一种包含mma树脂的环保型标线反光涂料及其制备方法
技术领域
1.本发明属于涂料制备技术领域，涉及一种包含mma树脂的环保型标线反光涂料及其制备方法。
背景技术：2.道路路面标线和标志是加强道路交通管理，合理疏引车流，充分使用道路容量，发挥车辆运行速度，保障道路交通安全的交通工程设施的重要组成部分。热熔型路标涂料具有可施工成较厚的涂膜、干燥快等特点，使用寿命长，可达12～20个月，但热熔型涂料不易施工，造成施工成本提高。常温型路标涂料通常采用醇酸涂料，氯化橡胶涂料，石油树脂涂料，松香改性树脂涂料等，因其施工的涂膜较薄(0.1～0.3mm)，涂层耐磨性差，使用寿命为6个月左右。因而施涂频繁，增加了费用，需求量日益减少。近年来，以丙烯酸树脂为主要成分的道路标线涂料越来越受到人们的关注，并成为路标涂料市场的主导产品。
3.mma树脂属于丙烯酸类树脂，其主要成份是甲基丙烯酸甲酯。mma树脂具有低温固化，快速固化，超强抗紫外线的特点。mma树脂具有兼具良好的硬度与韧性，有着耐磨性、耐候性、耐高低温差等优点，其许多物理化学及使用性能均具有显着的独特优点，适合于制造道路标线涂料。目前已有将mma树脂用于路面标识涂料，cn109722077b公开了一种环保速干路面标识材料，由a组分和b组分两种组分组成，a组分和b组分的质量比例为5-18：1，所述a组分含有：甲基丙烯酸甲酯5～20％，甲基丙烯酸1～8％，甲基丙烯酸丁酯2～15％，过氧化物引发剂1～10％，松香改性树脂5-10％，偶氮类引发剂0～5％，偶氮脒类引发剂0～5％，钛白粉0～15％，二氧化硅0～15％，反光粉2-10％、增塑剂0～3％，阻聚剂0-3％，色膏1～5％，增稠剂0.2～2％，其余为预聚体；所述b组分含有：甲基丙烯酸甲酯6～30％，甲基丙烯酸3～15％，甲基丙烯酸丁酯1～15％，偶氮类引发剂0～5％，偶氮脒类引发剂0～5％，钛白粉0～14％，二氧化硅0～14％，紫外线稳定剂1～4％，n,n-二甲基苯胺2～9％，其余为预聚体。
4.目前mma树脂用于标线反光涂料存在的问题包括耐磨耐候性差，间隔一段时间后需重涂；耐水耐碱性差，无法满足道路积水浸泡的实际要求；耐沾污性差，标线的表面很容易积尘，影响逆反射系数从而降低了反光效果；贮存稳定性差，几个月甚至刚生产几天后即出现黏度变化大、表面结皮等现象，从而导致涂料的喷涂施工性差和开罐效果不佳；不粘胎时间无法满足道路施工时的实际要求，影响施工时交通的畅通性。
技术实现要素：5.本发明的目的在于开发出路用性能好，绿色环保，耐光辐射和老化性能好的反光涂料。
6.基于上述目的，本发明提供了一种包含mma树脂的环保型标线反光涂料及其制备方法来满足本领域的这种需要。
7.一方面，本发明提供了一种包含mma树脂的环保型标线反光涂料，以质量份计，包括：40-55份mma树脂、20-30份中空玻璃微珠、1-5份水合硅酸镁、10-18份微晶纤维素、10-20
份颜料、6-15份体质颜料、5-10份超细硅微粉、1-2份硅烷偶联剂；优选地，以质量份计，包括：45份mma树脂、22份中空玻璃微珠、3份水合硅酸镁、12份微晶纤维素、14份颜料、13份体质颜料、8份超细硅微粉、1.5份硅烷偶联剂。
8.具体地，颜料选用白色颜料或黄色颜料。优选地，白色颜料选用钛白粉，更优选地为金红石型钛白粉；优选地，黄色颜料选用镉黄。体质颜料为重钙、石英砂和沉淀硫酸钡的一种或多种任意比例的混合物。
9.进一步地，本发明提供的环保型标线反光涂料中，以质量份计，还包括：20-25份溶剂、1-5份成膜助剂、0.1-10份助溶剂和1-3份助剂。
10.进一步地，本发明提供的环保型标线反光涂料中，以质量份计，还包括：22份溶剂、2份成膜助剂、4份助溶剂和2份助剂。
11.进一步地，本发明提供的环保型标线反光涂料中，所述溶剂选用去离子水，所述成膜助剂选用f-974成膜助剂，所述助溶剂选用乙二醇，所述助剂选用润湿分散剂、流平剂、防腐剂、增稠剂、消泡剂中一种或多种的混合物。
