170℃下搅拌至固体成分完全融化,再在搅拌机转速大于4000r/min的条件下进行高速剪切,再室温静置冷却,再进行研磨,即得热熔标线改性材料。
一种热熔标线涂料,其组成包括上述热熔标线改性材料。
优选的,所述热熔标线改性材料在热熔标线涂料中的质量百分含量为5%~10%。
本发明的有益效果是:本发明的热熔标线改性材料能够有效降低热熔标线涂料的施工温度,提高了施工和易性,同时还可以提升热熔标线涂料的工程性能,改善道路标线的耐久性、耐候性、抗磨耗能力等,具有良好的经济效益和社会效益。
具体来说:
1)本发明的热熔标线改性材料能够将热熔标线涂料施工时的熔料温度降低至160℃~200℃,涂布温度降低至120℃左右,提高了施工和易性,且减少了有毒气体和粉尘的排放,对工人身体和生态环境起到了很好的保护作用;
2)本发明将沥青路面中常用的温拌技术与高聚物/硅烷偶联剂复合改性技术相结合来制备热熔标线改性材料,使得热熔标线涂料高温下的粘度有效降低,且具有较高的软化点以及良好的耐候性、耐磨性、强耐水/碱性等工程性能,最终得到的道路标线的耐久性显著提高;
3)本发明的热熔标线改性材料的制备方法简单易操作、节能环保,具有良好的社会效益和经济效益,符合目前涂料行业的发展趋势。
附图说明
图1为实施例1~5的热熔标线涂料在加热阶段的降粘效果示意图。
图2为实施例1~5的热熔标线涂料冷却后的强度形成示意图。
图3为硅烷偶联剂的作用机理图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。
实施例1:
一种热熔标线改性材料,其原料组成如下表所示:
表1一种热熔标线改性材料的原料组成表
上述热熔标线改性材料的制备方法包括以下步骤:
将轻质油和硅烷偶联剂KH550混合均匀,加热至160℃保温,再加入费托蜡、聚酰胺-610、线型SBS和纳米蒙脱土,160℃下搅拌至固体成分完全融化,再在搅拌机转速大于4000r/min的条件下进行15min高速剪切,再室温静置冷却24h,再进行研磨,即得热熔标线改性材料。
一种热熔标线涂料,其制备方法包括以下步骤:
将20质量份的C5石油树脂、4质量份的二氧化钛(锐钛型)、50质量份的重质碳酸钙、22质量份的反光玻璃微珠、4质量份的增塑剂邻苯二甲酸二丁酯(DOP)和7质量份的本实施例的热熔标线改性材料混合,160℃下搅拌均匀,即得热熔标线涂料。
实施例2:
一种热熔标线改性材料,其原料组成如下表所示:
表2一种热熔标线改性材料的原料组成表
上述热熔标线改性材料的制备方法包括以下步骤:
将轻质油和硅烷偶联剂KH550混合均匀,加热至160℃保温,再加入费托蜡、聚酰胺-610、线型SBS和纳米蒙脱土,160℃下搅拌至固体成分完全融化,再在搅拌机转速大于4000r/min的条件下进行15min高速剪切,再室温静置冷却24h,再进行研磨,即得热熔标线改性材料。
一种热熔标线涂料,其制备方法包括以下步骤:
将20质量份的C5石油树脂、4质量份的二氧化钛(锐钛型)、50质量份的重质碳酸钙、22质量份的反光玻璃微珠、4质量份的增塑剂邻苯二甲酸二丁酯(DOP)和7质量份的本实施例的热熔标线改性材料混合,160℃下搅拌均匀,即得热熔标线涂料。
实施例3:
一种热熔标线改性材料,其原料组成如下表所示:
表3一种热熔标线改性材料的原料组成表
上述热熔标线改性材料的制备方法包括以下步骤:
将轻质油和硅烷偶联剂KH550混合均匀,加热至160℃保温,再加入费托蜡、聚酰胺-610、线型SBS和纳米蒙脱土,160℃下搅拌至固体成分完全融化,再在搅拌机转速大于4000r/min的条件下进行15min高速剪切,再室温静置冷却24h,再进行研磨,即得热熔标线改性材料。
一种热熔标线涂料,其制备方法包括以下步骤:
将20质量份的C5石油树脂、4质量份的二氧化钛(锐钛型)、50质量份的重质碳酸钙、22质量份的反光玻璃微珠、4质量份的增塑剂邻苯二甲酸二丁酯(DOP)和7质量份的本实施例的热熔标线改性材料混合,160℃下搅拌均匀,即得热熔标线涂料。
实施例4:
一种热熔标线改性材料,其原料组成如下表所示:
表4一种热熔标线改性材料的原料组成表
上述热熔标线改性材料的制备方法包括以下步骤:
将轻质油和硅烷偶联剂KH550混合均匀,加热至160℃保温,再加入费托蜡、聚酰胺-610、线型SBS和纳米蒙脱土,160℃下搅拌至固体成分完全融化,再在搅拌机转速大于4000r/min的条件下进行15min高速剪切,再室温静置冷却24h,再进行研磨,即得热熔标线改性材料。
一种热熔标线涂料,其制备方法包括以下步骤:
将20质量份的C5石油树脂、4质量份的二氧化钛(锐钛型)、50质量份的重质碳酸钙、22质量份的反光玻璃微珠、4质量份的增塑剂邻苯二甲酸二丁酯(DOP)和7质量份的本实施例的热熔标线改性材料混合,160℃下搅拌均匀,即得热熔标线涂料。
实施例5:
一种热熔标线改性材料,其原料组成如下表所示:
表5一种热熔标线改性材料的原料组成表
上述热熔标线改性材料的制备方法包括以下步骤:
将轻质油和硅烷偶联剂KH550混合均匀,加热至160℃保温,再加入费托蜡、聚酰胺-610、线型SBS和纳米蒙脱土,160℃下搅拌至固体成分完全融化,再在搅拌机转速大于4000r/min的条件下进行15min高速剪切,再室温静置冷却24h,再进行研磨,即得热熔标线改性材料。
一种热熔标线涂料,其制备方法包括以下步骤:
将20质量份的C5石油树脂、4质量份的二氧化钛(锐钛型)、50质量份的重质碳酸钙、22质量份的反光玻璃微珠、4质量份的增塑剂邻苯二甲酸二丁酯(DOP)和7质量份的本实施例的热熔标线改性材料混合,160℃下搅拌均匀,即得热熔标线涂料。
对比例:
一种热熔标线涂料,其制备方法包括以下步骤:
将20质量份的C5石油树脂、4质量份的二氧化钛(锐钛型)、50质量份的重质碳酸钙、22质量份的反光玻璃微珠和4质量份的增塑剂邻苯二甲酸二丁酯(DOP)混合,160℃下搅拌均匀,即得热熔标线涂料。
性能测试:
1)对实施例1~5和对比例的热熔标线涂料进行性能测试,测试结果如下表所示:
表6实施例1~5和对比例的热熔标线涂料的性能测试结果
注:
软化点、抗压强度、磨耗损失(200转/1000g后减重)和耐水/碱性:参照“GB/T16311-2009道路交通标线质量要求和检测方法”进行测试;
旋转粘度(施工和易性):采用沥青旋转粘度试验,参照“JTG E20-2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程”进行测试。
2)实施例1~5的热熔标线涂料在加热阶段的降粘效果示意图如图1所示,冷却后强度形成示意图如图2所示,硅烷偶联剂作用机理图如图3所示。
由表6和图1~3可知:
a)普通的热熔标线涂料中添加了实施例1~5的热熔标线改性材料后,粘度在150℃时可降低至400mPa·s及以下,远低于普通的热熔标线涂料(对比例)的850mPa·s,说明本发明的热熔标线改性材料能够有效降低热熔标线涂料的施工温度;
b)实施例1~5的热熔标线改性材料能够显著提高热熔标线涂料的软化点,增强热熔标线涂料的抗压强度同时有效降低磨耗损失,说明本发明的热熔标线改性材料通过合理的技术手段实现了对道路标线施工温度问题的缓解,同时获得优异的工程性能,减少了环境污染,降低了生产成本。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种热熔标线改性材料,其特征在于,包括以下质量份的组分:
费托蜡:40份~50份;
聚酰胺树脂:5份~10份;
SBS:10份~20份;
轻质油:15份~25份;
硅烷偶联剂:20份~30份;
纳米蒙脱土:3份~7份;
所述聚酰胺树脂为聚酰胺-610,链节结构为-[NH(CH2)6NHCO(CH2)8CO]-;
所述聚酰胺树脂的重均分子量为17000g/mol~23000g/mol;
所述SBS为线型SBS、星型SBS中的至少一种;
所述SBS的重均分子量为123000g/mol~150000g/mol;
所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570、硅烷偶联剂KH792中的至少一种;
所述纳米蒙脱土的干粉粒度为200目~300目,叠层厚度≤25nm。
2.权利要求1所述的热熔标线改性材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将轻质油和硅烷偶联剂混合均匀,再加入费托蜡、聚酰胺树脂、SBS和纳米蒙脱土,加热搅拌至固体成分完全融化,再进行剪切、冷却和研磨,即得热熔标线改性材料。
3.一种热熔标线涂料,其特征在于,组成包括权利要求1所述的热熔标线改性材料。
4.根据权利要求3所述的热熔标线涂料,其特征在于:所述热熔标线改性材料在热熔标线涂料中的质量百分含量为5%~10%。
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