12.进一步地，本发明提供的环保型标线反光涂料中，所述中空玻璃微珠粒径为10-15μm，所述颜料细度低于100目，所述体质颜料细度低于100目，所述微硅粉平均粒径为0.1-0.15μm。
13.另一方面，本发明涉及一种包含mma树脂的环保型标线反光涂料的制备方法，其包括：将mma树脂、水合硅酸镁、溶剂、成膜助剂、助溶剂和增稠剂混合后高速搅拌，静置1h后加入中空玻璃微珠、超细硅微粉和硅烷偶联剂，将ph调至8-9，在50-80℃，400-600w的条件下，超声30-60min，制成母液；向所述母液中依次加入体质颜料、微晶纤维素和润湿分散剂，并以中速搅拌的方式分散均匀，得到预分散体；将预分散体磨细至50μm以下，加入颜料、防腐剂、流平剂和消泡剂，搅拌均匀，即得到所述包含mma树脂的环保型标线反光涂料。
14.进一步地，本发明提供的制备方法中，所述高速搅拌的搅拌速度为800～1500转/分钟，所述中速搅拌的搅拌速度为500～800转/分钟。
15.另一方面，本发明涉及一种道路反光涂料，其包含本发明提供的环保型标线反光涂料。
16.本发明与现有技术相比具有以下有益效果或者优点：
17.本发明利用mma树脂与特定粒径范围的中空玻璃微珠和超细硅微粉的特点，在碱性环境下，通过特定频率范围和温度范围的超声改性，制得包含mma树脂的环保型标线反光涂料经试验验证发现其附着力高、反光效果好、反光性能稳定，且无有害物质检出。本发明在反光涂料的制备中加入水合硅酸镁，更有效促进体质颜料和颜料在反光涂料中的分散均匀，有效提高体质颜料和颜料的遮盖率。本发明在反光涂料的制备中微晶纤维素，能吸附在反光涂料界面上并加固了反光涂料的界面膜，能有效提高反光涂料的反光效果与耐磨性能和抗滑性能。
具体实施方式
18.为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但所举实施例不作为对本发明的限定。
19.下述各实施例中所述实验方法和检测方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试
剂和材料，如无特殊说明，均可在市场上购买得到，下述实施例所用mma树脂为聚甲基丙烯酸甲酯树脂601树脂。
20.实施例1
21.本实施例提供了一种包含mma树脂的环保型标线反光涂料的制备。
22.本实施例所用中空玻璃微珠粒径为10-15μm，颜料细度低于100目，体质颜料细度低于100目，微硅粉平均粒径为0.1-0.15μm。
23.40份mma树脂、20份中空玻璃微珠、1份水合硅酸镁、10份微晶纤维素、10份镉黄、6份重钙、5份超细硅微粉、1份硅烷偶联剂kh560、20份去离子水，1份f-974成膜助剂、0.1份乙二醇、0.2份dp-920润湿分散剂、0.2份m-2020流平剂、0.2份xle防腐剂、0.2份wt-113增稠剂、0.2份nxz消泡剂。
24.将mma树脂、水合硅酸镁、溶剂、成膜助剂、助溶剂和增稠剂混合后800转/分钟搅拌，静置1h后加入中空玻璃微珠、超细硅微粉和硅烷偶联剂，将ph调至8，在50℃，400w的条件下，超声30min，制成母液；向所述母液中依次加入体质颜料、微晶纤维素和润湿分散剂，并以800转/分钟搅拌的方式分散均匀，得到预分散体；将预分散体磨细至50μm以下，加入颜料、防腐剂、流平剂和消泡剂，搅拌均匀，即得到所述包含mma树脂的环保型标线反光涂料。
25.实施例2
26.本实施例提供了一种包含mma树脂的环保型标线反光涂料的制备。
27.本实施例所用中空玻璃微珠粒径为10-15μm，颜料细度低于100目，体质颜料细度低于100目，微硅粉平均粒径为0.1-0.15μm。
28.以质量份计，包括：45份mma树脂、22份中空玻璃微珠、3份水合硅酸镁、12份微晶纤维素、14份金红石型钛白粉、13份石英砂、8份超细硅微粉、1.5份硅烷偶联剂kh560、22份去离子水，2份f-974成膜助剂、4份乙二醇、0.4份dp-920润湿分散剂、0.4份m-2020流平剂、0.4份xle防腐剂、0.4份wt-113增稠剂、0.4份nxz消泡剂。
29.将mma树脂、水合硅酸镁、溶剂、成膜助剂、助溶剂和增稠剂混合后1000转/分钟搅拌，静置1h后加入中空玻璃微珠、超细硅微粉和硅烷偶联剂，将ph调至8，在65℃，500w的条件下，超声45min，制成母液；向所述母液中依次加入体质颜料、微晶纤维素和润湿分散剂，并以600转/分钟搅拌的方式分散均匀，得到预分散体；将预分散体磨细至50μm以下，加入颜料、防腐剂、流平剂和消泡剂，搅拌均匀，即得到所述包含mma树脂的环保型标线反光涂料。
30.实施例3
31.本实施例提供了一种包含mma树脂的环保型标线反光涂料的制备。
32.本实施例所用中空玻璃微珠粒径为10-15μm，颜料细度低于100目，体质颜料细度低于100目，微硅粉平均粒径为0.1-0.15μm。
33.55份mma树脂、30份中空玻璃微珠、5份水合硅酸镁、18份微晶纤维素、20份金红石型钛白粉、5份重钙、5份石英砂、5份沉淀硫酸钡、5-10份超细硅微粉、2份硅烷偶联剂kh560、25份去离子水，5份f-974成膜助剂、10份乙二醇、0.6份dp-920润湿分散剂、0.6份m-2020流平剂、0.6份xle防腐剂、0.6份wt-113增稠剂、0.6份nxz消泡剂。
34.将mma树脂、水合硅酸镁、溶剂、成膜助剂、助溶剂和增稠剂混合后1500转/分钟搅拌，静置1h后加入中空玻璃微珠、超细硅微粉和硅烷偶联剂，将ph调至9，在80℃，600w的条件下，超声60min，制成母液；向所述母液中依次加入体质颜料、微晶纤维素和润湿分散剂，
并以800转/分钟搅拌的方式分散均匀，得到预分散体；将预分散体磨细至50μm以下，加入颜料、防腐剂、流平剂和消泡剂，搅拌均匀，即得到所述包含mma树脂的环保型标线反光涂料。
35.实施例4
36.本实施例提供了一种包含mma树脂的环保型标线反光涂料的性能测试试验。
37.本实施例利用摆式摩擦仪测试涂布了实施例1-3提供的包含mma树脂的环保型标线反光涂料涂层试件的表面摆值(bpn)，具体试验结果如表1所示。
38.表1，抗滑性能测试(摆值/bpn)
39.涂料用量(kg/m2)00.40.60.81实施例156.7253.7751.5748.6447.09实施例256.7554.4752.8950.849.57实施例356.8354.4151.1349.9247.79
40.如表1所示，本发明提供的包含mma树脂的环保型标线反光涂料用量≤1kg/m2时，bpn＞47，符合高速、一级公路、城市道路的抗滑性能要求。
41.本实施例采用拉伸试验计算包含mma树脂的环保型标线反光涂料的粘结强度，拉伸速率为1mm/min。计算公式如下：
[0042][0043]
其中：bs——粘结强度，mpa；f——最大荷载值，n；d——试件直径，mm。
[0044]
经计算，本发明提供的包含mma树脂的环保型标线反光涂料的粘结强度如表2所示。
[0045]
表2，拉伸试验测试(粘结强度/mpa)
[0046] 粘结强度(mpa)实施例10.78实施例20.83实施例30.74
[0047]
如表2所示，本发明提供的包含mma树脂的环保型标线反光涂料的粘结强度在0.74-0.83mpa之间，表明其具有较强的粘附力。
[0048]
本实施例采用拉拔仪计算沥青路面上完全固化后的环境友好型水性丙烯酸树脂反光涂料的拉拔强度，最大荷载为1.35kn。计算公式同拉伸试验，试验结果如表3所示。
[0049]
表3，拉拔强度测试(mpa)
[0050]
涂料用量(kg/m2)0.80.91实施例10.720.730.76实施例20.750.770.79实施例30.720.750.77
[0051]
由表3可知，本发明提供的包含mma树脂的环保型标线反光涂料用量为0.8-1kg/m2时，拉拔强度较为接近，从试件的破坏情况来看，涂层自身的粘附性较好，表明本发明提供的包含mma树脂的环保型标线反光涂料能牢牢粘附沥青路面。
[0052]
本实施例对涂料的色度性能进行检测，检测结果如表4所示。
[0053]
表4，色度性能检测
[0054][0055][0056]
如表4所示，发明提供的包含mma树脂的环保型标线反光涂料符合gb2893的要求，其色品坐标和亮度因数均符合规定范围。
[0057]
本实施例对涂料的有害物质限量进行检测，检测结果如表5所示。
[0058]
表5，有害物质检测
[0059][0060]
由表5可知，本发明提供的包含mma树脂的环保型标线反光涂料无有害物质检出，产品环保性能优异。
[0061]
如上所述，即可较好地实现本发明，上述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种改变和改进，均应落入本发明确定的保护范围内。
技术特征：1.一种包含mma树脂的环保型标线反光涂料，其特征在于，以质量份计，包括：40-55份mma树脂、20-30份中空玻璃微珠、1-5份水合硅酸镁、10-18份微晶纤维素、10-20份颜料、6-15份体质颜料、5-10份超细硅微粉、1-2份硅烷偶联剂。2.根据权利要求1所述的环保型标线反光涂料，其特征在于，以质量份计，包括：45份mma树脂、22份中空玻璃微珠、3份水合硅酸镁、12份微晶纤维素、14份颜料、13份体质颜料、8份超细硅微粉、1.5份硅烷偶联剂。3.根据权利要求1所述的环保型标线反光涂料，其特征在于，以质量份计，还包括：20-25份溶剂、1-5份成膜助剂、0.1-10份助溶剂和1-3份助剂。4.根据权利要求3所述的环保型标线反光涂料，其特征在于，以质量份计，还包括：22份溶剂、2份成膜助剂、4份助溶剂和2份助剂。5.根据权利要求3所述的环保型标线反光涂料，其特征在于，所述溶剂选用去离子水，所述成膜助剂选用f-974成膜助剂，所述助溶剂选用乙二醇，所述助剂选用润湿分散剂、流平剂、防腐剂、增稠剂、消泡剂中一种或多种的混合物。6.根据权利要求1所述的环保型标线反光涂料，其特征在于，所述中空玻璃微珠粒径为10-15μm，所述颜料细度低于100目，所述体质颜料细度低于100目，所述微硅粉平均粒径为0.1-0.15μm。7.一种包含mma树脂的环保型标线反光涂料的制备方法，其特征在于，包括：将mma树脂、水合硅酸镁、溶剂、成膜助剂、助溶剂和增稠剂混合后高速搅拌，静置1h后加入中空玻璃微珠、超细硅微粉和硅烷偶联剂，将ph调至8-9，在50-80℃，400-600w的条件下，超声30-60min，制成母液；向所述母液中依次加入体质颜料、微晶纤维素和润湿分散剂，并以中速搅拌的方式分散均匀，得到预分散体；将预分散体磨细至50μm以下，加入颜料、防腐剂、流平剂和消泡剂，搅拌均匀，即得到所述包含mma树脂的环保型标线反光涂料。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述高速搅拌的搅拌速度为800～1500转/分钟，所述中速搅拌的搅拌速度为500～800转/分钟。9.一种道路反光涂料，其特征在于，包含权利要求1-6任一项所述的环保型标线反光涂料。
技术总结本发明属于涂料制备技术领域，涉及一种包含MMA树脂的环保型标线反光涂料及其制备方法。所述包含MMA树脂的环保型标线反光涂料，以质量份计，包括：40-55份MMA树脂、20-30份中空玻璃微珠、1-5份水合硅酸镁、10-18份微晶纤维素、10-20份颜料、6-15份体质颜料、5-10份超细硅微粉、1-2份硅烷偶联剂。本发明将MMA树脂和超细硅微粉经过超声处理，配合水合硅酸镁、微晶纤维素和硅烷偶联剂，制得反光涂料经试验验证发现其附着力高、耐磨性能好、反光效果好、反光性能稳定，且无有害物质检出。且无有害物质检出。
技术研发人员：钱景民 韩建昭 张涛 崔龙
受保护的技术使用者：陕西世纪交通工程股份有限公司
技术研发日：2022.10.27
技术公布日：2022/12/16
